feat(trainer): ИИ-тренажёр — генераторы задач + SimExpr-верификатор, прогресс, фича-флаг

- движок _trainer_engine.js: instantiate/generateBatch/verifyRoot/checkStudentAnswer/exprToLatex
- 5 генераторов уравнений 7 класса (generators.js), приём «корень-вперёд» → целые ответы
- страница /trainer: KaTeX-рендер, чипы-темы, мгновенная проверка, подсказка/решение, авто-выбор навыка
- прогресс practice_progress (мигр.081) + /api/practice/progress|attempt + LS.practiceProgressList/Submit
- фича-флаг trainer: тумблер в админке (Модули), requireFeature, FEATURE_HREFS (скрытие сайдбара+редирект), MODULE_CATALOG
- fix: подключён Lucide CDN на странице (иначе иконки сайдбара пустые)
- тесты practice.test.js (10/10); план развития plans/ai-trainer/PLAN.md

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 (1M context) <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
Maxim Dolgolyov
2026-06-25 13:11:47 +03:00
parent 91917f952c
commit c370eaa803
13 changed files with 1141 additions and 0 deletions
+1
View File
@@ -23,6 +23,7 @@
{ key: 'classroom', label: 'Онлайн-уроки (classroom)', desc: 'Синхронные онлайн-уроки с доской и видео', icon: 'video' },
{ key: 'sim_builder', label: 'Конструктор симуляций', desc: 'Создание учителем своих интерактивных симуляций (рабочее поле, формулы, физика, графики)', icon: 'pencil-ruler' },
{ key: 'quantik', label: 'Квантик: Законы Мира', desc: '2D физика-головоломка: уровни на движке симуляций, прогресс, скины', icon: 'rocket' },
{ key: 'trainer', label: 'Тренажёр', desc: 'ИИ-тренажёр: бесконечные сгенерированные задачи по темам (уравнения 7 класс), мгновенная проверка ответа подстановкой, прогресс по навыкам', icon: 'dumbbell' },
{ key: 'wishes', label: 'Пожелания', desc: 'Трекер пожеланий по улучшению: пользователи подают идеи, админ ведёт по статусам', icon: 'lightbulb' },
];
+332
View File
@@ -0,0 +1,332 @@
'use strict';
/* ════════════════════════════════════════════════════════════════════════
TrainerEngine — ядро ИИ-тренажёра (Фаза 0, прототип).
Идея (гибрид): задачи рождаются из ДАННЫХ — «генераторов», а математика
считается ДЕТЕРМИНИРОВАННО через SimExpr (тот же безопасный вычислитель, что
у конструктора симуляций; ⛔ без eval/new Function). LLM в этом ядре НЕ
участвует: его роль — один раз сочинить генераторы (Уровень 0) либо позже
отдавать текстовые задачи, которые ЭТОТ ЖЕ слой верифицирует подстановкой
(Уровень 1). Любой источник задачи проходит один и тот же verifyRoot.
Генератор (данные):
{
id, skill, title,
pick: { a:[lo,hi], ... }, // целые параметры из диапазонов
constraint?: "c < a", // булево над pick (SimExpr) — иначе пересэмпл
derive?: { c: "a*root + b" }, // доп. параметры последовательно (SimExpr)
require?: "...", // булево после derive — иначе пересэмпл
lhs, rhs, // СТОРОНЫ уравнения как выражения с {param} и x
display?, // как показать (по умолч. "lhs = rhs")
answerVar?: "x", // имя неизвестной (деф. x)
answer: "root", // корень как формула над параметрами
integerAnswer?: true, // требовать целый корень
solution?: ["шаг … {ans}", …] // шаблоны шагов (доступен {ans})
}
Гарантия КОРРЕКТНОСТИ: после материализации движок ПОДСТАВЛЯЕТ заявленный
корень в уравнение (verifyRoot). Не сходится — экземпляр отбрасывается (в
strict-режиме — исключение). Та же подстановка проверяет ответ ученика
(checkStudentAnswer) и автоматически принимает эквивалентные формы
(5, 5.0, 10/2, "x=15/3", "2+3").
