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AI能否替代传统奥数辅导?

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发表于 2025-6-8 19:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

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作者:微信文章
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AI能否替代

传统奥数辅导

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DeepSeek和豆包 深度实测

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匿名爸探索

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人工智能技术正快速渗透教育领域,部分产品宣称“AI秒解奥数题”,甚至暗示可以平替教师辅导。那么,这些承诺是否经得起推敲?AI到底是真厉害还是“伪学霸”?

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评测背景与设计

家长的期待与AI的承诺

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评测背景

1

家长辅导奥数的痛点:“费时、费心、费力”

辅导孩子奥数,只要亲自体验过的家长都知道有多难。靠谱的奥数老师不好找,不少家长被迫“自学成才”。

然而,某些奥数题目的解析往往晦涩难懂,家长自身可能也一知半解,辅导效果存疑。更不要说家长“费时、费心、费力”,孩子不一定能理解,还可能产生亲子矛盾,轻则导致孩子情绪紧张,重则影响亲子关系。

2

AI的解题神话:希望还是泡沫?

用AI强大的数据分析能力,能否进行奥数题目的辅导?

以下是我和家长沟通中,最常见的问题:

    AI的正确率有多少?能否匹配宣传?

    AI真能理解奥数思维,还是仅靠数据堆砌?

    高难度题目是否会被“降维打击”?

    AI做题是创新思考还是检索答案?

    哪家的AI更好用?




如何科学验证AI能力?

1

评测对象与题目选择

评测对象:主流AI工具“DeepSeek”(DS)和“豆包”,均使用网页版,避免功能差异干扰。

题目选择:

    高思导引:经典奥数题库,难度覆盖浅奥到深奥。

    北京某集训队讲义:新题+非公开,AI几乎不可能在互联网上找到答案。

2

评测维度

正确率、解题逻辑、模块能力、实用性。



AI的自我认知

1

自我评价对比

首先,我们先看下两个AI对自身水平的介绍,我问了它们同样的问题:

请问作为AI,如果做小学奥数题目,如果让你做高思导引难度的题目,你认为自己3星、4星和5星题目的正确率大概是多少?

奥数七大模块中,你自己擅长的模块有哪些?不擅长的有哪些?请用400字以内的文字回答。

关键结论列表对比如下:

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AI答复:(已折叠,详情请点击展开)

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2

矛盾点与评测重点

    “数论 vs 几何”之争:DS自称擅长数论,豆包则标榜几何,实际表现是否匹配?

    正确率是否有“水分”: 从数据对比上看,DS明显更“谦虚”,比如对于5星题,DS认为自己正确率不到一半,而豆包明显更“自信”,对高星题自信度远超DS,是实力悬殊还是盲目乐观?

    组合模块“全军覆没”:两大AI均承认组合题是短板,这与奥数竞赛的实际情况高度一致。


3

初步结论:AI的“承诺”存疑

假设AI的自我评价靠谱,如果对应择校,应具备北京“六小强”或者上海“一线理科班”择校水平;对应杯赛,应有稳拿一等奖实力。那么,他们的实力是否如自己所说呢?

现将实测结果提前揭晓:

“宣称正确率 ≠ 真实能力”,差距非常大!尤其在需要创造性思维的超越篇题目中,AI“翻车”严重,水平比不过高端班小学生。也许将来AI会进化得更优秀,但至少目前水平不够,还有很长的路要走。



AI给出的分析和答题过程非常长,如果全部截图看起来会很不方便,本文只截取了关键内容,如想看全部过程,复制文章的题目,发给AI即可。



AI的真实水平

3星题与高星题对比

3星题

正确率虚高背后的三大硬伤

3星题相当于《高思课本》《学而思秘籍》《举一反三》的最高难度级别,属于浅奥范畴。本人尝试了几个模块,AI正确率基本都在80%以上,总体上还是靠谱的,具体过程就不列举了。

不过,“答案对 ≠ 方法对”,AI的解题过程与奥数解法存在着明显差距。

硬伤1

方法偏差——解题逻辑与奥数思维脱节

案例:三年级“鸡兔同笼”题,要求用“假设法”,但AI死守方程。

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(三年级导引第17讲“鸡兔同笼二”)

