concept-exercise-generator

概念演習ジェネレーター

特定のトピック、概念、手法、導出、または論文について、理解度を確認する段階的な演習問題を作成します。出力は2つの独立したファイルに分かれているため、学習者はまず問題に取り組み、その後で解答を確認します。この形式は、先に解答を見てしまうという失敗を防ぐためのものです。

このスキルが作成するのは、レッスンではなく評価です。flow-learn-new-topic と flow-deep-understanding は、学習者が実際に合格したことを確かめるための終了ゲートで、このスキルを使います。合格したと単に断定するためのものではありません。

使用する場合／しない場合

• 学習者が教材を学び終え、知識の定着、仕組み、推論、または応用力を試したい場合に使用してください。
• 学習フロー内のゲートチェックとして使用してください。
• 概念を初めて教える目的では使用しないでください。その場合は professor-mentor-technical-teaching を使用します。
• 研究実験やベンチマークの設計には使用しないでください。その場合は experiment-design ／ benchmark-and-baseline-selector を使用します。

生成する前に：演習の根拠を確認する

根拠のない演習では、トピックの幻覚による誤った理解を試すことになります。以下の情報を集めるか、すでに手元にあることを確認してください。

• テストする概念。具体的に記述してください（「Transformer」ではなく、「スケールド・ドット積アテンションと、なぜスケーリングするのか」）。
• 学習者が実際に学んだ教材。論文、講義、教材の内容、例題などです。演習は、学習者が読んでいない一般的な教科書ではなく、その教材をもとに解答できるものでなければなりません。
• 現在のレベル。初学者、論文を読めるレベル、または実装できるレベルです。これによって、演習段階の中心を決めます。
• 目標とする深さと所要時間。15分のセルフチェックなら約4問、全段階を網羅する習熟度チェックなら8～12問です。

教材が見つからない場合は、生成する前に提供を求めるか、上流の教材作成結果から取得してください。問題を作るために事実をでっち上げてはいけません。

難易度の段階

難易度は4段階で、易しいものから高度なものへ進みます。詳しい説明、動詞、分野ごとのテンプレートは references/difficulty-ladder.md と references/exercise-templates.md にあります。選択式問題の誤答選択肢や直感に反する問題には、references/assessment-design-principles.md を使用してください。概要は以下のとおりです。

段階	名称	評価する内容	動詞の例
1	想起と認識	用語、定義、分類	定義する、特定する、述べる、対応づける
2	適用と計算	単純な例での仕組み	計算する、追跡する、予測する、代入する
3	分析と比較	理由、機能しなくなる条件、トレードオフ	対比する、診断する、根拠を示す、選択する
4	構築・導出・検証	応用力	導出する、反例を構成する、批評する、変形案を設計する

段階1～2だけをクリアした学習者は、その手法を説明し実行できますが、まだ理解したとは言えません。真の理解が表れるのは段階3～4です。短い問題セットでも、必ず段階3以上の問題を少なくとも1問含めてください。実際に理解度を確認できるのは、その問題です。

プロセス

1. 範囲 — 概念、資料、レベル、予算（上記）を確認します。
2. 配分を決める — 予算と深さの目標に基づき、各ティアの問題数を選びます。デフォルトは references/difficulty-ladder.md にあります。学習者のレベルを中心にラダーを組み立てますが、必ず1つ上のティアまで到達させます。
3. 問題を作成する — 1問につき概念は1つにし、曖昧さをなくして、資料から解答できるようにします。それぞれに [Tier N · concept] を付けます。ドメイン別のテンプレート（概念、数学・導出、コーディング、分析・批評）を references/exercise-templates.md から使用します。選択問題を使う場合、すべての誤答選択肢には既知の誤解を反映させ、学習者がどの誤ったモデルを持っているかを診断できるようにします。ランダムな誤答は使いません。直感的だが誤った近道が魅力的なトピックでは、意識的な確認を促すCRT形式の検証問題を1問含めます。
4. 解答を別途作成する — 各問題について、解答、手順を追った推論、自己評価ルーブリック（「理解できている場合は…」「よくある誤り」）、不正解だった場合に復習すべき内容を示す再確認先を記載します。形式は references/solution-and-rubric-format.md を参照してください。
5. 2つのファイルを出力する — 問題と解答を決して混在させません。
   • exercises.md — 問題のみを番号付き・ティア付きで記載し、冒頭に指示を付けます。
   • solutions.md — 対応する番号で、完全な解答、ルーブリック、再確認先を記載します。
6. 自己検証の手順を学習者に伝えます（下記）。

出力：2つのファイル

exercises.md は、学習者に使い方を伝える短いヘッダーから始めます。

# Exercises — <topic>
Attempt every problem before opening solutions.md. Write your answer down; a vague
mental "yeah I know this" is the thing these problems exist to catch. Then score
yourself against the rubric in solutions.md.

1. [Tier 1 · <concept>] <problem>
2. [Tier 2 · <concept>] <problem>
...

solutions.md は、番号を完全に一致させます。

# Solutions — <topic>

1. [Tier 1 · <concept>]
   Answer: ...
   Why: ...
   ✅ You've got it if: ...
   ⚠️ Common wrong turn: ...
   ↩ Revisit if missed: <concept / section / stage to restudy>

自己検証の手順（学習者に伝える）

1. すべての問題に取り組み、solutions.md を開く前に解答を書き留めます。
2. 各解答をルーブリックに照らして正直に採点します。ティア3～4の問題で惜しい解答は不正解です。
3. 不正解をすべて再確認先に対応付け、解答を読むだけでなく、その内容を復習します。
4. ゲートルール： 理解が確認されたとみなされるのは、ティア3以上の問題に独力で正解した場合のみです。ティア1～2をクリアしただけなら、先に進まず復習が必要です。

引き継ぎ

• 学習者が問題を間違え、再指導が必要な場合 → professor-mentor-technical-teaching。
• 計算上の最小ケースに誤りが集中している場合 → theory-to-toy-cases。
• ティア4の批評・導出によって資料自体に実質的な欠落が明らかになった場合 → gap-finder または theorem-and-claim-audit。
• 学習フローから呼び出された場合 → ティアごとの合格・不合格の結果をオーケストレーターに返し、次の段階を判断できるようにします。