API (window.TrainerEngine):
instantiate(gen, opts) -> problem | null
generateBatch(gen, n, opts) -> problem[]
verifyRoot(problem, value) -> { ok, residual, lhs, rhs }
checkStudentAnswer(problem, input)-> { ok, value, residual, message, reason? }
makeRng(seed) -> () => [0,1) (детерминизм для тестов/пула)
problem:
{ genId, skill, title, lhsExpr, rhsExpr, display, answerVar, answer,
params, solution }
════════════════════════════════════════════════════════════════════════ */
(function (global) {
function SE() {
var s = global.SimExpr;
if (!s) throw new Error('TrainerEngine требует SimExpr (подключите _sim_expr.js раньше).');
return s;
}
// Допуск подстановки: масштабируется величиной сторон, чтобы крупные
// коэффициенты не давали ложного «не сходится» из-за плавающей арифметики.
var EPS = 1e-7;
/* ── Детерминированный ГПСЧ (mulberry32) — тот же, что в game/map.js ──
Нужен, чтобы предгенерация пула и тесты были воспроизводимы. В рантайме
можно не передавать seed (тогда берётся внутренний инкремент от Date нельзя —
поэтому дефолт фиксирован, а вариативность даёт сам диапазон pick). */
function makeRng(seed) {
var s = (seed >>> 0) || 1;
return function () {
s |= 0; s = (s + 0x6D2B79F5) | 0;
var t = Math.imul(s ^ (s >>> 15), 1 | s);
t = (t + Math.imul(t ^ (t >>> 7), 61 | t)) ^ t;
return ((t ^ (t >>> 14)) >>> 0) / 4294967296;
};
}
function randInt(rng, lo, hi) { return lo + Math.floor(rng() * (hi - lo + 1)); }
/* ── Кэш компиляции выражений (рендеренные строки часто повторяются) ── */
var _cache = Object.create(null);
function compileExpr(src) {
var key = String(src);
var c = _cache[key];
if (!c) { c = SE().compile(key); _cache[key] = c; }
return c;
}
function evalExpr(src, env) { return compileExpr(src).fn(env); }
function truthy(v) { return typeof v === 'number' && isFinite(v) && v !== 0; }
function isIntApprox(v) { return isFinite(v) && Math.abs(v - Math.round(v)) < 1e-9; }
function fmtNum(v) {
if (typeof v !== 'number') return String(v);
if (isIntApprox(v)) return String(Math.round(v));
return String(Math.round(v * 1e6) / 1e6);
}
/* Подстановка {name} -> значение (для выражений и подписей). */
function render(tpl, vals) {
return String(tpl).replace(/\{(\w+)\}/g, function (m, k) {
return Object.prototype.hasOwnProperty.call(vals, k) ? fmtNum(vals[k]) : m;
});
}
/* Лёгкая косметика ТОЛЬКО для показа (не для вычислений):
5*x -> 5x, «+ -» -> «− », ведущий коэффициент 1 у x убираем. */
function prettyMath(s) {
return String(s)
.replace(/(\d)\s*\*\s*(\d)/g, '$1·$2') // 4*5 -> 4·5 (число·число)
.replace(/\s*\*\s*/g, '') // 7*x -> 7x (неявное умножение)
.replace(/\+\s*-\s*/g, ' ') // + -3 -> 3
.replace(/-\s*-\s*/g, '+ ')
.replace(/(^|[(=+\-\s])1(?=x)/g, '$1'); // ведущий 1·x -> x
}
function assign(base, extra) {
var o = {}, k;
for (k in base) if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(base, k)) o[k] = base[k];
for (k in extra) if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(extra, k)) o[k] = extra[k];
return o;
}
/* ── Выражение -> LaTeX (через AST SimExpr) для KaTeX-рендера ──
Возвращает строку LaTeX или null, если выражение не разобралось. Покрывает
наши нужды: дроби (\frac), степени, неявное умножение, скобки по приоритету,
сравнения (= ≠ ≤ ≥), sqrt/abs/тригонометрию. Один проход AST, без eval.