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DS表现:生硬结合假设法与方程,步骤矛盾(类似学生“不懂装懂”)。

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豆包表现:标准假设-调整解法,中规中矩。

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核心问题:AI仅模仿“答案生成”,而非“思维训练”,与奥数教学目标存在差异。

一开始,两个AI都快速给出了正确答案,但都用的方程法,由于三导还没有学到方程,因此,我又和AI强调了:“请用小学奥数的假设法解这个题目”,再看一下两个AI的各自回复。

AI答复:(已折叠,详情请点击展开,仅展示部分答案)

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DS的回复非常有意思,从它的回复上看,是知道“假设法”的,但是理解的太狭隘,仅限于假设全是一种动物,因此部分步骤依然用的方程法。

个人感觉DS仅仅是知道假设法的“定义”,但是不会运用,硬着头皮用的方程法。

其实,孩子们学奥数也这样,如果不明白原理,只是学了一些皮毛,那么问思路也能说一些,但题目还是不会做。

豆包用了假设-比较-调整的常规方法,这个解法没有问题,非常标准的做法。

硬伤2

步骤繁琐(周期题暴力枚举)

案例:三年级“周期问题”,AI耗时列举所有可能性,而导引仅需余数性质推理。

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(三年级导引第7讲“周期问题”,本文选择第2问)

对比分析:

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结论:AI将奥数“技巧题”降级为“体力活”,消解题目训练价值,解法无参考性。

AI答复:(已折叠,详情请点击展开)

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本题不难,相比之下,AI的方法都是偏向于枚举法,导引的解析更符合传统奥数的思路,并且过程和计算都不复杂。

AI的思考方式与人类不同,因为计算机的算力非常强,对于AI来说,再大的枚举量都不是事,几乎都是瞬间完成;但对于人类来讲,更偏向于用技巧来解决。

所以我们有时看AI给出的解法,答案是对的,过程似乎也没有问题,但是,看起来很别扭,感觉无法参考,原因就在于此。目前AI依然不能完全模拟人类的思考方式,特别是小学生的。

硬伤3

误解题意(“相同数量师”引发歧义)

案例:六年级“不定方程”题,关键条件“抽调相同数量师”引发歧义。

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(六年级导引第8讲“不定方程”)



DS表现:二次审题后修正方程,模仿人类试错过程。



豆包表现:坚称题目“数据错误”,篡改题干强行自洽(如27.1万→27.2万)。



暴露缺陷:AI缺乏常识推理与语境理解能力,无法捕捉出题人意图。

AI答复:(已折叠,详情请点击展开,仅展示部分答案)

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豆包重新思考答复:

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本题属于应用题模块,难度只有3星,但是这个题中有一句话:“从两个集团军抽调了相同数量的师”可能会产生歧义。果不其然,2个AI开始都没有读懂,给出的不定方程都是:271=18x+16y,结果必然没有整数解。那么我们看看在这种情况下它们是如何应对的。

DS这个时候开始重新审题,意识到可能误解了题意,于是重新列出了方程并得出正确的答案。这个过程其实与人类的做题过程很像。发现题目无解,然后重新审题,检查过程,揣摩出题人的意图,直到最后做出来。说明DS不是纯粹从数学角度考虑问题,而是更加“灵活”。

而豆包的表现就非常有意思了:在发现无整数解之后,没有怀疑自己,而是怀疑题目有误!擅自将题目条件中的“27.1万”改为“27.2万”,然后得到了一个答案。

本人当然无法接受这个解法,又特别和豆包明确了数据无误,要求对方重做。然后豆包再次思考后,依然认为该题存在笔误,无解。



不仅仅是豆包,DS也出现过这种情况:对于给出的题目或者解析,如果做不出来或者无法理解题目解析,AI就会一直坚持题目或者解析存在笔误的情况,所以无法求解,坚持自己没问题!

