260927和AI一起做产品:工程制图学习助手诞生记

一直记得一次课上，我正在给学生讲平面切割立体，讲到切圆柱。

我很自然地说，平面切圆柱，截交线可能是圆、椭圆和矩形。

这个结论不知道我说过多少次了。在我看来，这几乎是不证自明的事情。我从来没有想过，竟然会有人不理解。

就在那天，一个坐在第一排的小男生挠着自己的后脑勺，皱着眉头，自言自语：“怎么会切出矩形呢？”

我听到了，望着他说：“用平行于中心线的平面切，就是矩形。你想想，是不是这样？”但他似乎还是一脸困惑。

我也没有再继续解释，问了他一句：“在家切过菜吗？”

小男生更加困惑地朝我摇摇头。

我说：“今天回去买根黄瓜，回去切切看。”

我不知道后来他有没有真的买黄瓜，也不记得他后来到底有没有弄明白。但那张困惑的脸，却一直留在我的脑海里。

后来我经常想，如果一个学生面对一个在老师看来“不证自明”的结论，真正的问题究竟在哪里？

也许不是他不会，而是我们没有给他一个能够“看见”的方式。

一次聊天，开始了一个想法

其实办公室里一直有很多模型，各种三维建模软件也能够很直观地展示立体。

但如果目的是帮助学生学习画法几何，真正困难的并不是“看到一个三维模型”，而是让学生理解：

空间中的对象发生变化以后，它在投影面上的投影为什么会这样变化？

这件事情，我一直没有找到特别好的办法。

直到去年的寒假。

那段时间，我在家里和 ChatGPT 聊起一个想法：能不能做一个东西，让学生通过拖动手机屏幕上的点、线、面，直接看到空间中的对象和投影图之间是怎样对应的？

我并没有一开始就想得特别清楚，只是不断地描述脑子里的想法。

让我惊喜的是，ChatGPT 竟然慢慢理解了我的意思。

第一个版本很简单：空间中的一个点，以及它在投影面上的投影。学生拖动投影图上的点，空间中的点也跟着发生变化。

点的投影规律，就这样变成了一个可以“拖一拖、看一看”的东西。

很快，直线的投影也做出来了。

可是到了平面和立体，就没有那么顺利了。ChatGPT经常错误地理解我的意思，怎么改都不太对，产品也就卡在那里。

后来我又装了 Grok，让它接着做。

最终，点、线、面，以及平面切割立体这些功能，算是都做了出来。可以演示，但几乎没有办法继续修改——改掉一个问题，往往又会产生新的问题。

于是，这个版本最后成了一个“演示品”。

我偶尔拿给同事们看看，大家觉得挺有意思，但离真正给学生使用，还有很长的距离。

Codex，让它真正变成了一个产品

真正的转折发生在今年暑假。

去看小妞的时候，我带着笔记本。小妞说她的电脑太卡，想试试我的电脑，就在我的电脑上给我装了 Codex。

闲下来的时候，我也开始尝试。

这一次，我换了一种方式。

我先跟 ChatGPT 聊需求，把脑子里那些模糊的想法，一条条变成比较明确的产品需求；然后再把这些需求交给 Codex 去实现。

没想到效果出奇地好。

很快，一个可以在手机上演示的 Web 版本基本实现了我想要的功能。

8月底，和小妞从英国回来以后，我开始真正坐到电脑前，把这件事情当成一个产品来做。

一轮一轮地修改，一轮一轮地测试。

慢慢地，它有了现在的样子。

从“点”开始

产品最初的想法非常简单：

让学生通过手机上的互动，理解投影规律。

所以第一个真正做起来的功能，是点的投影。

空间中的点投影到投影面上，学生通过拖动投影图上的点，可以看到空间点随之变化，也可以看到投影连线与坐标轴之间的关系，以及三个视图之间的投影对应关系。

为了帮助学生理解，我还把一些特殊位置的点单独列了出来，比如投影面上的点、投影轴上的点。

我的设想是，上课的时候，我讲到某个知识点，学生可以随时拿出手机，自己拖一拖、看一看。

知识不是靠老师反复告诉他，而是在自己的操作中慢慢进入脑子。

直线、平面的投影也是类似的思路。

拖动其中一个点，观察整个空间对象和投影图的变化；特殊位置的直线、特殊位置的平面，也都可以直接看到。

真正比较难的是平面切割立体。

最开始的时候，我自己也只有一个模糊的想法。后来一点一点把它变成具体的功能，直到能够拖动切割平面，让切割平面发生角度变化、上下移动，观察截交线随之发生的变化。

到了这个时候，我才觉得，原来课本里那些比较抽象的内容，真的可以变成一个可以操作的东西。

最初产品是网页版。

我录了一段视频，发给同教研室的老师们看。汪老师发现了投影连线方面的问题。

这反而给了我一个很好的机会。

我把产品里的各种表达方式重新和教材逐一对照，尽量保证产品中的表达与教材完全一致。

后来考虑到学生使用的便利性，最终决定把它做成微信小程序。

8月27日，小程序体验版发布，开始在老师和部分学生中试用。

试用过程中，又不断收到新的反馈。

王硕同学就跟我说：“要是把立体的投影也能做进去就好了。”

