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初中物理知识图谱

初中物理知识图谱

教育学习 更新于 2026.08.30

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请根据 https://skillhub.cn/install/skillhub.md 的指引,安装 @user_40dd6bdf/kid-physics-tutor 到您的 AI 助手中。

技能介绍

问题:碎片化的知识点,缺失的先修关系

初中物理教学的一个老问题是:知识被切成一节一节的,学生和老师都很难看清「学这个之前必须先会什么」。人教版 2024 修订版教材相对旧版做了大幅调整——八下第八章新增「同一直线上二力的合成」,九全第十三章顺序改为「比热容→分子动理论→内能」,第十四章以「能量的转化与守恒」开篇,第二十一章更名为「电磁波及其应用」。这些改动让旧的复习路线直接失效,而诊断「为什么听不懂」如果不知道前置依赖,就只能靠经验猜。

技能如何工作

该技能基于 Marble Skill Taxonomy 方法论,把人教版初中物理(依据《义务教育物理课程标准(2022 年版)》的 2024 修订版教材)拆解为细粒度微主题(micro-topics),每个主题是图谱中的一个节点,字段定义在 schema/topics.schema.json:

  • id:稳定标识,如 ph_p12(ph_p 为概念/程序类,ph_m 为方法类)
  • type:CONCEPTUAL(概念)/ PROCEDURAL(程序)/ REPRESENTATIONAL(表征)/ META(方法)
  • semester:按学期组织,取值 8-up / 8-down / 9-up
  • evidence:掌握证据与评估标准;standards:对应的课标条目

节点之间用先修依赖边连成一张有向无环图(DAG),边定义在 schema/dependencies.schema.json,包含 strength(hard 硬依赖,soft 软依赖,方法类先修记为 soft)和 reason(为什么需要该先修)。依赖边允许跨学期:prerequisiteId 可能指向其他学期文件夹中的主题,ID 全局唯一可直接解析。

用户输入按意图路由到四种模式:

  • diagnose:读到「诊断」「错题」「薄弱」时,读 data/{term}/topics.json 并结合 dependencies.json 追溯薄弱点的先修链
  • learn:读到「学习」「理解」「思维导图」时,按学期或章节展示微主题与依赖,生成先修在前的学习路径
  • generate:读到「出题」「练习」「考考我」时,从某个微主题出发,依据 evidence 字段生成评估题
  • 可视化:读到「图谱」「关系」时,打开 visualization.html 交互探索

意图不确定时会直接反问:「你想诊断薄弱点、学习某个章节,还是练习出题?」

适用边界与注意点

  • 完全离线:所有数据均为本地文件,技能不执行 clone / push 或任何网络请求,只读取 physics-tutor/ 目录下的 data/ 与 schema/
  • 版本敏感:「2022」指的是《义务教育物理课程标准(2022 年版)》而非教材版本,对应教材是 2024 年秋季起使用的人教版 2024 修订版;使用旧教材的用户需注意章节差异
  • 许可:结构 ODbL-1.0,内容 CC BY-SA 4.0,方法论引用 Marble Skill Taxonomy (v1) © Generative Spark, Inc.

使用场景

  • 学生整理错题本时,需定位错误涉及的先修知识点(如力学薄弱回溯到八年级力的合成)
  • 教师备课新章节(如九年级第十三章),需要按先修依赖关系生成学习路径与教学顺序
  • 家长或家教想针对特定主题(如能量转化)出练习题,需依据课标证据生成评估题
  • 教研员分析课程结构时,需可视化查看跨学期主题依赖关系(如电磁学与力学的关联)

适合人员

  • 初中物理教师:需要依据课标与人教版2024教材,按先修关系规划教学顺序并生成学习路径
  • 初三学生:做题或复习时遇到概念混淆,需定位自身知识链中的薄弱点并回溯补课
  • 家教或辅导机构老师:想针对特定章节或错题出题,需快速生成符合课标证据的评估题
  • 教研员或教育开发者:研究课程结构时,需可视化分析跨学期知识依赖关系