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教师教学智能体(edu-agent)

以作业分析和知识点诊断为核心的 AI 教学工作台,帮助教师从「经验判断」升级为「数据驱动的精准教学」。

产品概述

教师教学智能体是一套面向教师的 AI 教学辅助系统,围绕学生作业、教材知识库、试题库和学生画像,帮助教师完成:

  1. 作业上传与智能分析
  2. 未批阅作业的 AI 自动批改
  3. 已批阅作业的教师批阅痕迹识别
  4. 学生知识点掌握情况诊断
  5. 学生能力画像构建
  6. 班级学情分析
  7. 个性化试题生成
  8. 教学资源沉淀与复用

系统的核心不是简单替代教师批改,而是把教师日常教学中的作业、批阅、错题、知识点、学生表现转化为结构化数据,辅助教师更高效地进行诊断、讲评、补弱和个性化教学。

核心闭环

教材 / 资料导入
→ 知识点抽取
→ 作业上传
→ 批阅状态判断
→ 未批阅:AI 自动批改
→ 已批阅:识别教师批阅结果
→ 错题与知识点关联
→ 学生能力画像更新
→ 诊断报告生成
→ 个性化试题生成
→ 再练习
→ 再诊断

三种批阅模式

模式 说明
未批阅 AI 批改 AI 识别题目与答案,给出建议分、错因与知识点匹配,教师确认后更新掌握度
已批阅痕迹识别 AI 识别对勾、叉号、扣分、评语等教师批阅痕迹,提取结构化结果
已批阅 + AI 复核 AI 独立判分并与教师批阅对比,标记疑似不一致项供教师逐项确认

功能模块

MVP 第一阶段(当前实现范围)

模块 路由 功能
首页智能助手 / Chatbox、快捷任务、最近报告
学生管理 /students/students/[id] 列表、筛选、详情、雷达图、掌握度热力图、作业历史
作业管理 /assignments/assignments/upload 作业列表、上传、批阅模式选择
AI 批改结果 /assignments/[id]/grading 图片标注、建议分、错因、教师修改与确认
知识点管理 /knowledge/points 知识点列表与维护
个性化出题 /questions/generate 薄弱点带入、题型/难度/数量配置、AI 生成与审核
班级看板 /class-dashboard 班级学情概览
系统设置 /settings 教师信息与系统配置
登录 /login 邮箱或手机号 + 密码登录

暂不实现(后续阶段)

  • 教材知识库解析(PDF 导入 → 知识点抽取)
  • 知识图谱可视化
  • 学生端 / 家长端
  • 校级数据中台
  • 自动替代教师最终评分

完整产品说明见 教师教学智能体产品说明书 V1.0.md

技术栈

层级 选型
前端 Next.js 15 (App Router) + TypeScript + Ant Design 5
后端 Next.js API Routes(全栈单体)
认证 next-auth v4(JWT Session)
任务队列 BullMQ + Redis
数据库 PostgreSQL + pgvector
ORM Prisma
AI 视觉 GLM-5V(批改痕迹识别、作业图像理解)
AI 文本 DeepSeek(批改推理、出题、报告)
文件存储 本地文件系统(MVP)→ OSS(生产可配置)
前端数据 SWR + SSE(AI 任务进度)
图表 Recharts
测试 Vitest + Playwright

系统架构

┌─────────────────────────────────────────┐
│              前端层                      │
│  Next.js App Router + Ant Design 5      │
│  SWR(数据)+ SSE(AI 进度)            │
└────────────────┬────────────────────────┘
                 │ HTTP
┌────────────────▼────────────────────────┐
│              API 层                      │
│  Next.js API Routes + NextAuth          │
└──────┬────────────────────┬─────────────┘
       │ 快速响应+入队        │ 查询/写入
┌──────▼──────────┐  ┌──────▼─────────────┐
│   Redis Queue   │  │   PostgreSQL         │
│   BullMQ        │  │   + pgvector         │
└──────┬──────────┘  └────────────────────┘
       │ 拾取任务
┌──────▼──────────────────────────────────┐
│              Worker 层                   │
│  ImageAnalysisWorker → GLM-5V           │
│  GradingWorker       → DeepSeek         │
│  QuestionGenWorker   → DeepSeek         │
│  MasteryUpdateWorker → 纯计算           │
└──────────────────────────────────────────┘