4-5星题

正确率崩盘,AI遭遇“天赋墙”

到了这个难度,2个AI正确率很低,“高星题正确率不足20%”——组合、数论模块成重灾区,AI彻底暴露算法局限。

典型案例1

容斥原理题(五年级)

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(五年级导引第4讲“包含与排除”)

题目难点:需构造容斥关系并优化最值,依赖创造性建模。



DS表现:多次修正方程与验证,过程混乱(夹杂中英文),最终“蒙对”答案。



豆包表现:10秒内给出错误答案,且自信度高达95%(实际完全偏离思路)。



关键结论:AI在复杂逻辑链中缺乏全局规划能力,仅能局部拼凑解法。

AI答复:(已折叠,详情请点击展开,仅展示部分答案)

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这是一道计数模块经典题目,只要是涉及容斥原理的知识点,高端班必学。很多机构、杯赛根据本题改编出了N个变型题。那么2个AI的表现如何呢?

DS光是思考就花了好几分钟,总体思路是列一个不定方程求最值,再构造验证,发现不对,然后修正解法,再求最值,再构造验证……,经过好几次的修正,最终得到了正确答案,但是过程非常复杂(过程太多没法截图),并且解题过程中出现了部分英文内容,至于为什么会出现中英文混合的情况不得而知,大大降低了用户的体验。

相比之下,豆包则在几秒内就给出了答案,但都错了,这也是豆包的一贯风格。

典型案例2

抽屉原理题(五年级)

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(五年级导引第24讲“抽屉原理二”)

题目难点:需将实际问题抽象为数学模型,关键是找到周期并构造出抽屉。



DS表现:错误思路坚持“75%正确率”,被告知答案后仍无法逆向推导。



豆包表现:盲目构造“909人”分组,自称“逻辑完整”,实则漏算关键边界。



核心问题:AI无法理解“抽屉原理”的数学本质,仅机械应用公式。

AI答复:(已折叠,详情请点击展开,仅展示部分答案)

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本题属于组合模块,选择这个题目是因为:我预估AI必然会做错,但是我想知道,AI对于自己给出的答案有多大把握,另外在用户给出正确答案后,能否以此为线索,再做出正确的过程和结果。

本轮豆包自我评价是:解答的逻辑链条完整,构造方法合理,边界处理正确。若题目无隐藏条件或特殊限制,该解法应是正确的。正确率估计95%以上。

在我告诉豆包正确答案是910后,它进行了重新的分析,先得到了909的答案,AI发现对不上,然后进行修正终于得到了910,这和蒙也没有太大差别了。

DS虽然没有那么自信,但是依然认为正确率能在75%左右。事实上,DS的第1步就做错了,选择的方法完全不对,并且以我多年的数学学习经历,也没有看懂它的思路到底是什么。先是算了一个1144(自认为正确率低于50%),但又感觉不对,重新计算并调整成了889(认为正确率为70%-80%)。

在告诉AI正确答案是910后,DS依然思考了很久,尝试了各种方式也没有做出来,最终只能无奈放弃。表示接受正确的答案,但是自己没有枚举出来。



AI的能力边界

适用场景与致命短板



适用场景

1

计算巧算:唯一“无争议”的强项

我原以为AI只会硬算,但出乎意料的是,常见的巧算如“乘法分配律、裂项、大数巧算”——AI处理这类纯计算题游刃有余,步骤清晰标准。

典型案例:9+99+999+9999(分组补数)、111111×999999(多位数巧算)

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家长使用建议:直接交给AI验证结果,但需提醒孩子关注巧算思路而非答案。

2

应用题答案核对:结果可信,方法存疑

优势:在AI能够正确理解题目含义的前提下,方程解应用题正确率高,适合快速验证答案。

风险:AI默认使用代数法,可能掩盖奥数核心的逆向思维训练(如线段图、比例推理)。

操作指南:明确要求AI“用小学方法解题”,并对比解析逻辑。



不适用场景

1

行程问题:方法“超纲”反成干扰

AI做行程模块的题目,全是方程解法,也不画图,但是很多小奥行程题目都有巧妙的解法(如比例法、线段图示法、柳卡图等)。所以可以通过AI得到正确解,但若孩子直接模仿AI解法,又没有AI的计算能力,相当于邯郸学步,并且可能破坏机构教学的思维体系。

2

几何模块

问了DS它可以做的几何类型,回复如下:

