数字赋能•智研新境：“三阶五维”备课模式构建与实践——以《光的折射》为例

为贯彻落实国家教育数字化战略行动，持续深入推进信阳市国家中小学智慧教育平台应用推广工作，宣传并分享在平台应用过程中涌现的创新思路与典型做法，中心将对2025年国家中小学智慧教育平台应用优秀案例征集活动中评选出的优秀案例进行展播，欢迎大家收看。

[摘要]

在教育数字化战略推动下，如何深度应用国家中小学智慧教育平台（以下简称“国平台”）赋能教学，是基层学校的关键课题。本案例以信阳市第九中学初中物理《光的折射》教学为例，系统构建并实证了以国平台为核心支撑的“三阶五维”深度备课模式。“三阶”指“个体初备·资源精准汲取”“协同精备·智慧集体共生”“反思优备·数据驱动迭代”的螺旋流程；“五维”即贯穿全程的“课标解读、学情分析、资源整合、活动设计、评价反馈”。案例精准应用国平台“课程教学”“教师研修”“教材”三大资源模块及平台内置的备课工具，通过清晰的操作路径，实现了备课从经验到数据、从封闭到协同、从单课到体系的根本转变，形成了可复制、可推广的“信阳九中范式”。

[关键词]

智慧备课；三阶五维；协同备课；数字化教学；教学评一体化。

引言：从“资源应用”走向“模式重构”的必然选择

1．政策引领与现实诉求

国家教育数字化战略行动的深入推进，将国平台定位为课堂教学转型的核心载体。平台汇聚了体系化资源、智能化工具与数据服务，为基层教学教研提供了全新可能。然而，我校物理教研组在初期应用中发现，若仅将平台当作“高级资源库”进行资源下载与堆砌，仍无法解决资源整合低效、教研协同不足、备课与学情脱节、优秀经验难以沉淀等深层问题。

2．核心问题聚焦

因此，本案例聚焦于一个核心问题：如何以国平台为数字基座，超越资源与工具的浅层应用，系统重构备课的流程、方法与生态，构建一套可测量、可推广的深度备课模式，从而为教师减负、为教学增效、为质量提标。

3．实践载体选择

我们选取人教版八年级《光的折射》一节作为突破口。该内容概念抽象、规律探究性强，且与生活现象紧密相连，是检验智慧备课模式能否有效支撑科学思维与探究能力培养的绝佳试金石。

目标与思路：构建“三阶五维”模型

1．目标体系

（1）学生层面：借助平台赋能，引导学生深度参与探究，发展物理核心素养。

（2）教师层面：提升教师信息化素养、资源整合能力、数据驱动设计能力与协同教研能力。

（3）模式层面：形成一套以国平台为支撑、可复制推广的智慧备课模型与校本资源建设范式。

2．整体思路与“三阶五维”模型

我们以建构主义与学习科学为指导，构建“三阶五维”备课模型，本模式以“个体初备—协同精备—反思优备”三阶为纵向流程轴，以“课标、学情、资源、活动、评价”五维为横向设计面，依托平台资源与工具，构建数据驱动、协同共创、持续迭代的备课新生态。

（1）三阶（流程引擎）：

个体初备：基于平台数据与资源，进行课标分析、学情诊断与资源遴选。

协同精备：利用平台手机端“智慧中小学app”，创建“教研群”，组织云端磨课，优化设计方案。

反思优备：依据教学反馈与实践反思，修正教案并沉淀至校本资源库。

（2）五维（设计内涵）：

各阶段均系统贯穿课标解读、学情分析、资源整合、活动设计、评价反馈五个维度，确保方案科学完整。

3．平台资源与应用功能总览

本案例实现了从“资源层”到“功能层”的全方位调用：

（1）资源层：深度整合了“课程教学”（核心参考库）、“教师研修”（理念与方法引领库）、“教材”（基础锚点库）三大资源模块。

（2）功能层：以“教师备课”应用场景为主线，深度耦合平台核心功能：运用“资源检索”与“虚拟实验”获取资源；调用资源库的“分享与协作”功能实现协同精备；通过平台群组的问卷调查、作业活动等功能数据驱动学情分析，从而构建起完整的“检索—设计—协同—反思—沉淀”赋能闭环。

具体措施：平台功能与教学实践的深度耦合

1．第一阶段：个体初备·资源精准汲取核心是“基于平台的数据与资源进行精准预设”，主要依托平台“资源检索”“虚拟实验”和“习题库”功能。

（1）维度1：基于平台的深度课标与教材分析

主持人登录平台“教材”模块精读《光的折射》电子教材（见【图1】），梳理知识脉络。随后，进入“教师研修”模块，学习基于核心素养的物理实验教学研究》等课程（见【图2】），明确本课在“物理观念”与“科学探究”方面的培养重点，使目标设定有据可依。