快速开始

前置依赖

# macOS
brew install postgresql@16 redis

# 启用 pgvector
psql -c "CREATE EXTENSION vector;"

安装与启动

pnpm install
pnpm prisma migrate dev

# 可选:创建测试教师账号
pnpm tsx scripts/seed-teacher.ts

# 终端 1:Next.js 开发服务器
pnpm dev

# 终端 2:BullMQ Worker(处理 AI 异步任务)
pnpm worker

# 或一键启动两者
pnpm dev:all

访问 http://localhost:3000 ,使用邮箱或手机号 + 密码登录。首次登录时若账号不存在,系统会自动创建(静默注册)。

环境变量

复制 .env.local 并填写以下配置:

# 数据库
DATABASE_URL=postgresql://user:pass@localhost:5432/edu_agent

# Redis
REDIS_URL=redis://localhost:6379

# 文件存储
STORAGE_TYPE=local
UPLOAD_DIR=./uploads
NEXT_PUBLIC_UPLOAD_URL=/api/uploads

# AI 模型
DEEPSEEK_API_KEY=
DEEPSEEK_BASE_URL=https://api.deepseek.com
GLM_API_KEY=
GLM_BASE_URL=https://open.bigmodel.cn/api/coding/paas/v4

# Auth
NEXTAUTH_SECRET=
NEXTAUTH_URL=http://localhost:3000

认证说明

  • 登录方式:邮箱或手机号 + 密码(CredentialsProvider)
  • 自动注册:首次登录时若账号不存在,系统静默创建,name 默认为邮箱前缀或手机号,subject 默认为「未设置」
  • Session:next-auth JWT,保存 teacherId / email / name / subject / role
  • 路由保护:Next.js middleware 保护 dashboard 页面,未登录重定向至 /login
  • 当前阶段不支持:独立注册页、邮箱验证、OAuth、密码找回

详见 CONTEXT.md

个性化出题

基于学生 StudentMastery.masteryScore 判定薄弱点(< 60)与良好点(≥ 60),按 90/10 权重从候选知识点池抽样出题。

出题分两阶段:

  1. 出题大纲:按题型分别调用 LLM,生成草稿级题干与答案
  2. 逐题生成:按大纲逐条润色为正式题目,并校验是否偏离大纲

图表题支持几何图形与数据图表(chartSpec + 代码渲染);实验图当前仅产出 chartImagePrompt 提示词,待后续接入文生图。

常用命令

命令 说明
pnpm dev 启动 Next.js 开发服务器
pnpm worker 启动 BullMQ Worker
pnpm dev:all 同时启动 Web 与 Worker
pnpm build 生产构建
pnpm start 启动生产服务器
pnpm test 运行 Vitest 单元/集成测试
pnpm test:e2e 运行 Playwright E2E 测试
pnpm typecheck TypeScript 类型检查
pnpm lint ESLint 检查

项目结构

edu-agent/
├── src/
│   ├── app/                    # Next.js App Router 页面与 API
│   │   ├── (dashboard)/        # 需登录的仪表盘页面
│   │   ├── api/                # REST API 端点
│   │   └── login/              # 登录页
│   ├── components/             # React 组件
│   ├── hooks/                  # 自定义 Hooks
│   └── lib/                    # 核心业务逻辑
│       ├── ai/                 # AI Provider 抽象层
│       ├── queue/              # BullMQ 队列与 Worker
│       ├── question-gen/       # 个性化出题引擎
│       ├── storage/            # 文件存储抽象层
│       └── mastery/            # 掌握度计算
├── prisma/                     # 数据库 Schema 与迁移
├── scripts/                    # 运维脚本(种子数据、密码迁移等)
├── docs/                       # 设计文档与规格说明
├── openspec/                   # OpenSpec 变更管理
├── CONTEXT.md                  # 领域上下文与术语定义
└── 教师教学智能体产品说明书 V1.0.md  # 完整产品说明书

相关文档

文档 说明
教师教学智能体产品说明书 V1.0.md 完整产品需求与功能规格
docs/superpowers/specs/2026-05-23-edu-agent-design.md MVP 技术设计文档
CONTEXT.md 领域术语、认证与出题概念定义
docs/adr/ 架构决策记录

版本规划

阶段 目标
第一阶段(当前) 跑通核心闭环:作业上传 → AI 批改/识别 → 掌握度更新 → 个性化出题
第二阶段 教材知识库解析、能力雷达图增强、班级分析、错题本、AI 批阅复核
第三阶段 多学科、多教师协作、年级组看板、学生端练习、校本资源库

About

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