【睡前消息986.5】修复亲子关系 让千问AI辅导作业
评测千问AI做中学理科教学助手的能力。
今天11月份，阿里巴巴基于自己的千问大模型，把开源积累的成果提供给普通消费者。过去几年，千问出现在中文互联网新闻，基本上都和海外市场有关系。比如说新加坡的人工智能大语言模型，抛弃了某套方案，选择了用千问。或者日本企业开发自己人工智能，也把千问当成基底进行二次开发。在外媒报道里面，千问经常胜过ChatGPT，成为美国很多中小企业的首选。
今天，千问又做了一次更新，提供了学习大模型功能。这种专门服务中国家长的功能，在AI软件层面还是第一次。
千问AI：新一代家庭教育助手
按官方宣称，千问的学习模型主打功能是拍照答疑，融合了全球30多个国家考试体系和真题，可以给孩子解读知识体系和答题技巧。
另一个功能也符合中国家长管理孩子作业的习惯，作业批改。从小学到高中，所有全学科的作业都可以整页批改。印刷体的题目，孩子的手写体都可以识别。AI打完分，讲完题，还可以诊断学习的薄弱点，甚至可以让千问再出一套试题，重点提升。
就我个人层面来说，能够辅导学习的AI大模型非常重要。作为一个中学生的父母，我和很多观众一样，需要随时捡起中考和高考的经验给孩子讲解问题，但这就会遇到三个障碍。
首先，我是20世纪参加高考的，时间都过去一代人了，重新捡起来未免手忙脚乱。其次大家都知道，会做题不一定会讲题。或者说，孩子需要的并不是你用自己的理解把具体的难题做出来，而是分享背后的逻辑，帮他去对付其他问题。这就是师范类专业存在的理由，我没有读过师范，并不是个好老师。
第三就是时间问题了，把自己的逻辑放下，去靠拢另外一个人的思考方式，再把两套逻辑合并，哪怕是对自己的儿子，这消耗时间也有点太多了。
市面上有一些主流的拍题答疑软件，我自己也试用过，但是都不太满意。就拿题库来说，现在很多中学生试题不一定来自公开的题库，还有可能是学校老师自己写的，搜题准确度就不算高。一些AI软件也提供了答疑功能，但是经不起反复提问，讲得也不是容易出偏差的。学生还要重复提问，反而拉低了做题的效率。
物理学科辅导能力评测
所以我选择了评测这个千问拍题答疑，看看能不能帮我分担一些精力，尤其是提供超越具体题目的答疑能力。
比如说，我先用一个典型的物理结构测试，看看千问对高考的理解怎么样。这是我提问的草图，问题是：手持一个重物A，下端连接一个弹簧，弹簧另一端是重物B，A和B的质量一样，松手的时候会发生什么现象？
千问应该是使用了大量的中国义务教育题库训练，立刻就意识到这可以分解成两个高考题型。千问回答的第二步，就知道要把松手瞬间单抓出来分析。
它的结论是：松手瞬间的现象，A会以2G的加速度向下加速，B由于合力为零，加速度为零，暂时不动。这就是典型的高考选择或者判断题了，让学生判断放手瞬间，两个物体的运动趋势。
然后，我们看看千问的后续运动分析。整个系统将围绕平衡位置做简谐振动。由于A和B质量相同，弹簧连接，这相当于一个垂直的弹簧振子系统，但是初始条件特殊。
千问已经意识到了，一旦自由释放，AB接受同样的重力加速度影响，接下来的相对运动就是弹簧主导的简谐振动了。简谐振动的正弦曲线叠加在匀加速运动上，可以出很不错的解答题。
让我更满意的是，除了划分运动阶段，提供不同题型的解题之外，它也给出了类比理解和最终答案。这就超越了普通做题家的思路，也有耐心对学生给出通用化的指导。尤其是最后一句总结，体现了弹簧力不能突变特点，我很佩服。
既然谈到了简谐振动，这也是我们的高中教材故意压制学生的思考深度，制造了复杂提醒的地方。我来让千问回答一个中学思考过的问题，看看它怎么说。我的问题是：单摆明明是圆弧运动，为什么课本和大多数题目都称其为简谐振动？可以看到，千问给出了四个层次的回答和一个引导性的总结。这四个标题分别是：一、单摆的真实运动方程，二、小角度近似，三、为什么课本和题目都这么处理，四、大角度的时候会发生什么。
最后的补充还提到了椭圆积分的真实解读。看到这里，我只能对AI说一句：自愧不如。或者说，我不仅想拿它教自己的孩子，甚至还想让当年的自己也能够用上这套AI。
好的AI应该不只是就是论事，还要应付学生随时开脑洞的问题。所以我暂时就不管孩子了，把当年我用了几天时间才想清楚的一个中学物理问题拿来问AI：为什么电磁振荡公式和简谐振荡公式有形式上的相似性？为什么振荡图像都是一个正弦曲线呢？
大家可以自己试试AI是怎么回答的，这里我只读它给出的三句话。
