🎓 Tutor Forge v1.0 · 知灵技舍
> 可执行代码技能 — 真实 Python 脚本，不是规则文档
> 工业化首发 — 6 大核心模块 + 12 个 CLI 子命令
> 覆盖学段：小学一年级 → 高三，9 大学科全区域
🎯 30 秒上手
就三步：
- 建档：
python3 forge.py students create --name 小明 --grade 五年级 --region 江苏 - 匹配教材：
python3 forge.py textbook suggest --subject 数学 --region 江苏→ 自动推荐苏教版 - 开练：
python3 forge.py game add-xp --name 小明 --correct 8 --total 10→ XP+50，触发升级/勋章
⚠️ 重要输出规则：团子回复中绝对不使用 $$ LaTeX 公式符号（在 lightclawbot/微信上会乱码），全部采用纯文本代码块。详见《三、输出规范》章。
6 大新增能力：
- 👶 多学生管理：兄妹独立档案，一键切换，避免混淆
- 📚 教材智能匹配：15+ 版本 × 30 省市默认映射
- 🎮 游戏化学习：XP/等级/20+ 勋章/连续打卡奖励
- 🔬 出题自证：sympy 真跑答案 + 难度打分
- 🤝 题库贡献：家长/学生投稿 → 审核队列 → 入库
- 🛡️ 教育合规：体罚/焦虑/心理健康三级红线预警
一、v1.0 首发核心能力
| 维度 | 行业常规做法 | v1.0（团子首发版） |
|---|---|---|
| 学生管理 | 单文件 MEMORY.md | ✅ 多文件夹独立档案 + 兄妹对比 |
| 教材版本 | 用户手动告知 | ✅ 15+ 版本数据库 + 30 省市自动匹配 |
| 游戏化 | 无 | ✅ XP+等级+20+ 勋章+打卡+仪表盘 |
| 出题自证 | LLM 自证（3 步流程） | ✅ sympy 代码验算 + 关键词/复杂度打分 |
| 题库更新 | 静态 36 主题 | ✅ 贡献队列 + 审核合并 + 热点追踪 |
| 合规红线 | 无 | ✅ 17 条教育敏感词 + 心理健康预警 |
| CLI 子命令 | 1 个（generate_paper） | ✅ 12 个子命令 |
二、12 个 CLI 子命令
学生管理（students）
# 创建学生
forge.py students create --name 小明 --grade 五年级 --region 江苏
# 列出所有学生（按 XP 排序）
forge.py students list
# 切换活跃学生
forge.py students switch --name 小明
# 兄妹对比模式
forge.py students compare --names 小明,小美
# 学生仪表盘
forge.py students dashboard --name 小明
# 记录一次练习
forge.py students log --name 小明 --subject 数学 --topic 分数应用题 --correct 8 --total 10
档案存储结构：
data/students/
├── 小明/
│ ├── profile.json 个人档案 (XP/等级/掌握度/勋章)
│ ├── MEMORY.md 学习记录（Markdown）
│ ├── logs/2026-07-04.md 每日日志
│ └── reports/ 学习报告
└── 小美/
└── ...
教材版本（textbook）
# 智能推荐版本（三通道：OCR/地区/学科）
forge.py textbook suggest --subject 数学 --region 江苏
# → 苏教版（依据：江苏 数学 学科主流使用）
# 从图片识别关键词推荐
forge.py textbook suggest --subject 英语 --ocr "外语教学与研究出版社"
# → 外研版（图片识别到关键词）
# 列出所有版本
forge.py textbook list --subject 数学 --stage 初中
支持的 15+ 版本：
人教版 · 统编版 · 北师大版 · 苏教版 · 沪教版 · 浙教版 · 教科版 · 西师版 · 冀教版 · 湘教版 · 鲁教版 · 外研版 · 译林版 · 科粤版 · 沪科版
游戏化引擎（game）
# 完成练习加 XP（自动升级/解锁勋章/更新打卡）
forge.py game add-xp --name 小明 --correct 10 --total 10 --new-topic --conquered
# 查看仪表盘
forge.py game dashboard --name 小明
XP 规则：
- 完成练习：+10
- 每对一题：+5
- 满分：+30
- 首次学新主题：+20
- 攻克薄弱点：+50
- 连续打卡日：+15
20+ 勋章：🔥坚持之星（打卡7天）· 🌟月度学神（30天）· 📊分数应用题大师 · 📈函数小神童 · 🎓语法小能手 · 🏆满分收集家 · 🎖️逆袭之王 · 👑全科学霸 · ......
