论文

探索生成高质量数学可视化教具的智能体工作流

Exploring Agentic Workflows for Generating High Quality Math Visual Aids

智能体系统Agent 架构与控制循环Agent Harness

摘要

数学图形在K-12教育中扮演关键角色:既是题目组件,也是学生理解的脚手架。但当前AI工具(包括大语言模型)即便给出详细描述,也难以可靠生成准确且符合教学法的视觉图形——中学数学图形的可靠生成仍存在显著空白。为此我们引入一个智能体工作流:使LLM智能体能够评估生成视觉的质量,并利用该反馈迭代改进输出。这一自改进回路旨在提升AI生成图形的准确性与教育适宜性。研究考察两个问题:其一,给定视觉质量的具体标准,LLM能否准确为一个可视化教具生成质量保证问题;其二,给定有效的质量保证问题,视觉语言模型能否有效评估生成的K-12视觉教具并利用反馈迭代改进。我们对工作流开展探索性评估并识别关键改进方向:更强的空间推理,以及生成质量保证问题中对图形特征更全面的覆盖。结果为该方法能提升AI生成数学图形的可靠性与教育价值提供初步证据。

探索生成高质量数学可视化教具的智能体工作流:论文配图
图 1:来自 Illustrative Mathematics 的示例基准图。这是相关的学生任务陈述:这朵花由黄色六边形、红色梯形和绿色三角形组成。写出句子来描述构成该图案的形状的比例。此花朵图案的两份副本中每种形状有多少个?