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学科能力的诊断和培养学生是科学教育的一项重要目标，北京师范大学各学科教育团队深入分析本学科特征，根据研究成果概括出各自学科的学科能力二阶要素模型(3×3要素模型)，开发各学科的学科能力表现测评工具，构建智慧学伴平台并与点阵数码笔及其考试系统有机融合，在不改变学生书写习惯的前提下，实现学生学科能力诊断的数据自然采集与信息化。