10 级等级：Lv.1 萌新学徒 → Lv.10 至尊学圣
出题自证（verify）
# 单题验证（含难度打分）
forge.py verify single --question "72 和 54 的最大公因数是多少？" --stage 小学
# 最大公因数/最小公倍数专项
forge.py verify gcd --numbers 72,54
# 方程求解验算（需要 sympy）
forge.py verify equation --equation "2*x+3=11" --variable x
验证维度：
- ✅ 数据能否算通（除法整除性）
- ✅ 答案唯一性（sympy 求解）
- ✅ 条件矛盾（应用题约束检查）
- ✅ 难度分层（0-100 打分 + 学段区间校验）
题库贡献（contribute）
# 家长/学生投稿错题
forge.py contribute submit --subject 数学 --topic 分数应用题 \
--question "小明有 24 个苹果..." --submitter 家长小李
# 查看待审核队列
forge.py contribute list --subject 数学
# 管理员审核
forge.py contribute approve --id c1782700152
forge.py contribute reject --id c1782700153 --reason "答案有误"
# 贡献统计
forge.py contribute stats
教育合规检测（compliance）
# 检查家长话术
forge.py compliance --text "你再考不好我就打断你的腿"
# → 🔴 A 级 · 体罚 · 建议："深呼吸，我们一起解决"
# 检测学生心理信号
forge.py compliance --text "妈妈，我撑不住了，好想解脱"
# → 🆘 心理健康预警 + 全国援助热线
三级红线（17 条）：
- 🔴 A 级：体罚 / 心理危机 / 校园霸凌美化 / 学术不诚信
- 🟡 B 级：焦虑营销 / 超纲学习 / 学区房焦虑 / 攀比话术
- 🟢 C 级：夸大保健 / 外部推广
特殊预警：心理健康高危词（不想活/自杀/解脱）触发 🆘 全国援助热线弹窗。
三、输出规范（硬性红线）
3.1 禁用的数学排版符号 ⛔
团子输出中 绝对禁止 使用以下符号，因为在 lightclawbot/微信/终篯环境下会渲染为乱码：
- ❌
$$...$$（LaTeX 块公式） - ❌
$...$（LaTeX 行内公式） - ❌
\frac{}{}\sqrt{}\times（LaTeX 命令）
3.2 公式的正确写法 ✅
全部采用纯文本 + 代码块呈现，保证全端兼容：
公式： p = F / S
代入： p = 500 N ÷ 0.04 m² = 12500 Pa
或者：
G = mg
G = 50 kg × 10 N/kg = 500 N
3.3 常用数学符号替代表
| 需要表达 | ✅ 推荐写法 | ❌ 禁用写法 |
|---|---|---|
| 乘号 | × |
\times 或 * |
| 除号 | ÷ |
\div |
| 分数 | 1/2 或 ½ |
\frac{1}{2} |
| 平方 | m² cm² |
m^2 cm^{2} |
| 立方 | m³ |
m^3 |
| 不等于 | ≠ |
\neq |
| 大于等于 | ≥ |
\geq |
| 平方根 | √2 |
\sqrt{2} |
| 团子行间强调公式 | 用 【】 或 **xx** 包裹 |
不要用 $..$ 包 |
3.4 重点结论强调
重点答案用 **结论** 加粗体或 emoji 括号：
✅ 重力 G = **500 N**
✅ 压强 p = **12500 Pa（1.25 × 10⁴ Pa）**
⛔ 不要用：$$\boxed{p = 12500\text{ Pa}}$$
3.5 异常处理
如果团子不小心写了 $$ 符号，必须在下一条回复里：
1. 自行发现并道歉
2. 重新输出清理后的版本
3. 本次教训写入 memory/self-improving
四、6 大核心模块架构
tutor-forge/
├── forge.py 主 CLI 入口（12 子命令）
├── SKILL.md 本文档
├── README.md
├── _meta.json
├── QUICKSTART.md 快速上手
├── FAQ.md 排障
├── OUTPUT_EXAMPLES.md 输出样例
├── lib/ ✨ v1.0 内置：6 大核心引擎
│ ├── students_manager.py 多学生档案管理
│ ├── textbook_matcher.py 教材版本匹配
│ ├── gamification.py 游戏化引擎
│ ├── answer_verifier.py 出题自证（sympy）
│ ├── topic_updater.py 题库贡献机制
│ └── edu_compliance.py 教育合规检测
├── data/ ✨ v1.0 内置：结构化数据层
│ ├── textbooks/versions.json 15+ 版本 + 30 省市映射
│ ├── gamification.json 等级/勋章配置
│ └── students/ 学生档案（运行时生成）
├── references/ 原生知识库
│ ├── balanced_topic_bank.json 9 学科 × 36 主题
│ ├── math_knowledge.md
│ ├── subject_identification.md
│ └── video_resources.md
├── scripts/ 原生脚本（保留兼容）
│ ├── generate_paper.py 试卷生成
│ ├── quick_setup.py 依赖安装
│ └── setup_dependencies.sh
└── examples/ 使用案例
五、6 大核心模块详解
模块 1：多学生档案管理
背景：多孩子家庭需要独立档案，避免混淆。
方案：
- 学生独立文件夹（data/students/<name>/）
- 每人独立：profile.json / MEMORY.md / logs/ / reports/
- 切换标记：.active 文件
- 兄妹对比模式：XP 排名、共同薄弱、掌握度对比
核心数据结构：
{
"name": "小明",
"nickname": "小明宝贝",
"grade": "五年级",
"xp": 350,
"level": 3,
"streak_days": 8,
"badges": ["streak_7", "math_gcd_master"],
"knowledge_mastery": {"数学-分数应用题": 0.92, ...},
"weakness_alerts": ["英语-现在完成时"],
"textbook_versions": {"数学": "苏教版", "英语": "译林版"}
}
模块 2：教材版本智能匹配
痛点：家长不知道用什么版本，AI 出题跑偏。
方案：
- 15+ 版本数据库：人教/统编/苏教/北师大/沪教/浙教/教科/西师/冀教/湘教/鲁教/外研/译林/科粤/沪科
- 30 省市默认映射：北京/上海/江苏/浙江/山东/广东/湖南...
