AI智能教育助手：一个功能完整的开源 AI 驱动个人学习系统，包含前后端，支持自适应评测、知识点画像、个性化学习计划、AI辅导答疑、学情智能分析、成长记录可视化等功能。系统提供 **PC 端**（侧边栏+顶栏桌面布局），采用原生 HTML/CSS/JS 构建，无需任何前端框架。

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🎓 AI智能教育助手

一个功能完整的开源 AI 驱动个人学习系统，包含前后端，支持自适应评测、知识点画像、个性化学习计划、AI辅导答疑、学情智能分析、成长记录可视化等功能。系统提供 PC 端（侧边栏+顶栏桌面布局），采用原生 HTML/CSS/JS 构建，无需任何前端框架。

🌐 在线体验 & 开源地址

项目	内容
体验地址	https://qiming.xunnan.net/pc/index.html
用户名	admin
密码	123456
开源地址	https://gitee.com/xiangxiang088/ai-smart-education

为了不影响其他人体验，请不要修改 admin 密码，感谢大家的支持！

🖼️ 产品预览

🏠 学习首页

学科学段切换、掌握度概览、最近评测记录、薄弱知识点、今日学习计划一屏掌握。

学习首页

📝 智能评测

自适应难度算法，根据答题表现动态调整题目难度，支持入学评测与知识点漏洞扫描。

智能评测-选择学科智能评测-答题中智能评测-评测结果

📅 今日学习计划

AI 根据知识画像量身定制每日学习路径，三维知识图谱雷达图直观展示掌握情况。

学习计划学习计划详情

📊 能力画像

知识点掌握热力图，五级掌握度分级，快速定位薄弱环节。

能力画像

🔍 错因分析

AI 智能分析错题原因，按类型归类，提供针对性改进建议。

错因分析错因详情

💬 AI 交互辅导

智能答疑（分步解析 + 同类题推荐）、主观题 AI 批改、口语评测、虚拟实验指导。

AI答疑主观题批改口语评测虚拟实验辅导记录

📈 学情智能分析

实时看板、正确率趋势、评测得分趋势、学习预警、错题本 + 艾宾浩斯复习提醒。

学情分析错题本

📔 成长记录

学习日历热力图、当天学习详情面板、掌握度趋势、AI 交互历史统一搜索。

成长记录

⚙️ 后台管理

学科管理、知识点树管理、题库管理（支持 AI 一键生成题目）、用户管理、角色管理、菜单管理（完整 RBAC 权限体系）。

后台管理-学科后台管理-知识点树后台管理-题库 AI生成题目

🎯 1. 功能清单

✅ 1.1 智能诊断评测（Module 1）

入学水平评测：选择学科后即可启动自适应评测，题目难度根据答题正确率动态调整
自适应难度算法：正确率 ≥70% 升难，<40% 降难，优先从薄弱知识点出题
知识点漏洞扫描：完成评测后自动更新学生知识点掌握度画像
掌握度分级：5 级（未学 / 了解 / 理解 / 应用 / 精通），对应分值段 0-20 / 21-40 / 41-65 / 66-85 / 86-100
评测报告：得分、正确率、薄弱知识点列表、AI 综合总结
历史评测记录：可查看所有历史评测，对比进步情况
题库管理（管理员）：新增/编辑/删除题目，AI 自动生成题目草稿，支持选择/填空/主观题型，难度 1-5 级

✅ 1.2 自适应学习引擎（Module 2）

个性化今日学习计划：AI 根据薄弱知识点、前置依赖、近期错因生成 400 字内纯文本学习建议，当天缓存避免重复调用
知识图谱三维追踪：理解 / 记忆 / 应用三维掌握度独立追踪（按题目难度分流：≤2 记忆，3 理解，≥4 应用）
智能题目推荐：从薄弱知识点（mastery_score < 60）精选练习题，排除近 30 天已做题目，动态适配难度
三维雷达图：Canvas 原生绘制，展示理解/记忆/应用三个维度分数，无第三方图表库
今日学习计划页：学科 Tab 切换，AI 建议卡片、推荐知识点列表、推荐练习题、本周进度

✅ 1.3 AI 交互辅导工具（Module 3）

智能答疑：对话式自然语言提问，AI 给出分步解析（第N步格式）+ 同类题推荐，历史会话持久化
主观题批改：提交题目 + 学生答案，AI 返回得分 + 总体评语 + 改进建议 + 错误点列表，支持数学/作文/代码/其他题型
口语评测：Web Speech API 浏览器端转录，AI 从准确度/流利度/完整度三维评分（0-100），详细文字反馈，不支持的浏览器显示手动输入降级
虚拟实验指导：预设 6 种理科实验（物理/化学/生物），复用聊天组件 + 注入实验上下文，AI 文字引导操作步骤
聊天历史管理：会话列表、消息记录持久化存储（edu_chat_session + edu_chat_message）
口语评测历史：评测结果持久化（edu_oral_record），可追溯历史成绩