图1 《光的折射》电子教材内容

图2 教师研修课程学习界面

（2）维度2：数据驱动的精准学情分析

教师从“课程教学”资源模块下的“习题库”中筛选、下载《光的直线传播》《光的反射》相关习题（见【图3】），设计成课前诊断卷，组织学生作答。通过对诊断卷的批阅与分析，教师从高频错题中识别出学生对“光路可逆”“角度关系”等概念的共性理解薄弱点。这些基于平台资源获得的真实学情数据，为后续《光的折射》教学难点的预设与突破提供了精准依据。

图3 “习题库”中筛选的反馈习题

（3）维度3：多模态资源的系统化整合与AI赋能

①“课程教学”资源作为核心参考库：使用平台AI搜索功能（见【图4】），以“光的折射”为关键词，精准筛选并观摩了3个优质课视频（见【图5】），作为教学设计的重要参考。针对实验难点，精选高交互性“虚拟实验”资源（见【图6】），用于模拟和预演部分难以在课堂现场演示的折射现象。AI搜索极大提升了多模态资源检索的精准度与效率。随后，将这些精心筛选的资源，按照 “情境导入—概念建立（视频参考）—规律探究（虚拟实验+实体实验）—应用拓展” 的教学逻辑链，系统化地嵌入课件，形成一条动态化、可视化、强互动的教学主线。

图4 AI资源检索赋能备课

图5 观摩《光的折射》优质课视频

图6 《光的折射》高交互性“虚拟实验”资源

②“教师研修”资源作为理念引领库：在“教师研修”模块中，重点学习了《基于项目式学习的课程构建与实施》《教学评一体化的课堂教学探索》等专题课程（见【图7】）。受其启发，将本课设计为“破解‘池水变浅’之谜”的微型PBL项目，引导学生经历“提出问题—设计实验—构建模型—解释现象”的完整探究过程，推动备课从“知识罗列”转向“问题驱动”。

图7 教学评一体化专题资源

③“教材”资源作为基础锚点库：教师依托平台“教材”模块，精读《光的折射》电子教材原文，明确本节知识的基础框架与核心表述。同时，参考“课程教学”模块中相关课程的知识结构导图进行二次梳理（见【图8】），确保PBL活动设计全面覆盖“折射定义”“折射角与入射角关系”“光路可逆”等全部核心知识。在此基础上，调用平台“习题库”匹配分层练习（见【图9】），并将练习有

机嵌入备课方案，系统落实“备—教—学—评”一致性。

图8 《光的折射》知识结构导图

图9 平台“习题库”功能，匹配不同难度的分层练习

2．第二阶段：协同精备·智慧集体共生

核心是利用平台的协同工具，将个人智慧转化为集体智慧，优化教学设计。主要依托平台“资源库”的在线协作编辑功能，通过“教研群”实现跨时空的“云端磨课”与智慧众筹。

（1）核心动作：创建线上协同备课空间

备课组长使用平台“资源库”分享与协作功能，将“《光的折射》PBL项目协同备课”发到“教研群”中，邀请全组教师加入对初备方案进行研讨、编辑批注。（见【图10】）

图10 《光的折射》PBL项目协同备课教研

（2）维度4：活动设计的智慧碰撞与优化

依托教研群，组内教师通过在共享备课文件中在线编辑与修订，并结合群内实时交流的方式开展“云端磨课”。例如，有教师直接在文件中调整实验设计步骤，另一教师在群内提议补充地理学科链接。所有互动最终汇聚并优化了设计方案，体现了“智慧众筹、动态优化”。（见【图11】）

图11 在群组进行讨论和批注截图分享

（3）维度5：前置性嵌入式评价设计

教研组共同设计“教学评一体化”工具：①课前预习检测（平台题库选题，调查前概念）；②课中即时反馈（课堂活动设计即时小测）；③课后项目成果评价量规（结构化量规评价报告）。评价工具在备课时即完成嵌入式设计。（见【图12】）

图12 “教学评一体化”工具

3．第三阶段：反思优备·数据驱动迭代

核心是基于教学实践中的数据与反馈，对备课成果进行修正与升华，并实现校本化沉淀。主要通过设置的“教学评一体化”工具搜集的数据以及“我的资源库”分享与协作功能，完成从经验反思到资源固化的闭环。

（1）基于数据的精准教学反思

课后，主持人组织教研组依据课前预习检测数据、课中即时反馈统计及课后项目成果评价量规等“教学评一体化”工具所收集的证据，进行集体复盘与归因分析。针对发现的共性学习问题，在教研群中以“教学反思与优化建议”为主题发起讨论，将平台资源使用效果、环节调整建议及下阶段教学启示结构化记录，形成可持续迭代的教研档案。