Reusable: тем же конвертером можно рендерить и задачи Уровня-1 (LLM). */
function _prec(n) {
if (!n) return 9;
if (n.k === 'cmp' || n.k === 'logic') return 0;
if (n.k === 'bin') {
if (n.op === '+' || n.op === '-') return 1;
if (n.op === '*' || n.op === '/' || n.op === '%') return 2;
if (n.op === '^') return 4;
}
if (n.k === 'un' || n.k === 'not') return 3;
return 5;
}
function _isNeg(n) { return (n.k === 'num' && n.v < 0) || (n.k === 'un' && n.op === '-'); }
function _negate(n) { return n.k === 'num' ? { k: 'num', v: -n.v } : n.a; }
function _wrapL(node, minPrec) {
var s = _latex(node);
return _prec(node) < minPrec ? '\\left(' + s + '\\right)' : s;
}
function _latex(node) {
switch (node.k) {
case 'num': return fmtNum(node.v);
case 'const':
if (node.v === Math.PI) return '\\pi';
if (node.v === Math.PI * 2) return '\\tau';
if (node.v === Math.E) return 'e';
return fmtNum(node.v);
case 'var': return node.name;
case 'un': return '-' + _wrapL(node.a, 3);
case 'not': return '\\lnot ' + _wrapL(node.a, 3);
case 'cmp': {
var m = { '==': '=', '!=': '\\ne', '<': '<', '<=': '\\le', '>': '>', '>=': '\\ge' };
return _latex(node.a) + ' ' + (m[node.op] || node.op) + ' ' + _latex(node.b);
}
case 'logic':
return _latex(node.a) + (node.op === '&&' ? ' \\land ' : ' \\lor ') + _latex(node.b);
case 'cond':
return _wrapL(node.c, 1) + ' \\,?\\, ' + _latex(node.a) + ' : ' + _latex(node.b);
case 'call': {
if (node.name === 'sqrt') return '\\sqrt{' + _latex(node.args[0]) + '}';
if (node.name === 'abs') return '\\left|' + _latex(node.args[0]) + '\\right|';
var TRIG = { sin: '\\sin', cos: '\\cos', tan: '\\tan', tg: '\\tan', ln: '\\ln', log: '\\log', exp: '\\exp' };
var fn = TRIG[node.name] || ('\\operatorname{' + node.name + '}');
return fn + '\\left(' + node.args.map(_latex).join(',\\, ') + '\\right)';
}
case 'bin': {
var op = node.op;
if (op === '/') return '\\frac{' + _latex(node.a) + '}{' + _latex(node.b) + '}';
if (op === '^') {
var base = _prec(node.a) < 5 ? '\\left(' + _latex(node.a) + '\\right)' : _latex(node.a);
return base + '^{' + _latex(node.b) + '}';
}
if (op === '*') {
var sep = (node.b.k === 'num') ? ' \\cdot ' : ''; // ·число; иначе соседство (7x, 6(x+1))
return _wrapL(node.a, 2) + sep + _wrapL(node.b, 2);
}
if (op === '%') return _wrapL(node.a, 2) + ' \\bmod ' + _wrapL(node.b, 3);
// + или - (схлопываем a + (-b) -> a - b)
var right = node.b, rop = op;
if (op === '+' && _isNeg(right)) { rop = '-'; right = _negate(right); }
return _wrapL(node.a, 1) + ' ' + rop + ' ' + _wrapL(right, rop === '-' ? 2 : 1);
}
}
return '';
}
function exprToLatex(src) {
var ast;
try { ast = SE().parse(String(src)); } catch (e) { return null; }
try { return _latex(ast); } catch (e2) { return null; }
}
/* ── Подстановочная верификация корня ──
Истинно, если левая и правая части совпадают при answerVar = value. */
function verifyRoot(problem, value) {
var env = {};
env[problem.answerVar || 'x'] = value;
var L = evalExpr(problem.lhsExpr, env);
var R = evalExpr(problem.rhsExpr, env);
var residual = Math.abs(L - R);
var scale = Math.max(1, Math.abs(L), Math.abs(R));
return { ok: residual <= EPS * scale, residual: residual, lhs: L, rhs: R };
}
/* ── Материализация одного экземпляра ──
Возвращает problem или null, если за maxTries не удалось выполнить
ограничения / целочисленность / самопроверку. */
function instantiate(gen, opts) {
opts = opts || {};
var rng = opts.rng || makeRng(opts.seed != null ? opts.seed : 1);
var maxTries = opts.maxTries || 300;
var answerVar = gen.answerVar || 'x';
for (var attempt = 0; attempt < maxTries; attempt++) {
var env = {};
var pk = gen.pick || {}, k;
for (k in pk) if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(pk, k)) {
env[k] = randInt(rng, pk[k][0], pk[k][1]);
}
if (gen.constraint && !truthy(evalExpr(gen.constraint, env))) continue;
if (gen.derive) {
for (k in gen.derive) if (Object.prototype.hasOwnProperty.call(gen.derive, k)) {
env[k] = evalExpr(gen.derive[k], env);
}
}
if (gen.require && !truthy(evalExpr(gen.require, env))) continue;
var answer = evalExpr(gen.answer, env);
if (gen.integerAnswer) {
if (!isIntApprox(answer)) continue;
answer = Math.round(answer);
}
var lhsExpr = render(gen.lhs, env);
var rhsExpr = render(gen.rhs, env);
var sEnv = assign(env, { ans: answer });
var ll = exprToLatex(lhsExpr), rl = exprToLatex(rhsExpr);
var problem = {
genId: gen.id,
skill: gen.skill,
title: gen.title,
lhsExpr: lhsExpr,
rhsExpr: rhsExpr,
display: prettyMath(render(gen.display || (gen.lhs + ' = ' + gen.rhs), env)),
latex: (ll != null && rl != null) ? (ll + ' = ' + rl) : null,
answerVar: answerVar,
answer: answer,
params: env,
// шаг решения -> { note(текст), tex(подпись), latex(для KaTeX, null если не разобрался) }
// строковый шаг (легаси) трактуется как чистая заметка без формулы.
