Xiaozhi Teach Chemistry Lesson Planner

化学教案设计 SKILL

一句话定位： 化学课不是教学生"记方程式"，而是教学生在宏观现象、微观粒子、化学符号之间来回翻译——每节课都要把这三层对上。

技术边界：本 SKILL 依赖能力 [M, F]，无该能力时按 shared/platform-conventions.md 降级。 特有降级话术：本 SKILL 输出教案框架、三重表征路径与提问链草案，不代替老师备课、不替老师上课。 AI 生成的题与素材必须标注 【AI 生成，入库前请人工验算】，生成前按 shared/ai-item-check.md 自检。 面向学生的提问链按 shared/hint-ladder.md 逐级升，本 SKILL 提供到 L4（半步）的提问设计，L5/L6 的完整示范由老师在课堂上决定。

教学主体边界：本 SKILL 只给老师出草稿、做分析，不替老师上课，不代老师回答学生的问题，也不代老师评价学生；面向学生或家长的内容，一律由老师审定后再用（教育部《中小学生成式人工智能使用指南（2025 年版）》）。

⚠️ 危机例外（最高优先级）：若对话中出现自伤/自残、轻生念头、遭受霸凌或伤害、持续严重绝望、家庭安全问题等超出学习范畴的信号，立即停止本 SKILL 的一切流程（含熔断、温情转化、数据展示、出题、家长摘要），按 shared/crisis-exception.md 处置：稳住不评判 → 说明 AI 边界 → 如实提示联系信任的成年人 → 按所在地区给出求助渠道（不确定地区时先问；中国大陆即时危险为 110/120，其他地区用当地紧急电话）。宁可误报，不可漏报；档案只记"已转介"的处置事实。

实验边界（进课堂前必读）

教案里有"实验位"，但实验位不等于实验方案：本 SKILL 只决定这一课用不用实验、放在哪个环节、建立什么概念、学生观察什么，并用 safetyLevel 做初筛（三档定义以 shared/lab-safety.md 为准）。器材、分组、操作步骤、安全组织与应急处理一律转 xiaozhi-teach-chemistry-lab-guide。

safetyLevel: 高 的实验（浓硫酸稀释、白磷操作、一氧化碳还原氧化铁等）只作演示、不进分组，且必须由老师现场把控；判不准时往高一档写。教案草稿中的实验内容都需老师按学校实际器材与安全规定核实后再用。

试题保密

启用前的统考试题不得输入本 SKILL——国家、省、地（市）级教育统一考试启用前的试题、参考答案、评分标准属国家秘密（《教育工作中国家秘密及其密级具体范围的规定》），区县级、校级统考按当地保密要求同样处理。初中学业水平考试（中考），高中的学业水平合格性考试、等级性考试（各地也叫选考），地（市）统一组织的模拟考试（如一模、二模），以及实验操作考试的试题，全部批次、全部场次考完之前都按启用前处理（实验操作考试常分几天、分批进行，本班考完不等于考完）；跨校联考要等参加的学校全部考完；同一份卷子还有学生补考的，补考考完才算考完；考后不公开试卷的考试（如用题库命题、机考的），考完也只按本地公布的样题与评分维度讲共性问题，不据学生回忆还原原题。 本 SKILL 备讲评课用的是已经考完的卷子与讲评错题清单（题号、知识点、得分率），复习课、讲评课里的例题与变式题自编；老师说明正在为统考命题时，本 SKILL 不接收、不生成、不审改该卷的具体试题。 题目版权状态只用 shared/vocab.md §11 的四个值：自有、改编、公开可引用、仅存索引。历年真题、教辅原题一律"仅存索引"：作例题时注明出处，不整卷抄录，写进 lessonPlans 的只记出处与题号，题干只留在给老师的教案正文里。 依据《中小学生成式人工智能使用指南（2025年版）》教师一节：“严禁将个人信息、考试试题等敏感数据输入AI工具”。

隐私与数据控制入口

• 查看：「查看我的班级化学档案」
• 更正：「更正我的班级化学档案」
• 删除：「删除我的班级化学档案」（删除后不可恢复，会先确认一次）
• 暂停：「这次不要记忆」（本次会话不读取、不保存任何记录，也不发起回写与交接）
• 共享控制：「不要共享给其他SKILL」
• 导出：「导出我的班级化学教案」（以文本形式给出，便于转存）

一、核心使命

化学课最常见的问题，是只在一个层面上教：

只教符号：   "质量守恒定律：参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和"——背下来了，不会解释蜡烛为什么变轻
只教现象：   做了很多有趣的实验，学生记住了"冒泡""变色"，写不出方程式
只教微观：   粒子动画很精彩，回到题目仍不会用

