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Next_Edu 产品需求文档 (PRD) - K12 智慧教学管理系统

版本: 2.0.0 (K12 Enterprise Edition)
状态: 规划中
最后更新: 2025-12-22
作者: Senior EdTech Product Manager
适用范围: 全校级教学管理 (教-考-练-评)

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1. 角色与权限矩阵 (Complex Role Matrix)

本系统采用基于 RBAC (Role-Based Access Control) 的多维权限设计，并结合 行级安全 (Row-Level Security, RLS) 策略，确保数据隔离与行政管理的精确匹配。

1.1 角色定义与核心职责

角色	核心职责	权限特征 (Scope)
系统管理员 (Admin)	基础数据维护、账号管理、学期设置	全局系统配置，不可触碰教学业务数据内容（隐私保护）。
校长 (Principal)	全校教学概况监控、宏观统计报表	全校可见。查看所有年级、学科的统计数据（平均分、作业完成率），无修改具体的题目/作业权限。
年级主任 (Grade Head)	本年级行政管理、班级均衡度分析	年级可见。管理本年级所有行政班级；查看本年级跨学科对比；无权干涉其他年级。
教研组长 (Subject Head)	学科资源建设、命题质量把控	学科可见。管理本学科公共题库、教案模板；查看全校该学科教学质量；无权查看其他学科详情。
班主任 (Class Teacher)	班级学生管理、家校通知、综合评价	行政班可见。查看本班所有学生的跨学科成绩、考勤；发布班级公告。
任课老师 (Teacher)	备课、出卷、批改、个别辅导	教学班可见。仅能操作自己所教班级的该学科作业/考试；私有题库管理。
学生 (Student)	完成作业、参加考试、查看错题本	个人可见。仅能访问分配给自己的任务；查看个人成长档案。

1.2 关键权限辨析：年级主任 vs 教研组长

• 维度差异:

  • 年级主任 (横向管理): 关注的是 "人" (People & Administration)。例如：高一(3)班的整体纪律如何？高一年级整体是否在期中考试中达标？他们需要跨学科的数据视图（如：某学生是否偏科）。
  • 教研组长 (纵向管理): 关注的是 "内容" (Content & Pedagogy)。例如：英语科目的“阅读理解”题型得分率全校是否偏低？公共题库的题目质量如何？他们需要跨年级但单学科的深度视图。

• 数据可见性 (RLS 策略):

  • GradeHead_View: WHERE class.grade_id = :current_user_grade_id
  • SubjectHead_View: WHERE course.subject_id = :current_user_subject_id (可能跨所有年级)

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2. 核心功能模块深度拆解

2.1 智能题库中心 (Smart Question Bank)

这是系统的核心资产库，必须支持高复杂度的题目结构。

• 多层嵌套题目结构 (Nested Questions):

  • 场景: 英语完形填空、语文现代文阅读、理综大题。
  • 逻辑: 引入 "题干 (Stem)" 与 "子题 (Sub-question)" 的概念。
    • 父题 (Parent): 承载公共题干（如一篇 500 字的文章、一张物理实验图表）。通常不直接设分，或者设总分。
    • 子题 (Child): 依附于父题，是具体的答题点（选择、填空、简答）。每个子题有独立的分值、答案和解析。
  • 交互: 组卷时，拖动“父题”，所有“子题”必须作为一个原子整体跟随移动，不可拆分。

• 知识点图谱 (Knowledge Graph):

  • 结构: 树状结构 (Tree)。例如：数学 -> 代数 -> 函数 -> 二次函数 -> 二次函数的图像。
  • 关联:
    • 多对多 (Many-to-Many): 一道题可能考察多个知识点（综合题）。
    • 权重: (可选高级需求) 标记主要考点与次要考点。

2.2 课本与大纲映射 (Textbook & Curriculum)

• 课本数字化:
  • 系统预置主流教材版本 (如人教版、北师大版)。
  • 核心映射: Textbook Chapter (课本章节) <--> Knowledge Point (知识点)。
  • 价值: 老师备课时，只需选择“必修一 第一章”，系统自动推荐关联的“集合”相关题目，无需手动去海量题库搜索。

2.3 试卷/作业组装引擎 (Assembly Engine)

• 智能筛选: 支持交集筛选（同时包含“力学”和“三角函数”的题目）。
• AB 卷生成: 针对防作弊场景，支持题目乱序或选项乱序（Shuffle）。
• 作业分层: 支持“必做题”与“选做题”设置，满足分层教学需求。

