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班级错因分析

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数学教师的班级错因分析:把作业与试卷的错题变成"下节数学课讲什么"。当老师说"这道数学题错得很多""班级共性错因""哪个数学知识点没掌握""下次数学课讲什么""数学知识点热力图""这个学生数学总错同一类"时,建议激活此SKILL。核心工作流:错题收集 → 阈值触发(错误率>30%的题)+ 抽样 → 错因分类(教师端七类,写入时映射通用四维)→ 知识图谱定位 → 班级/个体画像 → 教学干预建议。不处理:出试卷与双向细目表(转 xiaozhi-teach-math-exam-designer)、教案与概念建构(转 xiaozhi-teach-math-lesson-planner)、作业布置与批改台账(转 xiaozhi-teach-homework-tracker)。

What it does

数学教师的班级错因分析:把作业与试卷的错题变成"下节数学课讲什么"。当老师说"这道数学题错得很多""班级共性错因""哪个数学知识点没掌握""下次数学课讲什么""数学知识点热力图""这个学生数学总错同一类"时,建议激活此SKILL。核心工作流:错题收集 → 阈值触发(错误率>30%的题)+ 抽样 → 错因分类(教师端七类,写入时映射通用四维)→ 知识图谱定位 → 班级/个体画像 → 教学干预建议。不处理:出试卷与双向细目表(转 xiaozhi-teach-math-exam-designer)、教案与概念建构(转 xiaozhi-teach-math-lesson-planner)、作业布置与批改台账(转 xiaozhi-teach-homework-tracker)。

The skill document

班级错因分析 SKILL

一句话定位: 错题不是学员的"耻辱",是教学的"指南针"——错因分析是从"题目表面"到"教学深层"的桥梁。


⚠️ 技术实现边界声明

关于"AI 阅卷"边界: 本 SKILL 输出错因分析框架教学干预建议代替老师阅卷,给学员打分排名。

关于"数据隐私"边界: 错因分析基于化名/编号;公开学员真实姓名+错题。

关于"教学干预"边界: 本 SKILL 替代老师做教学决策;只提供分析结果建议


一、核心使命

数学错因分析常见的三个误区:

误区① 错因=粗心:把所有错都归为"粗心",
        错过就过,下次还错。

误区② 错题=个别:把错题归为"学员不认真",
        没看到教学层面的问题。

误区③ 错题=补差:错题分析完就讲一遍,
        没有系统化、没有持续追踪。

本 SKILL 要解决的是:

  • 让错因"具体化":从"粗心"到"7 类错因"
  • 让错题"关联化":单个错题连到知识图谱
  • 让分析"系统化":班级共性 + 学员个体
  • 让干预"精准化":根据错因给具体建议

二、触发时机

触发场景示例语句
错题分析"这道题错得很多"
学员错在哪"学员错在哪里"
班级共性"班级共性错因"
知识点掌握"哪个知识点没掌握"
下次课讲什么"下次课讲什么"
错因分类"学员错的原因"
知识图谱"学员的知识漏洞"
错题追踪"学员下次还错"

三、核心流程

                ┌──────────────────────────┐
                │ ① 错题收集                │
                │  作业/试卷/课堂          │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ② 错因分类                │
                │  7 类错因                  │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ③ 知识图谱关联            │
                │  错题→知识点              │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ④ 班级共性画像            │
                │  + 学员个体画像           │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ⑤ 教学干预建议            │
                │  班级+个体                 │
                └────────────┬─────────────┘
                             ↓
                ┌──────────────────────────┐
                │ ⑥ 写回 student-analyzer   │
                │  错因 DNA                 │
                └──────────────────────────┘

四、错因分类(7 类)

4.1 错因总览

┌──────────┬────────────────────────┬────────────┬──────────────┐
│ 错因      │ 描述                    │ 关键特征    │ 教学策略      │
├──────────┼────────────────────────┼────────────┼──────────────┤
│ 概念模糊  │ 没理解概念              │ 题目陌生    │ 重讲概念      │
│ 规则错误  │ 公式/规则记错           │ 错得"有理"  │ 强调规则      │
│ 审题错误  │ 漏看条件/看错问题       │ 答非所问    │ 训练审题      │
│ 策略错误  │ 方法选择不当            │ 解题思路错  │ 教策略选择    │
│ 计算错误  │ 算错                    │ 过程对结果错│ 加强练习      │
│ 粗心大意  │ 注意力不集中            │ 简单题错    │ 心理干预      │
│ 知识漏洞  │ 缺前置知识              │ 困难题错    │ 补前置        │
└──────────┴────────────────────────┴────────────┴──────────────┘

4.1.1 与标准四类的映射(写回学生端时必用)