solution: (gen.solution || []).map(function (st) {
if (typeof st === 'string') return { note: render(st, sEnv), tex: '', latex: null };
var texSrc = st.tex ? render(st.tex, sEnv) : '';
return {
note: st.note ? render(st.note, sEnv) : '',
tex: texSrc ? prettyMath(texSrc) : '',
latex: texSrc ? exprToLatex(texSrc) : null
};
})
};
// Самопроверка: эталонный корень ОБЯЗАН удовлетворять уравнению.
var v = verifyRoot(problem, answer);
if (!v.ok) {
if (opts.strict) {
throw new Error('Генератор «' + gen.id + '»: корень ' + fmtNum(answer) +
' не удовлетворяет уравнению (невязка ' + v.residual + ').');
}
continue;
}
return problem;
}
return null;
}
/* ── Пакет из n различных по виду задач ── */
function generateBatch(gen, n, opts) {
opts = opts || {};
var rng = opts.rng || makeRng(opts.seed != null ? opts.seed : 1);
var out = [], seen = Object.create(null);
var guard = n * 20 + 50;
while (out.length < n && guard-- > 0) {
var p = instantiate(gen, { rng: rng, strict: opts.strict, maxTries: opts.maxTries });
if (!p) break;
if (seen[p.display]) continue;
seen[p.display] = 1;
out.push(p);
}
return out;
}
/* ── Проверка ответа ученика ──
Принимает строку/число. SimExpr.compile сам срезает ведущее «x=», поэтому
"x = 5", "5", "10/2", "2+3" нормализуются к числу. Верно, если значение
удовлетворяет уравнению (эквивалентные формы проходят) ИЛИ совпадает с
эталонным корнем (страховка единственности для будущих многокорневых типов). */
function checkStudentAnswer(problem, input) {
var raw = String(input == null ? '' : input).trim();
if (!raw) return { ok: false, reason: 'empty', value: null, residual: null, message: 'Введите ответ.' };
var c = SE().compile(raw);
if (c.error) {
return { ok: false, reason: 'parse', value: null, residual: null,
message: 'Не понял ответ: ' + c.error };
}
var val = c.fn({});
if (!isFinite(val)) {
return { ok: false, reason: 'nan', value: val, residual: null, message: 'Это не число.' };
}
var v = verifyRoot(problem, val);
var nearCanonical = Math.abs(val - problem.answer) <= 1e-6 * Math.max(1, Math.abs(problem.answer));
var ok = v.ok || nearCanonical;
return {
ok: ok, reason: ok ? null : 'wrong', value: val, residual: v.residual,
message: ok ? 'Верно!' : 'Пока неверно.'
};
}
global.TrainerEngine = {
instantiate: instantiate,
generateBatch: generateBatch,
verifyRoot: verifyRoot,
checkStudentAnswer: checkStudentAnswer,
makeRng: makeRng,
// мелочи наружу для билдера/тестов
render: render,
prettyMath: prettyMath,
exprToLatex: exprToLatex
};
})(typeof window !== 'undefined' ? window : globalThis);
+129
View File
@@ -0,0 +1,129 @@
'use strict';
/* ════════════════════════════════════════════════════════════════════════
Генераторы уравнений — 7 класс (прототип). Это ДАННЫЕ, не код.
Приём «корень-вперёд»: выбираем целый корень (или множитель) и коэффициенты,
затем ВЫВОДИМ свободный член так, чтобы ответ гарантированно был целым, а
уравнение — решаемым. Поэтому самопроверка движка (verifyRoot) всегда
проходит. Шаг решения — { note(текст), tex(формула) }; tex рендерится в KaTeX
через TrainerEngine.exprToLatex (одно равенство на шаг, без цепочек a=b=c).
Прогрессия 7 класса: простое линейное → скобки → переменная в обеих частях →
уравнение с дробью в знаменателе → дробный коэффициент. Дальше (Уровень 1):
текстовые задачи через LLM с той же подстановочной верификацией.