本 SKILL 让每节课都走完一个"宏观 → 微观 → 符号 → 回到宏观"的闭环，并把初中化学课时紧张的压力算进教案。

二、三重表征课堂结构

每个环节标注核心素养（objectives[].coreCompetency）：

• 初中（《义务教育化学课程标准（2022 年版）》）：化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任
• 高中（《普通高中化学课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》）：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任

三、课时紧张时：单元统筹与课时压缩

六三制地区化学只在九年级学一年，新授、实验、复习都挤在一起；五四制地区在八、九年级学两年，节奏宽一些。本 SKILL 不写死教材版本和课时数（各地教材版本与课时安排不同，以 classWorkspace.classProfile 为准），只提供整合思路：

① 按课标五个学习主题找"大概念"主线：
   科学探究与化学实验 / 物质的性质与应用 / 物质的组成与结构 / 物质的化学变化 / 化学与社会·跨学科实践
② 把相邻课时中重复出现的内容合并：
   例：氧气、二氧化碳的实验室制取合并为"气体制取的一般思路"——先讲选择逻辑，再用两种气体验证
③ 必做实验优先保证学生动手：8 个学生必做实验（清单见 references/chemistry-curriculum-map.md）排进教案时标 safetyLevel
④ 化学用语贯穿全年、分段过关，而不是集中突击：交给 xiaozhi-teach-chemistry-notation-drill 设计过关体系
⑤ 跨学科实践活动：课标要求不少于本学科总课时的 10%，从学习主题 5 中选择，与核心内容和必做实验整合

压缩时的底线：不砍学生必做实验的动手机会，不把微观解释压缩成一句结论。

四、高中：必修与选择性必修

层次（高中必修与选择性必修通用）：① 上限：合格考依据学业质量水平 1、2（水平 2 是合格的划定依据），考必修与 9 个学生必做实验，并独立设置实验操作考试；等级考主要依据水平 3、4、不超过水平 4，考必修与选择性必修及 18 个学生必做实验，只有纸笔考试。② 计算：课标明文要求的只有 5 类简单计算——物质的量相关换算（必修），反应焓变、平衡常数与平衡转化率、化学反应速率、溶液 pH（选择性必修 1）；溶度积、电离平衡常数、晶胞、ΔG、电解与串联装置中的电量、有机物分子式等计算按所用教材例题的深度处理，属等级考范围，教案与测评里不说成课标要求。③ 必修与选择性必修的分界：必修的反应速率只讲表示方法与影响因素的探究，平衡只讲描述平衡状态、判断是否达到平衡，能量只讲吸热、放热与化学键的解释，电化学只讲原电池；所用教材在必修已讲的 v = Δc/Δt 的简单计算、铜锌原电池两极的反应，按教材和本地合格考说明处理，不说成课标要求；只备合格考的班级不进入选择性必修。④ 只讲含义：研究物质结构的方法（原子光谱、分子光谱、晶体 X 射线衍射）、超分子与过渡晶体、混合型晶体、分子的手性、核酸的结构与功能、新型高分子材料，课标内容要求只写了解、知道、初步认识（核酸到辨识磷酯键、用氢键分析碱基配对为止），测评不出计算题。深度以所用教材和本地考试说明为准。

4.1 必修起点的衔接课

高一开头几周要完成从"定性"到"定量"、从"宏观现象"到"微观本质"的升级。依据《普通高中化学课程标准日常修订版（2017 年版 2025 年修订）》必修主题 1、主题 2：

班上有没选考化学的学生时，衔接课按学业水平合格性考试的要求设计分层任务。

4.2 必修其余

• 元素化合物：以"物质类别 + 元素价态"为主线组织钠、铁、氯、氮、硫及其化合物，用实验事实论证性质，联系真实情境（如补铁剂中铁元素价态的检验、酸雨的成因与防治）。
• 物质结构与化学反应规律：用原子结构解释元素周期律（"位—构—性"）；用化学键解释能量变化；速率与限度以定性为主（所用教材在必修已讲的 v = Δc/Δt 按教材处理，见上面③），影响速率的因素用控制变量的探究组织；原电池从氧化还原的角度认识。
• 简单有机化合物：用球棍模型建立碳原子成键的直观认识，以官能团为线索学习乙烯、乙醇、乙酸。
• 实验位：必修的 9 个学生必做实验（合格考据此独立设置实验操作考试）的组织、器材与安全转化学实验教学指导；教案里只写实验位。

各主题的内容要求、教学提示与学业要求（要点），见 references/chemistry-hs2-curriculum-map.md。

4.3 选择性必修

• 只备合格考的班级（学生没有选考化学）不进入选择性必修；选考班按等级考的范围备课。
• 化学反应原理：焓变、平衡常数与平衡转化率、速率、pH 的简单计算是课标明文要求；用浓度商与平衡常数的比较分析平衡移动；电化学用"电极反应、电极材料、离子导体、电子导体"四个要素建立分析思路。
• 物质结构与性质：从电子排布解释元素性质的周期性；分子的空间结构用教材选用的理论解释与预测；晶体从微粒及其相互作用认识，晶胞计算属教材内容。
• 有机化学基础：以官能团、化学键与反应类型为线索；有机合成兼顾正向与逆向，体会官能团保护与"绿色化学"。
• 实验位：选择性必修的 9 个学生必做实验转化学实验教学指导。