    平面几何:三角形、四边形、圆的性质,全等与相似,角度计算等。

    立体几何:体积、表面积,空间直线与平面的关系等。

    解析几何:坐标系中的直线、圆、抛物线等问题。

    几何证明:平行、垂直、共线、共圆等证明题。

可以看出,全是中学的内容,所以小奥几何题目就不用发AI了。豆包的几何表现也不尽人意,这里不再赘述。

3

组合与数论:缺乏数学直觉

    组合模块:AI强行枚举替代构造,耗时且无逻辑提炼(如抽屉原理题)。

    数论模块:仅能处理整除、余数等基础题,无法灵活应用同余、费马定理。

这几个模块难度比较高,并且技巧性非常强,AI即使做简单题目,依然有很大几率是错的,即使做对了,但是方法也可能不是最优,“就像背答案的学生”——步骤机械,无法触及数学本质。



特殊技巧

1

用AI解释答案

    适用场景:当你有某个题目的解析,但是看不懂,可以把截图发给AI让它解释。注意,不是让AI做,是解释正确的答案!AI的学习能力很强,能快速看懂并给出不错的回答,这时候AI更像一个家教。

    操作方法:将标准答案截图输入AI,要求其转化为孩子能听懂的语言。

2

暴力穷举验证

    适用场景:复杂计数、组合题答案存疑时,用AI快速遍历可能性(如数独、数字谜、排列组合等)。

    局限性:仅支持答案范围明确的小型题目,比较复杂的题目也无法保证不重不漏。




总结与建议

AI的定位与教育本质



优势 VS 不足

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通过以上的评测可以看出,AI的水平远不到自己宣称的高度。

总体上:能解决1-3星难度题目,奥数水平大概相当于可以考入机构高端班型(如创新班)但非机构顶级班型(集训队)的小学生。

我让AI做了孩子所在高端班的阶段性测评,难题全军覆没,总分明显低于班级平均分。



AI解题的优势:简单题目的正确率很高,如果你家学的浅奥难度,AI还是可以胜任的。另外AI可以不厌其烦地回答任何问题,这是老师和家长不具备的优势,有的家长问3次就压不住火了,有的机构老师找他答疑就跟欠他钱似的。



AI解题的不足:对需要创造性思维的4、5星题(如数论、复杂组合),可能因算法限制无法提供最优解,非常容易出现思路偏差。在这种情况下,AI甚至还不如传统的搜题APP,虽然搜题APP的错误也很多,但至少都是从数据库里面查找的现成答案,不会像AI一样乱作一通并且还振振有词。

语言表述程序化,缺乏趣味化引导,过程基本没有兴趣可言。并且,无法通过表情或语气观察学生状态,难以判断其是否真正理解,无法提供情绪价值(彩虹屁)。

奥数的解题是非常讲究“技巧”的,有人认为“技巧”是一个贬义词,也有人认为是一个褒义词,我认为这是一个中性词,就看你怎么学。AI的算力快是最大的优势,但是创新能力不足,而作为人类,某些时候的“灵光一现”,反而是战胜AI的利器。



给家长的三条建议

1

答案核对器,而非解题老师

仅用AI验证结果,禁止孩子直接阅读AI解析,优先理解课堂方法。

2

设定使用边界

适合课后巩固、错题分析等对水平要求不高的场景。提供基础讲解,减轻家长辅导压力,高难度题必须求助教师。

3

人机协同,而非替代

用AI处理机械工作(如验算),比如用AI验证某些计数题目的结果,节省出的时间用于和孩子交流讨论。



长远视角:AI无法替代的教育本质

奥数学习的核心目标不是正确答案,而是培养孩子的数学思维和解决问题能力。在这一过程中,教师的引导和家长的陪伴至关重要。

教师能够根据学生的理解程度调整教学方法,通过提问和启发帮助孩子突破思维瓶颈;家长则可以在孩子遇到困难时给予鼓励,避免孩子因反复受挫而失去兴趣。

AI虽然能提供答案和解析,但无法像人类一样感知孩子的情绪变化。无法替代家长的陪伴与思维培养。

对家长而言,孩子是世上最难解的题,也是家长最想读懂的书。父母捧着这本永远翻不到终章的书,用一生的时光去理解,却总在某个瞬间发现:自己曾经写下的答案,又成了过时的注解。



读者互动


    你认为AI能替代奥数老师吗?

    今后你会使用AI解答奥数题目吗?

    如果AI解错题还坚持自己正确,你会怎么办?

    你在用AI辅导孩子时,还遇到过什么问题?



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