所以，只要一个系统的行为由加速度或二阶变化率，与当前状态成正比且与方向相反这一规律支配，它的响应就必然是正弦振荡。
正弦函数之所以普遍，是因为它是线性时不变系统对自然振荡模式的响应。任何偏离平衡的小扰动，只要恢复力与位移成正比，即满足胡克定律或其等效形式，就会引发正弦振荡。
这种相似性不仅美丽，而且实用。它让我们可以用电路模拟机械系统，用机械类比理解电磁现象，体现了物理学的统一性和数学的普适理念。
作为曾经的国家物理竞赛一等奖获得者，我在现实中没有见过比千问更好的物理老师。
数学学科辅导能力评测
说了这么多物理话题，我换个科目再试试AI。这次我要找一点当年的中学课本没有的东西。现在人教版高中数学，选择性必修第二册，最后一个大知识点是：一元线性回归方程。
放到20世纪，线性回归处理数据是大学才有的内容。我就直接截取了一段没头没尾的教科书文字，让AI做出中学水平的解释。千问认出了这段话的意思，给我的回答是：
为了找到最好的直线，我们不直接看距离，而是把每个点的误差平方后加起来。这样可以避免正负抵消，然后选择让这个组合最小的那条直线。这种找直线的方法叫做最小二乘法，是中学数学或初中物理中常见的一种拟合方法。
这确实是符合中学生理解能力的一段话，但是我认为不够完全，决定替30年前的我追问一句：如果取平方是为了避免正负偏差抵消，我取四次方、六次方，效果会怎么样？
千问给出的回复让我感叹：中学教师如果不努力，被AI取代的日子可能很快了。这里我读其中一段：这会带来什么问题？一个点会被坏数据绑架。如果有一个点是测错了，比如说仪器故障，用四次方或者六次方，会让整条线拼命去靠近这个错误点，反而忽略了大多数正常数据。
对大误差太敏感。现实中数据总有一些小波动，平方已经能够适当惩罚大误差，而高次方会模型变得神经质，稍微偏一点就被当做天大的事。
结果不稳定。换一组类似的数据，可能拟合出完全不同的直线，因为高次方放大了随机噪音。
它还自己给我填了个问题：那有没有人用四次方、六次方呢？然后它自问自答：有的。在某些特殊场景下会用，比如：已知数据几乎没有异常值，特别希望严格压制大误差，比如说航天、精密制造，用计算机做复杂优化时。但这些属于高级应用，而且通常有更专业的损失函数，不只是简单四次方。
它也给出了类比理解，告诉我：想象里的拔河，平方是每个人按体重出力，很合理。四次方体重重的人，力气变成体重的四次方，一个胖子等于十个瘦子。结果，队伍的胜负完全由最重的那个人决定，其他人白努力。你希望这样吗？一般不希望。所以平方是一个刚刚好的选择。
AI在家庭教育中的社会意义与展望
总而言之一句话，无论家庭辅导还是课堂教学，千问在中国都已经超越了大多数成年人，更不要说未成年人。早一点用起来，解决自己的精力问题，可以提高教育效果。
这次试用千问的学习大模型给了我另外一个启发。最近的小红书和抖音有一个固定题材，可以获得很高的点赞。这类短视频内容都差不多，父母给孩子讲作业，结果怎么讲孩子都不懂。最后只能以父母发脾气结尾。视频内容可能是摆拍，但是题材肯定来自父母的普遍教育焦虑。
以我的经验，家长脱离应试教育以后，就算是某个学科专家教授，也很难具备讲题能力。甚至可以说，绝大多数家长根本就不懂怎么讲题。如果财力允许，父母都会给子女报名补习班，甚至请一对一的家教。至于说本来就没什么钱的父母，可能绝大多数情况都和网络上的搞笑视频一样，父母是越讲越生气，孩子越听越委屈。
这里我们回顾一下睡前消息308期的观点：商业化的补习班之所以长期存在，一个重要理由是相对公立教育更灵活。好的补习机构并不是把所有的孩子集中到一起刷题讲解，而是根据不同层次的学生提供不同的培训模块，乃至个性化服务。排名靠前的学生可以提前学习更深的课程，研究一些复杂题型。排名靠后的学生可以复习之前的的基础知识，巩固一些常识。到了公立学校，类似的服务完全依赖于教师的自觉性和额外劳动，非常不可靠。所以家长愿意花钱去购买课外培训。
当时我说，想要家长能够接受分层教育，那就需要国家拉平各个学校的教育水平，给每个教学层次都配备了高水平教师。要实现这种管理效果，显然需要付出大量成本。千问提供的学习大模型有了一个完全不同的实现路径。不只是家庭教育，就是公立教育也应该全面使用AI，增加个性化的服务。
平时我们这些孩子是每天在学校里面刷题，如果让他们也有机会使用AI工具，就算只是用来解题、答题，这个跟千问的互动过程也算是一种学习。更进一步来说，如果AI发展肯定要端掉一部分人的饭碗，那么优先减少教培行业岗位，让这些精英做的人家能够去做点更有意义的事情，对全社会都会更好。