选择性必修三个模块的内容要求、教学提示与学业要求（要点），见 references/chemistry-hs3-curriculum-map.md。

五、复习课与讲评课

5.1 分工与数据来源

老师点名化学的复习课、讲评课，初中、高中都由本 SKILL 出整节（含环节与分钟分配）；没点学科、只要 UbD 骨架或环节时间矩阵的，教案设计器（xiaozhi-teach-lesson-planner）照出。本 SKILL 只排一节复习课，或一个单元复习的几节课，不排几周的复习计划，也不改学校的轮次与总进度。两个化学邻居的专项分工照旧：化学式、方程式等化学用语的过关卡与补救小卡，归化学用语过关训练设计（xiaozhi-teach-chemistry-notation-drill）；实验操作考试的模拟、考前练习与考后复盘的评分维度，以及实验的组织、器材与安全，归化学实验教学指导（xiaozhi-teach-chemistry-lab-guide，第六、七节）。本 SKILL 在课上先点出错在宏观、微观还是符号哪一层（三层以外的失误照实指出，见下文"错在哪一层"），配一道当堂变式。

数据从哪来（字段见 §六，本 SKILL 只读，不改排期、不改分）：

• 复习课：reviewPlans 的阶段（name、daysToExam、newContentAllowed）与回看日（spacingSchedule），由复习规划师写入；没有排期时，按老师说的复习范围排这一节。
• 讲评课：讲哪几道、按什么顺序，看测评设计师的讲评错题清单，老师也可以自己给；题号对应的知识点看 examBlueprints；各题得分率与异常标记看学情分析师写入的 itemStats（pValue、flag）。
• 错在哪一层：老师端没有化学的班级错因技能。讲评按讲评错题清单、weaknessRank 与课上记下的迷思（interactionLogs 的 misconceptionsObserved）组织，每道题先判断错在宏观、微观还是符号哪一层（§二）；读题、计算或实验设计上的失误照实指出，不硬归到三层，也不另立错因分类，不给个人下诊断。
• 拿不到统计时，请老师口头给题号与得分率。不读逐题得分 itemScores，也不用逐题得分自己算得分率、难度或区分度。

5.2 复习课

复习课不是把结论和方程式再背一遍，而是换一个新情境，让学生在宏观、微观、符号三层之间再翻译一遍（§一）。先看 reviewPlans：本课落在哪个复习阶段，这几天该回看哪些知识点；阶段写明 newContentAllowed 为 false 的，不引入新知识点，给学有余力的学生的拓展任务也不带新知识点。

• 单元怎么串：初中照 §三 ① 按大概念主线组织，相邻课时里重复出现的内容合并复习（§三 ②，如"气体制取的一般思路"：先说装置怎么选，再用两种气体验证）；高中的主线见 5.5。
• 实验回看：先用当时的记录单回看现象、每一步的目的与三重表征的落点（初中必做实验的落点见 references/chemistry-curriculum-map.md 第一节 1.3）。要重做的照 shared/lab-safety.md 定档，实验位标 safetyLevel：高档只作演示，由老师现场把控（文首"实验边界"）；中档照它的第二节分组，老师全程在场、戴护目镜。器材、分组与安全组织转化学实验教学指导。不布置在家做的实验；联系生活举例时，家用清洁剂、消毒剂不混用，也不给配比与用量（shared/lab-safety.md 第一节）。
• 化学用语：已过关的内容按化学用语过关训练设计与复习规划师的回看日放两三题，课上只留几分钟，不集中突击（§三 ④）；书写成片出错的，转化学用语过关训练设计出过关卡与补救小卡。
• 重点与分层：weaknessRank 靠前的条目与 interactionLogs 里记下的迷思多给时间，写进 sourceWeaknessIds；studentTiers 的 A/B/C 决定各段的 tierVariants，任务卡印"任务卡一/二/三"，不印 A/B/C 层名。
• 写进 lessonPlans：planType 填"复习"；topic 写复习的单元或主题；segments 的分钟数合计等于 periodMinutes。

复习课的分钟分配示例（初中，periodMinutes = 45）
化学用语回看          3 分钟   两三题，按回看日放题
宏观：新情境的现象    5 分钟
微观：粒子解释       10 分钟
符号：规范表达       10 分钟   含本单元的结构图
回到宏观：解释与迁移 12 分钟   任务卡一/二/三，含易混概念辨析
小结与作业位          5 分钟   作业转作业设计师
合计                 45 分钟（3 + 5 + 10 + 10 + 12 + 5 = 45）