════════════════════════════════════════════════════════════════════════ */
(function (global) {
var GENERATORS = [
/* 1. ax + b = c */
{
id: 'lin-basic',
skill: 'linear-basic',
title: 'Линейное: ax + b = c',
grade: 7,
pick: { a: [2, 9], b: [1, 20], root: [-9, 9] },
require: 'root != 0',
derive: { c: 'a*root + b', cmb: 'a*root' }, // cmb = c - b
lhs: '{a}*x + {b}', rhs: '{c}',
display: '{a}x + {b} = {c}',
answerVar: 'x', answer: 'root', integerAnswer: true,
solution: [
{ note: 'Переносим число вправо:', tex: '{a}x = {cmb}' },
{ note: 'Делим обе части на {a}:', tex: 'x = {cmb} / {a}' },
{ note: 'Ответ:', tex: 'x = {ans}' }
]
},
/* 2. a(x + b) = c */
{
id: 'lin-paren',
skill: 'linear-parentheses',
title: 'Со скобками: a(x + b) = c',
grade: 7,
pick: { a: [2, 8], b: [1, 12], root: [-9, 9] },
require: 'root != 0',
derive: { c: 'a*(root + b)', ca: 'root + b' }, // ca = c / a
lhs: '{a}*(x + {b})', rhs: '{c}',
display: '{a}(x + {b}) = {c}',
answerVar: 'x', answer: 'root', integerAnswer: true,
solution: [
{ note: 'Делим обе части на {a}:', tex: 'x + {b} = {ca}' },
{ note: 'Переносим {b} влево:', tex: 'x = {ca} - {b}' },
{ note: 'Ответ:', tex: 'x = {ans}' }
]
},
/* 3. ax + b = cx + d */
{
id: 'lin-both-sides',
skill: 'linear-both-sides',
title: 'Переменная с двух сторон: ax + b = cx + d',
grade: 7,
pick: { a: [3, 9], c: [1, 8], b: [1, 20], root: [-9, 9] },
constraint: 'c < a', // гарантируем a - c > 0
require: 'root != 0',
derive: { d: '(a - c)*root + b', amc: 'a - c', dmb: '(a - c)*root' }, // dmb = d - b
lhs: '{a}*x + {b}', rhs: '{c}*x + {d}',
display: '{a}x + {b} = {c}x + {d}',
answerVar: 'x', answer: 'root', integerAnswer: true,
solution: [
{ note: 'Собираем x слева, числа справа:', tex: '({a} - {c})x = {d} - {b}' },
{ note: 'Приводим подобные:', tex: '{amc}x = {dmb}' },
{ note: 'Делим на {amc}:', tex: 'x = {dmb} / {amc}' },
{ note: 'Ответ:', tex: 'x = {ans}' }
]
},
/* 4. x/a + b = c (дробь в знаменателе) */
{
id: 'lin-frac-denom',
skill: 'linear-fraction-denom',
title: 'Дробь: x/a + b = c',
grade: 7,
pick: { a: [2, 6], k: [-6, 6], b: [1, 12] },
require: 'k != 0',
derive: { root: 'a*k', c: 'k + b', cmb: 'k' }, // root = a·k, cmb = c - b = k
lhs: 'x/{a} + {b}', rhs: '{c}',
display: 'x/{a} + {b} = {c}',
answerVar: 'x', answer: 'root', integerAnswer: true,
solution: [
{ note: 'Вычитаем {b}:', tex: 'x/{a} = {cmb}' },
{ note: 'Умножаем обе части на {a}:', tex: 'x = {cmb} * {a}' },
{ note: 'Ответ:', tex: 'x = {ans}' }
]
},
/* 5. (a·x)/b = c (дробный коэффициент) */
{
id: 'lin-coef-frac',
skill: 'linear-coef-frac',
title: 'Дробный коэффициент: ax/b = c',
grade: 7,
pick: { a: [2, 5], b: [2, 5], m: [-5, 5] },
require: 'm != 0',
derive: { root: 'b*m', c: 'a*m', cb: 'a*m*b' }, // root = b·m, c = a·m, cb = c·b
lhs: '{a}*x/{b}', rhs: '{c}',
display: '{a}x/{b} = {c}',
answerVar: 'x', answer: 'root', integerAnswer: true,
solution: [
{ note: 'Умножаем обе части на {b}:', tex: '{a}x = {cb}' },
{ note: 'Делим на {a}:', tex: 'x = {cb} / {a}' },
{ note: 'Ответ:', tex: 'x = {ans}' }
]
}
];
function get(id) {
for (var i = 0; i < GENERATORS.length; i++) if (GENERATORS[i].id === id) return GENERATORS[i];
return null;
}
global.TrainerGenerators = {
list: function () { return GENERATORS.slice(); },
get: get,
GENERATORS: GENERATORS
};
})(typeof window !== 'undefined' ? window : globalThis);