✅ 1.4 学情智能分析（Module 4）

实时学情看板：评测次数、平均得分、已评测知识点数、错题总数四项统计卡片
近14天正确率趋势：Canvas 折线图，按日聚合正确率，支持多学科切换
近10次评测得分趋势：Canvas 折线图，纵轴 0-100，直观展示进步曲线
知识点掌握热力图：DOM 色块展示，5 级颜色（未学灰 → 精通紫），hover 显示详情
学习预警系统：
- 停滞预警：近 7 天无答题记录
- 下降预警：近 3 次评测得分连续递减
- 低正确率预警：近 50 题正确率 < 40%
- 24 小时防重推送，写入个人通知中心
AI 补救练习包：预警后自动生成薄弱知识点补充练习题列表，可折叠展开
错题本：答错自动入库（ON DUPLICATE KEY UPDATE），支持学科/错因筛选、分页
艾宾浩斯遗忘曲线：答对升阶（1→2→4→7→15→30天间隔），答错降阶，连续 5 阶答对标记精通
今日待复习：高亮显示 next_review_at ≤ 今天的错题，一键查看
AI 变式题：点击按钮调用 AI 生成同知识点变式题（改变数字/条件），结果缓存到 JSON 字段避免重复调用
错题统计：按错误类型（粗心/概念/方法/前置/未知）和学科汇总

✅ 1.5 长期记忆与成长记录（Module 5）

全局学习统计：累计学习天数、连续天数（近 60 天倒推算法）、累计答题数、已精通知识点数
近6月学习日历热力图：DOM 方式，7列 Grid，5级颜色强度（无/1-5/6-15/16-30/31+题），今日边框高亮，点击格子查看当天详情
当天学习详情面板：展示当天评测会话、问答会话、口语评测记录、各知识点答题正确率
掌握度趋势折线图：按学科切换，从 edu_student_profile.last_assessed_at 实时计算，零额外存储
AI交互统一历史搜索：问答 + 口语记录 UNION 混合按时间倒序，支持关键词搜索 + 类型筛选 + 学科筛选，分页展示
零新增 SQL 表：全部复用现有 edu_answer_record / edu_assessment_session / edu_student_profile / edu_chat_session / edu_chat_message / edu_oral_record

✅ 1.6 学科与知识点管理

学科管理：支持数学/语文/英语/物理/化学/生物等，管理员可新增
三层知识点树：章 → 节 → 知识点（level 1/2/3），支持前置知识点依赖（JSON数组）
能力画像页：知识点热力图、各学科掌握度汇总、薄弱点列表
错因分析页：历史错因类型分布、AI 分析建议、高频错题列表

✅ 1.7 系统基础功能

用户注册/登录：JWT 身份认证，bcrypt 密码加密，30天有效期
明/暗主题切换：LocalStorage 持久化
系统通知公告：管理员发布公告（普通/弹窗），铃铛徽章显示未读数，60秒自动轮询，重要公告弹窗确认
个人通知中心：学习预警通知 + 系统公告两个 Tab，支持单条删除、全部已读
用户反馈中心：缺陷/建议/其他，含管理员回复
图片上传：按年月日分目录存储
版本记录：系统升级历史展示
接口限流：登录/注册/AI分析等按接口独立限流，防刷
操作安全：响应头安全加固（X-Frame-Options/X-Content-Type-Options/X-XSS-Protection）
静态资源版本指纹：HTML 下发时注入 ?v=md5hash，解决微信/浏览器缓存不更新问题

✅ 1.8 后台 RBAC 权限体系（新增）

👥 用户管理：超级管理员专属，查看分页用户列表（支持用户名/昵称搜索）、编辑用户信息、重置密码、分配角色、删除用户；超级管理员账号全程受保护（不可编辑权限/不可重置密码/不可删除）
🎭 角色管理：自定义角色 CRUD，每个角色可配置可访问菜单（checkbox 多选），角色标识码唯一约束，预置角色（ADMIN/STUDENT）不可删除
📋 菜单管理：侧边栏菜单的 CRUD + 排序 + 启用/禁用，内置菜单不可删除；配置即时生效，动态影响侧边栏渲染
动态侧边栏：renderPCSidebar 异步加载当前用户有权限的菜单（/api/admin/menus/my），结果缓存到 sessionStorage 避免重复请求，管理员自动追加后台管理入口；若请求失败自动回退到默认菜单
超级管理员标识：sl_sys_user.is_admin 字段，首次启动自动迁移数据（ALTER TABLE + 标记最早注册用户为超管）

