在教育信息化浪潮中，一线数学教师最渴望的，往往不是花哨的云端平台，而是一个真正懂教研、能离线、不绑架数据、且开箱即用的本地工具。今天要介绍的 MathBank，正是这样一个从高中数学备课实战中生长出来的“教研工作台”。
📌 它是什么？
MathBank 是一个完全本地化运行的轻量级半自动化数学题库与组卷排版系统。它不依赖任何前端构建工具，后端基于 Python + FastAPI + SQLite，前端就是纯 HTML + JavaScript——你甚至可以把它理解成一个“带智能大脑的 LaTeX 排版工厂”。
它的核心定位是：
- 题库管理：精细化管理题目，支持多维标签、难度分级、变式题组、双向细目表。
- 组卷排版：从题库中智能选配题目，生成高考级 A4 试卷，支持密封线、答题卡、19 题新高考模板。
- 教研辅助：集成 DeepSeek 等大模型进行解题推导、整卷拆解、TikZ 几何图形自动重绘，以及 OCR 公式识别。
下面是 题库研讨工作台 的实际界面，您可以在左侧浏览题目列表，右侧进行精细编辑和预览：
🧩 它解决了哪些痛点？
| 教师常见困境 | MathBank 的解法 |
|---|---|
| 📄 题目散落在 Word/PDF 中，难以检索复用 | 内置 SQLite 数据库 + 命令行极速检索（search_questions.py），支持按关键词、题型、难度、关联题检索 |
| 📐 LaTeX 公式和几何图形排版门槛高 | 内置 KaTeX 实时预览 + XeLaTeX 高考级编译引擎，自动处理 exam-zh 宏包，TikZ 代码秒级渲染 |
| 🧠 组卷费时费力，难控难度与知识点覆盖 | AI 智能组卷融合双向细目表与难度阶梯分布，一键推荐最优题目组合 |
| 🔄 教材大纲变更，历史题目分类混乱 | 原生内置人教A/B版、苏教版大纲，切换时自动增量对齐，实现“无感迁移” |
| 🖨️ 试卷排版与 LaTeX 源码脱节 | A4 Live Preview 仿真画布，所见即所得，修改标题、留白、插图位置后同步生成 LaTeX 并支持一键导出 PDF |
| 📷 纸质试卷/教辅资料数字化困难 | 多通道 OCR（硅基流动 / 阿里百炼）支持公式和手写体识别，并可自动拆解 PDF 试卷 |
| 🔐 数据安全与隐私顾虑 | 完全本地运行，所有数据（数据库、插图、配置）均存于本地，不上传任何教学资源 |
🚀 快速上手（三步走）
1️⃣ 环境准备
- Python 3.8+（推荐 3.10）
- LaTeX 编译环境（用于 PDF 生成）：
2️⃣ 获取代码
git clone https://github.com/JudgePeach/math-question-bank.git
cd math-question-bank3️⃣ 安装依赖并启动
pip install -r requirements.txt启动方式（任选其一）：
- macOS：双击
启动题库系统.command - Windows：双击
启动题库系统.bat - 命令行：
python -m uvicorn main:app --reload，访问http://127.0.0.1:8000
💡 不想折腾环境？ 直接前往 Releases 页面 下载对应平台的便携包（Windows 或 macOS），解压即用，内置 Python 运行时。
⚙️ 配置 API 密钥（开启 AI 能力）
MathBank 的 AI 解析、解题、TikZ 重绘等功能依赖外部大模型 API。你需要在启动项目后，点击网页右上角的 齿轮⚙️（设置） 按钮，填入以下密钥：
| 功能 | 推荐服务商 | 获取方式 |
|---|---|---|
| AI 解题 & 智能组卷 | DeepSeek | DeepSeek 开放平台 |
| OCR 公式识别（首选） | 硅基流动 (SiliconFlow) | 专属注册链接，推荐 Qwen/Qwen3-VL-8B-Instruct |
| 高级 TikZ 几何重绘 | 中转站 A（RightCodes）或 B（PackyAPI） | 分别适用于 GPT-4o 系列和 Claude 系列，链接见项目 README |
所有密钥仅保存在本地的 .env 文件中，不会外传。
🧰 核心工作流一览
📚 题库研讨工作台
- 手动录入：支持 LaTeX 公式（KaTeX 实时渲染）、插图上传、TikZ 代码。
- AI 辅助：一键调用大模型生成解题步骤，或通过 OCR 识别图片中的公式自动填入。
- 多维度管理：四档难度（易错/常规/挑战/强基）+ 自定义 Tag + 题组关联（变式/子母题）。
- 多大纲共存：切换人教A/B/苏教版时，题目分类自动镜像对齐。
📝 组卷排版工作台
这是 MathBank 的另一大亮点——从题库中挑选题目，实时预览 A4 试卷效果，并可一键导出 LaTeX 源码或直接编译为 PDF。您可以看到密封线、卷头、答题留白等全部高考级排版要素：
- 智能组卷：按知识点、难度、题型等条件，AI 自动挑选最适配的题目组合。
- A4 Live Preview：1:1 仿真画布，支持密封线、主副标题、注意事项框、解答题留白微调。
- 灵活排版：插图可置于题干右侧、居中或右下角，拖拽卡片调整题目顺序。
- 一键导出：生成标准
exam-zh模板的 LaTeX 源码包（.zip），或直接编译为高清 PDF（0ms LRU 缓存，相同试卷秒出）。
🔧 实用运维脚本
- 终端检索：
python search_questions.py -q "导数"快速查找题目。 - 数据清洗：
migrate_fillin.py统一填空题下划线规范；migrate_choice_parentheses.py自动去除选择题题干末尾空括号。
🖥️ 部署与运行环境
MathBank 设计为单机本地服务，无需公网服务器，推荐运行在教师个人电脑上：
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 操作系统 | Windows 10/11, macOS 10.15+ (Intel/Apple Silicon) |
| Python | 3.8 ~ 3.11（推荐 3.10） |
| 内存 | 最低 2GB，推荐 4GB+（AI 调用时依赖网络，本地无额外负担） |
| 硬盘 | 约 500MB（含依赖库，题库数据随使用增长） |
| 网络 | 仅当使用 AI/OCR 功能时需要联网，其余操作完全离线 |
| LaTeX | 必须安装（否则无法生成 PDF，但源码导出不受影响） |
✅ 便携包用户无需单独安装 Python，但 LaTeX 仍须自行安装。
📂 数据与备份
所有用户数据均存放在本地，升级或迁移时只需备份以下内容：
*.db（题库数据库）.env（API 密钥）data_backup/（自定义维度与章节配置）static/uploads/（上传的插图）
项目已通过 .gitignore 排除这些文件，执行 git pull 升级时不会影响你的数据。
🧪 单元测试与稳定性
项目附带 Pytest 隔离测试（使用内存 SQLite）：
PYTHONPATH=. pytest tests/🌟 总结
MathBank 不是另一个“在线教育平台”，而是一个属于教师自己的本地工具箱。它将 LaTeX 排版的工业级精度、AI 的智能辅助、以及一线教研的灵活需求，糅合在一个极简的桌面应用中。
无论你是想系统化整理历年真题，还是快速生成一份高质量的周练试卷，亦或是尝试用 AI 辅助几何图形绘制——MathBank 都能让你少一些琐碎，多一些专注。
立即尝试：
GitHub 仓库：JudgePeach/math-question-bank
Releases 便携包：下载页面
📖 项目采用 AGPLv3 开源协议，欢迎 Fork、提 Issue 和 PR，一起打造更懂数学教师的教研利器。