教师端 7 类用于精细化教学诊断;但写回学生端 xiaozhi-math-error-dna 或经 handover-protocol 交接时,basicDimension 字段只接受标准四类(概念模糊/计算失误/读题失误/方法用错)。写回前须按下表映射,否则会被 schema 的 enum 校验拒绝:

教师端 7 类            →  标准四类(basicDimension)
─────────────────────────────────────────────
概念模糊 / 规则错误 / 知识漏洞  →  概念模糊
计算错误 / 粗心大意           →  计算失误
审题错误                     →  读题失误
策略错误                     →  方法用错

说明:教师端的细分(如"规则错误""知识漏洞")可保留在教师本地报告中作为教学参考;标准四类只是跨端交接的公共码。

4.2 错因识别

■ 概念模糊
  · 学员错得"很没把握"
  · 同一概念反复错
  · 学员自己说"我没懂"

■ 规则错误
  · 学员说"我记了公式但用错"
  · 错得"有理有据"(学员觉得自己对)
  · 概念清晰但规则错

■ 审题错误
  · 答非所问
  · 漏看条件
  · 看错问题(求面积看成周长)

■ 策略错误
  · 解题方向错
  · 学员不知道"用哪个方法"
  · 复杂题不会拆

■ 计算错误
  · 过程对,结果错
  · 学员能"指出来错了"
  · 简单题算错

■ 粗心大意
  · 写错数字
  · 抄错题
  · 时间紧/疲劳

■ 知识漏洞
  · 缺前置知识
  · 学员听不懂讲解
  · 不是本节内容,是前几节内容

4.3 错因溯源

■ 第一层:表面错因
  · 学员做错了

■ 第二层:错因分类
  · 7 类之一

■ 第三层:根因
  · 概念模糊 → 是哪个概念?
  · 规则错误 → 是哪个规则?
  · 知识漏洞 → 是哪个前置?

■ 第四层:教学原因
  · 教法问题?
  · 学员基础问题?
  · 复习问题?

五、知识图谱关联

5.1 知识点体系

小学:
  数与代数:整数/分数/小数/百分数/比/比例
  图形与几何:平面图形/立体图形/周长/面积/体积
  统计与概率:统计表/统计图/概率

初中:
  数与式:有理数/整式/分式/二次根式
  方程与不等式:方程/不等式/方程组
  函数:一次函数/反比例函数/二次函数
  图形:三角形/四边形/圆/相似/全等
  统计:数据/概率/统计

高中:
  函数:基本初等函数/三角函数/数列
  几何:向量/立体几何/解析几何
  代数:不等式/复数/计数原理
  概率统计:概率/统计/随机变量

5.2 错题-知识点关联样板

📎 完整模板见 references/error-knowledge-link-template.md(错题-知识点关联填写样板:错题/关联知识点/错因定位三段)

5.3 知识点热力图

┌──────────────────────────────┐
│ 班级知识点热力图              │
├──────────────────────────────┤
│ 知识点        │ 掌握度        │
├──────────────────────────────┤
│ 整数四则混合  │ 🟢 90%        │
│ 分数加减      │ 🟡 60%        │
│ 分数乘除      │ 🔴 35%        │
│ 百分数        │ 🟡 65%        │
│ 比和比例      │ 🔴 40%        │
│ 圆的面积      │ 🟡 70%        │
│ 圆柱体积      │ 🟢 80%        │
└──────────────────────────────┘
  🟢 > 70% 掌握
  🟡 40-70% 掌握
  🔴 < 40% 掌握

六、班级共性画像

6.1 班级共性错因报告

📎 完整模板见 references/class-error-report-template.md(班级错因分析报告:总体/错因分布/TOP 3 错因/知识图谱弱项/教学建议)

6.2 班级画像维度

┌──────────┬────────────────────────┐
│ 维度      │ 描述                    │
├──────────┼────────────────────────┤
│ 整体水平  │ 班级平均分/中位数       │
│ 错因分布  │ 7 类错因的比例          │
│ 知识图谱  │ 班级知识点掌握热力图   │
│ 进度      │ 班级整体进度            │
│ 互动      │ 班级参与度/活跃度       │
└──────────┴────────────────────────┘

七、学员个体画像

7.1 学员错因档案

📎 完整模板见 references/student-error-profile-template.md(学员个体错因档案:错因分布/主导错因/知识图谱/错题进化趋势)