🛠️ 2. 技术栈

层次	技术
后端	Node.js 18+ + Express + mysql2 连接池
数据库	MySQL 8.0（支持 5.7），雪花 ID 主键，del_flag 逻辑删除
认证	JWT + bcryptjs
AI	智谱 GLM-4-Flash（文本），通过 getAIConfig() 统一配置
前端	原生 HTML/CSS/JS，无框架依赖
图表	原生 Canvas 手写（折线图、雷达图、热力图 DOM 方案）
语音	浏览器原生 Web Speech API（口语评测转录）

3. 部署步骤

3.1 环境要求

Node.js >= 18（使用原生 fetch 调用 AI 接口）
MySQL >= 5.7
智谱 AI API Key（免费注册：https://open.bigmodel.cn）

3.2 初始化数据库

mysql -u root -p

-- 全新安装，执行教育系统初始化脚本
source /你的路径/ai-smart-education/server/sql/v3.0.x/20260808-edu-init.sql;

初始化后还需执行后续增量脚本（按文件名日期顺序）：

source .../server/sql/v3.0.x/20260809-adaptive-engine.sql;  -- 自适应引擎三维模型
source .../server/sql/v3.0.x/20260808-tutoring.sql;          -- AI辅导三张表
source .../server/sql/v3.0.x/20260808-analytics.sql;         -- 错题本与预警日志

以上脚本必须按日期从小到大顺序执行。

3.3 配置环境变量

cd server
cp .env.template .env

编辑 .env 文件：

DB_HOST=localhost
DB_USER=root
DB_PASSWORD=your_mysql_password
DB_NAME=smart_ledger

# 生产环境使用随机字符串
# node -e "console.log(require('crypto').randomBytes(48).toString('hex'))"
JWT_SECRET=your-super-secret-random-key-here

PORT=3001
NODE_ENV=development
ALLOWED_ORIGINS=http://localhost:3001

3.4 配置 AI 功能

启动后登录管理员账号，在「个人资料 → AI 设置」中填入：

API 地址：https://open.bigmodel.cn/api/paas/v4/chat/completions
API Key：在智谱 AI 开放平台获取
文本模型：glm-4-flash（免费）
开启 AI 功能开关

不配置 AI 也可使用评测、画像等基础功能，AI 相关功能（学习计划/错因分析/变式题/答疑）将返回提示。

3.5 安装依赖并启动

cd server
npm install
npm start

# 指定开发环境（Linux/Mac）
NODE_ENV=development npm start

# Windows
cmd /c "set NODE_ENV=development && npm start"

访问 http://localhost:3001/pc/index.html 进入 PC 端。

默认管理员账号：admin / 123456

3.6 生产环境部署

npm install -g pm2
pm2 start server.js --name ai-edu --env production
pm2 save && pm2 startup

Nginx 反向代理配置：

server {
    listen 80;
    server_name edu.yourdomain.com;
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:3001;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        client_max_body_size 10m;
    }
}

4. 使用方法速览

操作	方法
开始评测	侧边栏「📝 智能评测」→ 选学科 → 开始
查看能力画像	侧边栏「📊 能力画像」→ 切换学科查看热力图
今日学习计划	侧边栏「📅 学习计划」→ 选学科，AI 生成建议
刷新学习计划	学习计划页右上角「重新生成」
AI 答疑	侧边栏「💬 AI辅导」→ Tab1 智能答疑
主观题批改	AI辅导 → Tab2 主观批改，输入题目和答案
口语练习	AI辅导 → Tab3 口语评测，点击录音按钮
查看错题本	侧边栏「📈 学情分析」→ 下方错题本区域
今日待复习	学情分析 → 错题本右上角「今日待复习」
AI 变式题	错题卡片 → 「生成变式题」按钮
触发学习预警	学情分析 → 预警区「立即检测」
查看成长记录	侧边栏「📔 成长记录」→ 点击日历格子查当天详情
搜索AI历史	成长记录 → 底部历史搜索区输入关键词
切换主题	侧边栏底部「🌙 切换主题」
查看通知	顶栏右上角「🔔」铃铛