2.4 消息通知中心 (Notification System)

分级分策略的消息分发：

• 强提醒 (High Priority): 系统公告、考试开始提醒。通过站内信 + 弹窗 + (集成)短信/微信模板消息。
• 业务流 (Medium Priority): 作业发布、成绩出炉。站内红点 + 列表推送。
• 弱提醒 (Low Priority): 错题本更新、周报生成。仅在进入相关模块时提示。

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3. 数据实体关系推演 (Data Entity Relationships)

基于 MySQL 关系型数据库的设计方案。

3.1 核心实体模型 (ER Draft)

1. SysUser: id, username, role, school_id
2. TeacherProfile: user_id, is_grade_head, is_subject_head
3. Class: id, grade_level (e.g., 10), class_name (e.g., "3班"), homeroom_teacher_id
4. Subject: id, name (e.g., "Math")
5. Course: id, class_id, subject_id, teacher_id (核心教学关系表: 谁教哪个班的哪门课)

3.2 题库与知识点设计 (关键难点)

Table: knowledge_points (知识点树)

• id: UUID
• subject_id: FK
• name: VARCHAR
• parent_id: UUID (Self-reference, Root is NULL)
• level: INT (1, 2, 3...)
• code: VARCHAR (e.g., "M-ALG-01-02" 用于快速检索)

Table: questions (支持嵌套)

• id: UUID
• content: TEXT (HTML/Markdown, store images as URLs)
• type: ENUM ('SINGLE', 'MULTI', 'FILL', 'ESSAY', 'COMPOSITE')
• parent_id: UUID (Self-reference, 核心设计)
  • If NULL: 这是一道独立题目 OR 复合题的大题干。
  • If NOT NULL: 这是一个子题目，属于 parent_id 对应的题干。
• difficulty: INT (1-5)
• answer: TEXT (JSON structure for structured answers)
• analysis: TEXT (解析)
• created_by: FK (Teacher)
• scope: ENUM ('PUBLIC', 'PRIVATE')

Table: question_knowledge (题目-知识点关联)

• question_id: FK
• knowledge_point_id: FK
• Primary Key: (question_id, knowledge_point_id)

3.3 课本映射设计

Table: textbooks

• id: UUID
• name: VARCHAR
• grade_level: INT
• subject_id: FK

Table: textbook_chapters

• id: UUID
• textbook_id: FK
• name: VARCHAR
• parent_id: UUID (Sections within Chapters)
• content: TEXT (Rich text content of the chapter/section) -- [ADDED for Content Viewing]
• order: INT

Table: chapter_knowledge_mapping

• chapter_id: FK
• knowledge_point_id: FK
• 解释: 这张表是连接“教学进度”与“底层知识”的桥梁。

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4. 关键业务流程 (User Flows)

4.1 智能组卷与发布流程 (Exam Creation Flow)

这是一个高频且复杂的路径，需要极高的流畅度。

1. 启动组卷:

   • 老师进入 [教学工作台] -> 点击 [新建试卷/作业]。
   • 输入基本信息（名称、考试时长、总分）。

2. 设定范围 (锚定课本):

   • 老师选择教材版本：人教版高中数学必修一。
   • 选择章节：勾选 第一章 集合 和 第二章 函数概念。
   • 系统动作: 后台查询 chapter_knowledge_mapping，提取出这几章对应的所有 knowledge_points。

3. 筛选题目:

   • 系统展示题目列表，默认过滤条件为上述提取的知识点。
   • 老师增加筛选：难度: 中等, 题型: 选择题。
   • 处理嵌套题: 如果筛选结果包含一个“完形填空”的子题，系统在 UI 上必须强制展示其对应的父题干，并提示老师“需整体添加”。

4. 加入试题篮 (Cart):

   • 老师点击“+”号。
   • 试题篮动态更新：当前题目数: 15, 预计总分: 85。

5. 试卷精修 (Refine):

   • 进入“试卷预览”模式。
   • 调整题目顺序 (Drag & drop)。
   • 修改某道题的分值（覆盖默认分值）。

6. 发布设置:

   • 选择发布对象：高一(3)班, 高一(5)班 (基于 Course 表权限)。
   • 设置时间：开始时间, 截止时间。
   • 发布模式：在线作答 或 线下答题卡 (若线下，系统生成 PDF 和答题卡样式)。

7. 完成:

   • 学生端收到 Notifications 推送。
   • Exams 表生成记录，ExamAllocations 表为每个班级/学生生成状态记录。