# 课程成绩异常诊断与报告生成 — 技能需求文档

> 派生自匠厂 skill-template 主仓 `development/REQUIREMENTS.md`，对应规格书第 4.2 节「🟣 教务处 Skill 002 —— 成绩分析"异常诊断与报告生成"」。

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## 0. 技能标识

- **拟定 slug（英文）**：`analyze-grade-distribution-aa`
- **中文 name**：课程成绩异常诊断与报告生成
- **中文 description（一句话）**：教师在教务系统录完成绩后，自动计算统计指标、识别"高分低能 / 两极分化 / 挂科异常"三种异常模式、生成三段式评语，输出图文并茂的《课程成绩分析报告》
- **account-manager platform_key（如有）**：N/A
- **命名形态**：标准型
- **目标 OEM 市场 `brands`（可选）**：未写则仅挂匠厂
- **网页 RPA（如有）— 登录策略**：**不适用**

## 0.1 宿主入口定位（必填）

| 主能力（Action id / CLI） | 对话 | 数据管理 | 定时 | 教程章节 | 不挂理由 |
|---------------------------|------|----------|------|----------|----------|
| `health` / `version` / `config-path` | 挂 | 不挂 | 不挂 | 入口二 | 默认必备 |
| `analyze-grade-distribution` | 挂 | row（课程成绩） | 不挂 | 入口一/入口二 | sync |
| `batch-analyze-courses` | 挂 | toolbar（课程成绩） | 不挂 | 入口一/入口二 | async |
| `render-html` | 挂 | row（分析报告） | 不挂 | 入口一/入口二 | sync |
| `flag-high-risk-course` | 不挂 | row（分析报告） | 不挂 | 入口一 | 写状态 |
| `sync-historical-grades` | 挂 | toolbar（历史成绩） | 挂（占位） | 入口一/入口三 | cron 占位 |

### 0.1.1 用户市场文档

- `README.md`：能力 / 场景 / 边界
- `TUTORIAL.md`：覆盖两入口，入口三写「占位」

## 0.2 AI + RPA 协作与授权边界

### Agent 设计

- 用户意图：分析单门课程 / 批量分析 / 查看报告 / 解释预警 / 标记高风险 / 同步历史成绩
- 意图 → Action 映射：
  - 分析单门课程 → `analyze-grade-distribution`
  - 批量分析 → `batch-analyze-courses`
  - 查看报告 → `render-html`
  - 标记高风险 → `flag-high-risk-course`
  - 同步历史 → `sync-historical-grades`
- 缺参数追问：课程名称 / 学期 / 课程 ID
- 必须确认的动作：
  - `batch-analyze-courses` 批量分析前确认范围与数量
  - `flag-high-risk-course` 标记前提示推送对象
- 结果解释：成功（评分 + 异常模式 + 评语）、部分成功（评语生成失败但统计完成）、失败（历史数据缺失 → 仅做统计不预警）

### 授权与平台边界

- 教务系统 API 由教务处统一开通
- 学生个人成绩明细受教务系统权限控制，技能仅输出聚合统计与匿名分布
- 严禁逆向教务系统、破解私有协议
- 异常检测算法调参时停止并上报

### RPA 风控设计

- 执行端：**N/A**

## 0.3 业务行生命周期

本技能对「分析报告」无角色约束（一次性报告存档）。

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## 1. 文档目标

本文档用于明确 `analyze-grade-distribution-aa` 的研发范围、交付标准、依赖关系和验收要求。

## 2. 业务背景

- **现状**：教师每学期末需撰写课程总结与成绩分析报告，平均耗时半天
- **痛点**：人工计算统计指标效率低；"高分低能 / 两极分化 / 挂科异常"难以识别；督导难以及时锁定高风险课程
- **目标**：自动完成「统计指标计算 + 三种异常识别 + AI 评语生成」，输出「HTML 报告 + 高风险课程标记」