5. 项目结构

ai-smart-education/
├── server/                           # 后端
│   ├── server.js                     # Express 入口，路由注册，安全中间件，限流
│   ├── db.js                         # MySQL 连接池
│   ├── logger.js                     # 操作日志
│   ├── package.json
│   ├── .env / .env.template          # 环境变量
│   ├── sql/
│   │   ├── v2.0.x/                   # 基础系统表（用户/通知/反馈等）
│   │   └── v3.0.x/                   # 教育系统表
│   │       ├── 20260808-edu-init.sql         # 7张核心表
│   │       ├── 20260809-adaptive-engine.sql  # 三维模型 + 学习计划表
│   │       ├── 20260808-tutoring.sql         # 聊天会话/消息/口语评测表
│   │       └── 20260808-analytics.sql        # 错题本/预警日志表
│   ├── utils/
│   │   ├── snowflake.js              # 雪花 ID 生成器（18位数字）
│   │   └── auditContext.js           # AsyncLocalStorage 透传用户 ID
│   ├── middleware/
│   │   ├── auth.js                   # JWT 认证 + requireAdmin
│   │   └── bookAccess.js             # 账本权限（兼容保留）
│   └── routes/
│       ├── auth.js                   # 注册/登录/用户信息
│       ├── settings.js               # AI 配置（含 getAIConfig）
│       ├── notice.js                 # 系统公告
│       ├── notifications.js          # 个人通知
│       ├── feedback.js               # 用户反馈
│       ├── upload.js                 # 图片上传
│       ├── version.js                # 版本记录
│       ├── admin-users.js            # 用户管理（RBAC）
│       ├── admin-roles.js            # 角色管理（RBAC）
│       ├── admin-menus.js            # 菜单管理（RBAC）
│       └── education/                # 教育系统路由
│           ├── subjects.js           # 学科/知识点树
│           ├── questions.js          # 题库管理（含 AI 生成）
│           ├── assessment.js         # 评测流程（自适应算法）
│           ├── profile.js            # 学生画像/热力图
│           ├── error-analysis.js     # AI 错因分析
│           ├── learning-engine.js    # 自适应学习计划/推荐题/三维同步
│           ├── tutoring.js           # 答疑/批改/口语/虚拟实验
│           ├── analytics.js          # 学情看板/预警/错题本
│           └── memory.js             # 成长记录/历史搜索/统计
│
└── pc/                               # PC 端前端
    ├── index.html                    # 学习首页
    ├── login.html                    # 登录/注册
    ├── assessment.html               # 智能评测
    ├── profile.html                  # 能力画像
    ├── learning-plan.html            # 今日学习计划
    ├── errors.html                   # 错因分析
    ├── tutoring.html                 # AI 辅导工具
    ├── analytics.html                # 学情分析
    ├── memory.html                   # 成长记录
    ├── my-profile.html               # 个人资料
    ├── admin.html                    # 后台管理（学科/知识点/题库/用户/角色/菜单）
    ├── css/
    │   ├── pc-layout.css             # 侧边栏+顶栏布局
    │   ├── pc-components.css         # 公共组件样式
    │   ├── pc-education.css          # 教育系统基础样式
    │   ├── pc-assessment.css         # 评测页样式
    │   ├── pc-learning-plan.css      # 学习计划页样式
    │   ├── pc-tutoring.css           # AI辅导页样式
    │   ├── pc-analytics.css          # 学情分析样式
    │   └── pc-memory.css             # 成长记录样式
    └── js/
        ├── pc-common.js              # 侧边栏/顶栏/通知/主题/确认框
        ├── pc-home.js                # 首页逻辑
        ├── pc-assessment.js          # 评测流程逻辑
        ├── pc-education-profile.js   # 能力画像逻辑
        ├── pc-learning-plan.js       # 学习计划 + 雷达图
        ├── pc-errors.js              # 错因分析逻辑
        ├── pc-tutoring.js            # AI辅导（聊天/批改/口语/实验）
        ├── pc-analytics.js           # 学情分析 + drawLineChart()
        └── pc-memory.js              # 成长记录（日历/趋势/历史搜索）

6. 数据库表结构

基础系统表（v2.0.x）

表名	说明
`sl_sys_user`	用户账号（bcrypt 加密，含 is_admin 超管标识）
`sl_sys_config`	系统配置（AI Key/模型等键值对）
`sl_sys_notice`	系统公告
`sl_sys_notice_read`	公告已读记录
`sl_sys_notification`	个人通知（学习预警等）
`sl_sys_feedback`	用户反馈
`sl_sys_login_log`	登录日志
`sl_sys_oper_log`	操作日志
`sl_sys_version`	版本记录
`sl_sys_role`	角色表（RBAC）
`sl_sys_user_role`	用户-角色关联（RBAC）
`sl_sys_menu`	侧边栏菜单配置（RBAC）
`sl_sys_role_menu`	角色-菜单关联（RBAC）