- 三通道识别：OCR 关键词 + 地区推断 + 学科默认
- 输出置信度评分，低置信度时提示家长确认
模块 3：游戏化引擎
痛点：K12 学生对反馈敏感，纯文字学习易疲劳。
方案：
- 10 级等级体系：Lv.1 萌新学徒 → Lv.10 至尊学圣
- 7 类 XP 规则：完成 +10 / 对题 +5 / 满分 +30 / 新主题 +20 / 攻克薄弱 +50 / 打卡日 +15 / 帮兄妹 +10
- 20+ 勋章自动解锁：坚持之星 / 分数应用题大师 / 函数小神童 / 阅读理解忍者 / 语法小能手 / 物理小魔法师 ......
- 智能打卡：断卡自动重置，不误伤
- 仪表盘可视化：进度条 / 掌握度 TOP5 / 薄弱预警
模块 4：出题自证代码化
背景：LLM 出题需要代码硬校验兜底。
方案：
- sympy 真跑答案：整除性检查、方程求解、GCD/LCM 验算
- 难度打分算法（0-100）：题目长度 + 数字复杂度 + 运算符数量 + 概念关键词权重
- 学段区间校验：小学 20-55 / 初中 40-80 / 高中 55-95
- 批量验证：一整套练习题一次跑完，输出难度分布
模块 5：题库贡献机制
背景：题库需要持续更新与扩展机制。
方案：
- 家长/学生投稿：contribute submit 一行进队列
- 审核队列：pending / approved / rejected 三态
- 热点索引：记录高考/中考真题热点主题
- 自动合并：审核通过后自动写入 balanced_topic_bank.json
模块 6：教育合规检测
背景：教育场景对合规话术极为敏感。
方案：
- 17 条三级红线：
- 🔴 A 级 5 条：体罚 / 心理危机 / 校园霸凌 / 学术不诚信 / 违法犯罪
- 🟡 B 级 4 条：焦虑营销 / 超纲学习 / 学区房焦虑 / 攀比话术
- 🟢 C 级 2 条：夸大保健 / 外部推广
- 心理健康三档预警：high_risk / medium_risk / attention
- 家长焦虑话术识别：绝对化表达 / 灾难化表达 / 贴负面标签 / 横向比较
- 🆘 心理危机弹窗：触发时输出全国心理援助热线
六、内置原生能力
- ✅
references/balanced_topic_bank.json— 9 学科 36 主题（可通过 contribute 扩展） - ✅
scripts/generate_paper.py— 试卷生成脚本（.md/.docx/.json 三格式，Word 失败自动降级） - ✅ 「先讲懂再练习」教学理念 + 「视频推荐硬性要求」
- ✅ 输入异常处理表 · 能力边界表 · FAQ
七、依赖
必需：Python 3.8+（标准库即可）
可选：
- sympy — 出题自证深度验算（不装则降级为规则验证）
- python-docx — Word 试卷生成（不装则降级 Markdown）
零第三方依赖也能跑通 85% 功能。
八、完整工作流示例
场景：家里两个孩子，都要辅导
# Step 1: 建两个档案
python3 forge.py students create --name 小明 --grade 五年级 --region 江苏
python3 forge.py students create --name 小美 --grade 三年级 --region 江苏
# Step 2: 匹配教材
python3 forge.py textbook suggest --subject 数学 --region 江苏
# → 苏教版
# Step 3: 出题
python3 scripts/generate_paper.py --subject 数学 --topic 分数应用题 \
--student 小明 --grade 五年级 --output 小明-分数.md
# Step 4: 记录成绩 + 加 XP
python3 forge.py game add-xp --name 小明 --correct 8 --total 10
# Step 5: 查看仪表盘
python3 forge.py students dashboard --name 小明
# Step 6: 兄妹对比
python3 forge.py students compare --names 小明,小美
# Step 7: 检测家长话术
python3 forge.py compliance --text "妈妈说的话..."
九、版本历史
| 版本 | 日期 | 更新内容 |
|---|---|---|
| 1.0.0 | 2026-07-04 | 知灵技舍首发：6 大工业级模块（多学生管理/教材匹配/游戏化/出题自证/题库贡献/教育合规），12 个 CLI 子命令，9 学科 36 主题内置 |
十、与知灵技舍矩阵联动
【辅导】tutor-forge v1.0（本技能）· 学生成长
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【自动化】cron 每晚 21:00 生成日报 → wecom-msg 推送家长
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【报告】feishu-doc 学期报告归档
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【图表】matplotlib + agnes-image 生成可视化插图
本技能包由团子 🦐 创建，知灵技舍持续维护。
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