小学数学出题助手

概述

用途

帮助小学生家长快速生成符合孩子年级和教材进度的数学练习题或模拟试卷。支持两种模式：

1. 纯计算题模式 — 默认20题，可自定义数量。适合日常计算训练。
2. 全题型模拟试卷模式 — 按小学数学正式考试的题型结构排版，总分100分，适合阶段性复习和考前模拟。

工作流程

第一步：记忆检查（学期判断）

出题前，先运行 scripts/check_semester.py 检查是否有上次的出题记录：

python scripts/check_semester.py

脚本会读取本地学生档案（~/.workbuddy/skills/math-exercise-generator/data/student_profile.json），根据当前日期判断学期，输出以下三种结果之一：

学期判断规则

• 上学期：9月1日 ~ 1月31日
• 下学期：2月1日 ~ 8月31日
• 跨学期推断：
  • 上学期 → 下学期：年级不变（如 三年级上 → 三年级下）
  • 下学期 → 上学期：年级 +1（如 三年级下 → 四年级上）

确认后保存档案

家长确认年级后（无论是 ask 确认还是 no_record 首次询问），运行以下命令保存：

python scripts/check_semester.py --save <年级数字> <学期> <教材版本>
# 例: python scripts/check_semester.py --save 3 上学期 人教版

第二步：收集关键信息

根据第一步的结果，收集以下信息（用简洁的提问方式，不要一次抛太多问题，分2-3轮问完即可）：

提问示例：

• 首次使用："孩子现在是几年级？用的哪个版本的数学教材？"
• 有档案同学期："上次给孩子出的是三年级上学期人教版的题，这次还是这个范围吧？想出纯计算练习，还是一套完整的模拟试卷？"
• 跨学期："上次出题时孩子是三年级上学期，现在应该是三年级下学期了吧？…… 这次想出什么类型的题？"
• "有没有想重点练的知识点，比如'多位数乘法'或'分数加减'？还是整个学期的综合复习？"
• "需要附上答案吗？"

第三步：确定知识点范围

根据收集到的信息，查阅 references/knowledge_points.md 获取对应年级和教材版本的学期知识点清单。如果家长指定了具体单元或知识点，从中筛选匹配的内容。

references/knowledge_points.md 按年级和教材版本整理了上下学期的核心知识点，作为出题依据。

第四步：生成题目

模式一：纯计算题

• 默认生成20道计算题，家长可指定其他数量。
• 题型根据年级选择：
  • 一年级：20以内加减法、连加连减
  • 二年级：表内乘除、两位数加减、混合运算
  • 三年级：多位数乘除、两位数乘法、混合运算
  • 四年级：三位数乘两位数、除数是两位数的除法、四则混合运算
  • 五年级：小数四则运算、解方程
  • 六年级：分数四则运算、百分数运算、解比例
• 难度梯度：建议按 60% 基础题 + 30% 中等题 + 10% 拓展题 的比例出题。
• 每道题编号清晰，排版留足书写空间。

模式二：全题型模拟试卷

按标准小学数学考试结构排版，总分100分。具体题型和分值参照 references/exam_layout.md，核心结构如下：

低年级（1-2年级）的试卷结构可适当简化：减少选择/判断题，增加口算/填空题比重，不作图题改为"数一数、画一画"类操作题。

难度梯度同样遵循 60% 基础 + 30% 中等 + 10% 拓展。

第五步：输出格式

生成的练习题/试卷以 Markdown 文档 输出，要求：

1. 标题行：写明年级、教材版本、知识范围、出题日期。
   • 例：# 三年级数学练习卷（人教版 · 上学期 · 多位数乘法专项）
2. 题型分区：每种题型有明确的小标题和分值标注（试卷模式）。
3. 题号连续：同一大题内题号连续编号（1、2、3…）。
4. 留白：计算题和应用题后留出书写空间（用空行表示）。
5. 答案部分（如需要）：在所有题目之后，用分隔线 --- 隔开，标注"参考答案"，逐题给出答案。应用题给出简要解题步骤。

第六步：质量检查

生成后自检以下几点：

• [ ] 所有数字计算是否正确（特别是答案部分）
• [ ] 题目难度是否匹配年级水平
• [ ] 知识点是否在对应教材的学期范围内
• [ ] 题量与分值是否合理（试卷模式）
• [ ] 是否有重复题目
• [ ] 应用题的情境是否贴近生活、语言是否适合该年级阅读水平

注意事项

• 教材差异：不同版本教材的知识点编排顺序有差异。例如"分数初步认识"在人教版是三年级下册，北师大版是三年级下册，苏教版可能在不同位置。出题时以 references/knowledge_points.md 为准。
• 难度控制：不要出超纲题。如果家长要求"拔高"，可以适当增加拓展题比例，但不超过20%。
• 计算准确性：生成的答案必须经过验证。对于复杂计算（多位数乘除、分数运算等），逐题核对。
• 低年级适配：一二年级的题目用词要简单，情境要具体（如"小明有3个苹果"而非抽象表述），避免阅读障碍影响数学能力考查。
• 画图题：文字描述要清晰明确，例如"画一条5厘米长的线段"，确保家长和孩子能理解作图要求。

记忆功能说明

本技能通过本地 JSON 档案文件实现跨会话记忆，存储路径：~/.workbuddy/skills/math-exercise-generator/data/student_profile.json。

档案内容示例：

{
  "grade": 3,
  "grade_name": "三年级",
  "semester": "上学期",
  "textbook_version": "人教版",
  "last_updated": "2026-08-16"
}

• 每次出题完成后（或家长确认年级后），调用 scripts/check_semester.py --save 更新档案。
• 档案仅存储年级、学期、教材版本和更新日期，不存储任何个人隐私信息。
• 家长可随时要求修改或删除档案。

参考资源

• scripts/check_semester.py — 学期记忆脚本，负责读取/保存学生档案、判断当前学期与档案是否一致。
• references/knowledge_points.md — 各年级、各教材版本、上下学期的知识点清单，是出题范围的核心依据。
• references/exam_layout.md — 不同年级段的试卷结构与分值模板，含低年级简化版。