教育系统表（v3.0.x）

表名	说明
`edu_subject`	学科（数学/语文/英语/物理/化学/生物）
`edu_knowledge_node`	知识点树（3层），含前置依赖 JSON
`edu_question`	题库（选择/填空/主观），难度 1-5
`edu_assessment_session`	评测会话（状态/得分/类型）
`edu_answer_record`	答题记录（作答内容/耗时/是否正确）
`edu_student_profile`	知识点掌握画像（mastery_level/score + 三维得分）
`edu_error_analysis`	错因分析（careless/concept/method/prerequisite/unknown）
`edu_learning_plan`	今日学习计划缓存（AI建议+推荐节点）
`edu_chat_session`	AI辅导聊天会话（qa/experiment 类型）
`edu_chat_message`	聊天消息（user/assistant）
`edu_oral_record`	口语评测记录（三维评分+AI反馈）
`edu_wrong_question`	错题本（艾宾浩斯阶段/下次复习时间/变式题缓存）
`edu_alert_log`	预警推送记录（24小时防重去重）

设计规范

主键：全部 BIGINT UNSIGNED，雪花算法生成，字符串传输（前端禁用 parseInt）
逻辑删除：del_flag TINYINT（0=正常，1=已删除）
时间精度：DATETIME(3) 毫秒级
ID传输：雪花 ID 超过 JS 安全整数范围，全部以字符串形式在 API 中传输

7. 核心 API 接口

教育系统（/api/edu/...）

接口	方法	说明
`/api/edu/subjects`	GET	学科列表
`/api/edu/subjects/:id/tree`	GET	知识点树
`/api/edu/assessment/start`	POST	启动评测（自适应）
`/api/edu/assessment/:id/answer`	POST	提交答案，返回判断+下一题
`/api/edu/assessment/:id/report`	GET	评测结果报告
`/api/edu/profile/me`	GET	全量知识点掌握画像
`/api/edu/profile/heatmap/:subject_id`	GET	热力图数据
`/api/edu/profile/summary`	GET	各学科掌握度汇总
`/api/edu/error-analysis/session/:id`	POST	对评测批量 AI 分析错因
`/api/edu/learning-engine/today-plan/:subject_id`	GET	今日学习计划（缓存优先）
`/api/edu/learning-engine/knowledge-graph/:subject_id`	GET	三维知识图谱
`/api/edu/learning-engine/recommend-questions/:subject_id`	GET	推荐练习题
`/api/edu/tutoring/chat/start`	POST	创建答疑会话
`/api/edu/tutoring/chat/:id`	POST	发送消息，AI 回复
`/api/edu/tutoring/grade`	POST	主观题 AI 批改
`/api/edu/tutoring/oral/evaluate`	POST	口语评测评分
`/api/edu/analytics/dashboard/:subject_id`	GET	学情看板数据
`/api/edu/analytics/trend/daily/:subject_id`	GET	近14天正确率
`/api/edu/analytics/alert/check`	POST	触发学习预警检测
`/api/edu/analytics/wrong-questions`	GET	错题列表（分页+筛选）
`/api/edu/analytics/wrong-questions/:id/reviewed`	POST	更新复习结果
`/api/edu/analytics/wrong-questions/:id/variant`	POST	AI 生成变式题
`/api/edu/memory/stats/overview`	GET	全局学习统计
`/api/edu/memory/timeline/daily`	GET	近N天日历热力图数据
`/api/edu/memory/timeline/day-detail/:date`	GET	某天学习详情
`/api/edu/memory/timeline/mastery-trend/:subject_id`	GET	掌握度趋势折线图
`/api/edu/memory/history/search`	GET	AI交互统一历史搜索

8. 数据安全

所有数据存储在你自己的服务器，不上传至任何第三方
AI API Key 仅保存在服务端数据库，接口返回时脱敏显示
密码使用 bcrypt 加密存储
JWT token 有效期 30 天，密钥通过环境变量配置
雪花 ID 主键不可枚举，防止 ID 遍历攻击
所有 API 需 JWT 认证，用户数据按 user_id 严格隔离
安全响应头：X-Frame-Options / X-Content-Type-Options / X-XSS-Protection
CORS 白名单模式，生产环境需显式配置 ALLOWED_ORIGINS
接口限流：登录 10次/分钟，注册 3次/分钟，AI 分析 20次/分钟
前端输出均经 esc() 函数 HTML 转义，防止 XSS

9. 📞 联系方式

如有问题或建议，欢迎联系开发者：

微信服务号：正在走向自律1（ID：xiaobawang114AI）

微信服务号二维码

10. 📄 许可证

MIT License

11. 🤝 贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request！

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