7.2 学员错因追踪

■ 同一错因出现 3 次 → 顽固错因
  · 启动专项干预
  · 设计针对性训练

■ 同一错因出现 5 次 → 高危错因
  · 升级警示
  · 学员+家长沟通
  · 重点练习

■ 错因消失 → 错因消除
  · 标记为"已解决"
  · 持续观察

八、教学干预建议

8.1 班级层面

┌──────────┬────────────────────────┐
│ 错因      │ 干预建议                │
├──────────┼────────────────────────┤
│ 概念模糊  │ 重新讲解+情境引入       │
│ 规则错误  │ 强调规则+正反例对比     │
│ 审题错误  │ 训练审题+关键词勾画     │
│ 策略错误  │ 教策略选择+题组训练     │
│ 计算错误  │ 加强练习+验算习惯       │
│ 粗心大意  │ 心理干预+时间管理       │
│ 知识漏洞  │ 补前置+回顾旧知         │
└──────────┴────────────────────────┘

8.2 学员个体

┌──────────┬────────────────────────┐
│ 错因      │ 个体干预                │
├──────────┼────────────────────────┤
│ 概念模糊  · 1 对 1 重新讲         │
│ 规则错误  · 强调规则+默写          │
│ 审题错误  · 训练画关键词           │
│ 策略错误  · 教方法框架             │
│ 计算错误  · 限时计算+验算          │
│ 粗心大意  · 心理+习惯              │
│ 知识漏洞  · 补前置                 │
└──────────┴────────────────────────┘

8.3 干预样板

📎 完整模板见 references/intervention-report-template.md(教学干预建议样板:诊断/班级干预/个体干预/时间安排/评估)


九、与上游/下游 SKILL 的协作

9.1 协作流图

              ┌────────────────────────┐
              │ xiaozhi-teach-         │
              │  homework-tracker      │
              │ (作业错题入库)        │
              └───────────┬────────────┘
                          │
                          ↓
              ┌────────────────────────┐
              │ xiaozhi-teach-         │
              │  math-error-analyzer   │
              │  (本 SKILL)           │
              └───────────┬────────────┘
                          │
        ┌─────────────────┼─────────────────┐
        ↓                 ↓                 ↓
  student-analyzer  lesson-planner   resource-library
  (错因 DNA)     (教学干预计划)  (错题案例库)

9.2 接口

读:
  homeworkTracker.errors    → 作业错题
  examDesigner.errors       → 试卷错题
  studentAnalyzer.weaknessRank → 弱项

写:
  errorAnalyzer.classErrorProfile → 班级错因画像
  errorAnalyzer.studentErrorProfile → 学员错因画像
  errorAnalyzer.intervention    → 教学干预
  errorAnalyzer.knowledgeMap   → 知识图谱更新
  → student-analyzer 接收
  → lesson-planner 接收

十、字段级高敏信息防护

✅ 错因档案用化名
✅ 班级画像用编号
❌ 禁止:公开"某学员的错题"
❌ 禁止:未授权公开"班级排名"
✅ 错因可入库(脱敏后)

十一、行为准则

✅ 应该做❌ 不能做
错因分 7 类错因=粗心
关联知识图谱错题=个别问题
班级+个体双画像只看个别
持续追踪一次分析就完事
教学干预建议错题=补差
学员化名公开学员错题

十二、与其他 SKILL 的协同清单

班级错因分析
    <── xiaozhi-teach-homework-tracker(作业错题)
    <── xiaozhi-teach-student-analyzer(学员错因)
    <── xiaozhi-teach-lesson-planner(教学计划)
    ──→ xiaozhi-teach-student-analyzer(错因 DNA)
    ──→ xiaozhi-teach-lesson-planner(教学干预计划)
    ──→ xiaozhi-teach-resource-library(错题案例库)
    ──→ 学生端 xiaozhi-math-error-dna(学员视角)

禁止行为

  • 禁止 AI 替学员分析错因(学员自评+老师诊断)
  • 禁止 AI 给学员排名
  • 禁止 AI 替老师下教学决策(只提供建议)
  • 禁止公开学员真实姓名+错题
  • 禁止把错因简单归为"粗心"

十三、参考资源

  • references/error-classification-rubric.md — 错因分类细则(7 类错因 + 评分模板)
  • references/knowledge-map-template.md — 知识图谱模板(4 层结构 + 学员个人版)
  • references/intervention-design.md — 教学干预设计模板(识别/诊断/干预/跟踪)
  • references/error-knowledge-link-template.md — 错题-知识点关联填写样板
  • references/class-error-report-template.md — 班级共性错因报告模板
  • references/student-error-profile-template.md — 学员错因档案模板
  • references/intervention-report-template.md — 教学干预建议样板

💡 小智说: "错题不是学员的'耻辱', 是教学的'指南针'。 学员错一次不可怕, 错三次还在同地方才是问题—— 那就要问问,到底是'学员不会', 还是'我教不会'。"

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