## 3. 开发目标

- 拉取某课程全班成绩明细（平时分 / 期中分 / 实验分 / 期末分 / 总评）
- 拉取该课程的教学大纲（考核项权重）
- 拉取历史成绩数据（前置课程 / 同课程历史）
- 计算统计指标 + 正态分布 + 三种异常模式识别
- 生成 AI 三段式评语
- 输出 HTML 报告 + 异常预警通知
- 写入业务表（课程成绩 / 分析报告 / 历史成绩 / 高风险课程）

## 4. 功能范围

### 必须实现

- 支持 `python scripts/main.py health` / `version` / `config-path` / `init-db`
- 支持 `python scripts/main.py analyze-grade-distribution --course-id <id>`
- 支持 `python scripts/main.py batch-analyze-courses --semester-id <id>`（async）
- 支持 `python scripts/main.py render-html --report-id <id>`
- 支持 `python scripts/main.py flag-high-risk-course --report-id <id>`
- 支持 `python scripts/main.py sync-historical-grades`（async，cron 占位）
- 完成 §0.1 入口定位表

### 可后续扩展

- 多课程横向对比报告
- 学生个人学习轨迹预警
- 与学校教学质量监控平台对接

## 5. 非功能要求

- 目录结构符合 skill-template 规范
- 入口统一为 `scripts/main.py`
- 用户市场四 Tab
- 输出机读友好；错误前缀 `ERROR:`
- Windows UTF-8 兼容
- 单门课程分析耗时 ≤ 30 秒（学生数 ≤ 200）

## 6. 输入输出要求

### 输入

- `course_id`：课程主键（必填）
- `semester_id`：学期主键（仅 batch 必填）
- `report_id`：报告主键（仅 render / flag 必填）
- 依赖系统：教务系统 API（成绩读写）
- 环境变量（`.env`）：
  - `AA_API_BASE_URL`：教务系统 API 入口
  - `AA_API_TOKEN`：调用凭证
  - `HIGH_FAIL_RATE_THRESHOLD`：挂科异常阈值（默认 0.30）
  - `SCORE_GAP_THRESHOLD`：高分低能阈值（默认 20）
  - `STD_DEV_RATIO_THRESHOLD`：两极分化阈值（默认 1.5）

### 输出

- 成功结果：`analyze-grade-distribution` 返回 `{max_score, min_score, avg, median, std, pass_rate, excellent_rate, anomaly_flags, ai_comment}`
- 错误输出：`ERROR:` 稳定码 + 中文 message
- 数据库记录：写入 `分析报告` 表
- HTML 报告：落到 `html/`

## 7. 依赖的兄弟技能或外部系统

### 兄弟技能依赖

- 无强制依赖

### 外部系统依赖

- **教务系统 API**（成绩读写）：必须

### Python 包依赖（requirements.txt）

- HTTP 请求：`requests>=2.31.0,<3`
- 数值计算：`numpy>=1.24.0,<2`
- 数据处理：`pandas>=2.0.0,<3`
- 统计可视化（图表占位）：`matplotlib>=3.7.0,<4`
- `jiangchang-platform-kit` 由宿主提供

## 8. 不在本次范围内的内容

- 本次不实现学生个人学习轨迹预警
- 本次不集成教学质量监控平台
- 本次不做 cron 启用（占位 Action 已就位）
- 本次不兼容旧模板历史结构

## 9. 验收标准

- 代码结构符合模板规范
- `health` / `version` / `config-path` / `init-db` 命令执行正常
- `analyze-grade-distribution` 在含 100 门课程的样例库中完成一次分析，耗时 ≤ 30 秒
- 业务表写入和查询符合 `references/SCHEMA.md`
- 异常识别准确率 ≥ 90%（基于样例库）
- `SKILL.md` 的 `developer_ids` 已配置
- 安装后按 §0.1 完成宿主多入口验收

## 10. 开发注意事项

- 只修改当前 skill 仓库
- 学生个人成绩明细受教务系统权限控制
- 异常检测阈值可在 `runtime/config` 调参
- `cli` 只做参数解析；核心逻辑在 `service`

## 11. 变更记录

| 日期 | 版本 | 变更人 | 变更内容 |
|------|------|--------|----------|
| 2026-09-14 | v1.0.1 | 匠厂 | 初版需求文档，骨架就位 |