（2）校本资源的归档与共享共建

将最终形成的教案、课件、习题包、微课等材料，按“教案—课件—习题—微课—素材”标准化命名与分类。为建立可持续的校本资源库，教研组将协作定稿的最终资源包，统一上传至学校区域教研群的共享文件夹中进行集中归档与版本管理。上传时需规范填写资源描述、关键词及使用建议。该资源包被命名为“备课包：《光的折射》（PBL版）v1.0”（见【图13】），存储于群共享中，支持组内教师随时调取、复用与优化迭代，形成稳定的校本资源共建共享机制。

图13 备课包《光的折射》（PBL版）v1.0”截图

取得成效：从“效果显著”到“证据扎实”

1．学生发展：核心素养有效落地

（1）学业表现量化提升：实验班《光的折射》单元检测平均分较对照班高5.5分（数据来源：学校统一测试统计），优秀率提升9个百分点，高阶能力题得分率提升超20%。（见【图14】）

图14 《光的折射》检测量化对比图

1. 学习体验积极转变：课后问卷显示，95%的学生对“虚拟实验+实体探究”模式表示高度认可（数据来源：平台课后问卷模块）。（见【图15】）

图15 学生对“虚拟实验+实体探究”模式认可度统计

1. 探究能力显著增强：超过1/3的小组能在项目报告中迁移解释“筷子弯折”等现象，展现知识迁移与建模能力。（见【图16】）

图16 学生项目报告探究能力表现

2．教师成长：从“使用者”到“创造者”

（1）备课范式根本转变：教师单课备课时间从3–4小时缩短至约2小时，备课深度与精准度提升（数据来源：教研组活动记录）。

（2）教研共同体常态化：基于平台的协同备课月均开展4次，形成云端教研新常态。

（3）科研能力突破：团队成功申报市级课题《基于国家智慧教育平台的初中理科“教学评一体化”实践研究》。

3．模式辐射与校本成果

（1）模式制度化：“三阶五维”模式写入《信阳九中教研组工作规范》。

（2）资源库初具规模：各备课组累计沉淀精品备课包20余个，涵盖理、化、生多学科。

（3）区域示范效应：本案例在区级智慧教育研讨会作专题分享，被多所学校借鉴。

结论与展望：构建可持续的智慧教研新生态

1．核心结论

本案例通过“三阶五维”模型，实现了三大转变：

（1）备课依据从“经验主导”走向“数据驱动与理念引领相结合”；

（2）备课过程从“个体封闭”走向“协同开放与智慧众筹”；

（3）备课成果从“一次性消费”走向“可持续迭代与智慧沉淀”。

本案例构建的“三阶五维”智慧备课模式，本质上是依托国家平台，实现“备课依据数据化、备课过程协同化、备课成果迭代化”的系统性变革路径。

2．反思与前瞻

本模式适用于具备基本网络条件、教师有初步信息化应用能力的初级中学。在文科或艺体学科应用时，“虚拟实验”维度可替换为“情境素材库”或“示范音视频库”，“五维”框架依然具有指导意义。

下一步，将首先在本校化学、生物教研组进行试点移植，成立跨学科“智慧备课工作坊”，由物理组核心成员提供“陪伴式”指导。

当前仍面临教师适应期、平台资源与本地学情深度融合等挑战。未来将：

（1）学科化推广：将模型适配至文科、艺体等学科。

（2）联盟化共建：联合区内学校建立“智慧备课联盟”，实现跨校资源共建。

（3）智能化探索：跟进平台AI备课助手等新功能，探索人机协同新形态。

本实践是探索“国家智慧教育平台创新应用”、推动“教学评一体化”改革、构建“人工智能+教师”协同教研新生态的一次积极尝试，为区域教育数字化转型提供了可资借鉴的校本化实施方案。

我们坚信，以国平台为基，以“三阶五维”为法，一线教师能成为教育数字化变革的主动参与者与引领者，共同构建数据驱动、协同创新、智慧共生的教研新生态。

参考文献

1.教育部. 义务教育物理课程标准（2022年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社，2022.

2.教育部教育技术与资源发展中心. 国家中小学智慧教育平台应用指南（教师篇）[Z]. 2024.

3.国家中小学智慧教育平台. 教师研修课程库[DB/OL]. https://basic.smartedu.cn/

案例实践单位：河南省信阳市第九中学

案例主持人：王辉

案例成员：李琰、褚延辉、刘阳阳、胡贵林

案例指导：河南省陶长霞专家指导团队