小学生数学交互系统 🧮
Math Tutor — 基于 Hermes Agent 的苏格拉底式数学学习系统
小学生通过网址访问，输入数学问题，获得可量化、可图形化的苏格拉底式引导回答。
🎯 设计理念
| 原则 | 说明 |
|---|---|
| 苏格拉底教学法 | 不直接给答案，通过提问引导学生自己发现 |
| 可视化优先 | 每个数学概念配合 SVG 图形（数轴/饼图/格子阵/柱状图） |
| 知识追踪 | LLM Wiki 三层架构追踪学生知识掌握状态 |
| 全年级覆盖 | 小学 1-6 年级全部知识点 |
🏗️ 技术架构
浏览器 (HTML/CSS/JS)
↕ HTTP
Flask Web 服务器 (app.py)
↕ CLI 调用
Hermes Agent (推理引擎)
↕
├── tutor/socratic.py ← 苏格拉底引导引擎
├── tutor/visualize.py ← SVG 可视化生成
├── tutor/wiki.py ← 学生知识追踪 (LLM Wiki)
└── tutor/hermes_bridge.py ← Hermes 桥接层
前端三栏布局
- 📝 对话区：苏格拉底式问答
- 🎨 SVG 区：数学图形实时渲染
- ✏️ 涂鸦画布：学生自由书写
降级策略（三级）
- Hermes API → 完整推理
- 本地规则引擎 → 基础问答
- 预设回复 → 兜底
📦 项目结构
math-tutor/
├── app.py # Flask 主入口
├── requirements.txt # Python 依赖
├── Dockerfile # 容器部署
├── tutor/
│ ├── __init__.py
│ ├── socratic.py # 苏格拉底引导（三级难度·追问链）
│ ├── visualize.py # SVG 生成（数轴/饼图/格子阵/柱状图）
│ ├── wiki.py # 知识追踪（sources→knowledge→schema）
│ └── hermes_bridge.py # Hermes CLI 桥接
├── templates/
│ └── index.html # 前端三栏界面 + 涂鸦画布
├── data/
│ └── student_be3d928d/
│ └── schema.json # 学生知识状态
└── static/ # CSS/JS 静态资源
🚀 快速启动
# 1. 安装依赖
pip install -r requirements.txt
# 2. 启动服务
python app.py
# 3. 浏览器访问
# http://localhost:5000
Docker 部署
docker build -t math-tutor .
docker run -p 5000:5000 math-tutor
🌐 部署
目标：香港 ECS (43.255.30.205) — math.arabiancloud.online
# 待部署步骤
scp -r math-tutor/ root@43.255.30.205:/opt/
ssh root@43.255.30.205 "cd /opt/math-tutor && docker build -t math-tutor . && docker run -d -p 5000:5000 math-tutor"
📚 参考资源
- PhET Interactive Simulations — 理科仿真可视化
- Desmos — 公式→实时图形
- GeoGebra — 动态几何画板
- Mathigon — 交互式数学教科书
- Manim — 数学动画引擎
- 牛津儿童数学
- NRICH 剑桥数学
📄 License
MIT