我当时第一反应是：这个比较难。

但还是忍不住又去和 ChatGPT 聊了一下。把功能一点点说清楚，形成比较明确的功能规范，再交给 Codex。

没想到，很快就做出来了。

就这样，测试、修改、再测试。

那几天基本上每天都在迭代一个版本。

到了 0.5.0，核心功能基本冻结。

9月9日，产品正式上线。

我后来大概看了一下，Codex 使用的token 已经接近5亿。

而此时的产品，已经基本按照教材的知识顺序，把画法几何中的点、线、面、体的互动都做了出来。

从一个互动工具，到“AI教师”

初代产品发布以后，我和 AI 的互动也越来越流畅。

除了 ChatGPT 和 Grok，我又陆续开始使用 WorkBuddy、千问、豆包。

不同的工具承担不同的工作。

而我的脑子里，产品的样子也开始慢慢变得复杂起来。

我开始想：

如果它不仅能够让学生“看”，还能够回答学生的问题呢？

如果它能够真正像一个老师一样，根据学生的问题进行解释呢？

于是，后面的 AI 教师和教师后台也慢慢做了起来。

AI教师最初是用 WorkBuddy 梳理、提炼我这些年的教学课件和教学要求，形成 AI 教师的基本规范，再让 Codex 开发 AI 教师模块。

教师的头像，直接用了我的微信头像。

教师后台则开始尝试做班级建立、学生名单录入和学习管理。

真正做起来以后，我发现，技术只是其中的一部分。

很多问题都是在开发过程中才意识到的。

比如：

什么是用户？

哪些人是真正的学生？

教师、测试人员、演示人员应该怎样区分？

哪些数据可以用于分析学生学习情况？

最初没有做这些区分，所有人的操作都会被记录下来。

后来我慢慢意识到，如果测试数据、教师演示数据和学生真实学习数据混在一起，那么所谓的“学习过程分析”其实没有什么意义。

于是又开始定义测试身份、教师演示身份，尽量保证只有真实学生的学习数据才进入后续的学习分析，用来帮助我继续优化产品。

这也是我以前没有想到的事情：做一个教学产品，不只是把功能做出来，还要逐渐建立起对“真实使用”的理解。

让 AI 教师真正真的像我一样给学生讲题

再后来，我又想到一个问题。这些年我其实录了很多教学视频。为什么不把它们利用起来？

于是我用千问把这些年的教学视频重新进行了转写，逐渐形成知识库。再把知识库和 AI 教师连接起来。

这样，当学生提出一个问题时，AI教师不仅可以回答，还可以在过去的教学视频中寻找相关内容。如果有合适的视频，就把视频讲解一起提供给学生。

昨天晚上，中秋节的前夜，产品更新到了 1.1 版本。

这一版除了继续优化一些使用细节，更重要的是，给学生提供了相对完整的 AI 教师功能。学生可以直接拍一道习题给 AI 教师，也可以像过去一样，通过文字提问。

但是，它现在还没有办法完全开放。

因为 AI 教师背后需要调用大模型，而调用大模型是要花钱的。到底以后会花多少钱，我现在还没有真正的概念。所以目前只能先控制使用范围。

现在 AI 教师主要开放给已经录入个人信息的学生，目前主要是安徽建筑大学本学期学习这门课程的学生。注册的时候需要填写学校、姓名和学号，系统会与数据库中的名单进行匹配。不在名单里也没关系，画法几何互动学习并不影响。

拍照提问目前每天限制两次。不是因为技术上只能做两次，而是因为我得先看看这件事情到底要花多少钱。

视频讲解目前也只开放了画法几何部分。机械制图部分的视频我暂时还没有全部上传，因为云端存储和调用也有成本。

做产品，除了想象力，还要面对现实。

我让千问为我做的产品宣发视频：

第一代产品，还远没有结束

产品做到现在，我脑子里的想法反而越来越多。

但我越来越觉得，做产品必须有“冻结”的概念。

什么都想做，最后很可能什么都做不好。

所以目前，我把：画法几何互动 + AI教师作为本学期提供给学生使用的第一代产品。在真实的学生使用过程中继续迭代。

至于第二代，我已经开始有了一些想法。我希望它能够真正成为一个意义上的AI教材。不是简单地把教材电子化，而是把系统的知识结构真正纳入产品，让教材、互动工具、知识库和AI 教师之间形成一个整体。

AI教师也还需要继续升级。一方面继续完善自己的教学知识库，另一方面也在考虑数字人，希望把现在的文字回答和视频讲解进一步融合起来。

还有一个一直想做的功能——尺规绘图。这个功能其实已经尝试做了一点，但很快发现比想象中复杂，所以没有急着塞进第一代产品。

如果进展顺利，希望能够在第二代产品里把它真正做出来。

AI究竟改变了什么？

到现在为止，DeepSeek 的token 使用量已经超过20亿。

腾讯云、千问等各种费用加起来，大概也就是两三百块钱。

我的基本原则一直很简单：

能用免费的就尽量免费，实在不行，就开最基础的会员。

所以这并不是一个花了很多钱做出来的产品。更准确地说，这是我在 AI 的帮助下，不断试错，持续迭代出来的东西。

通过做这个产品，我对“AI赋能”有了真切的体验，AI真的为我这个不会写代码的老登赋能了！

AI真正让我感受到的，并不只是它能够替我写多少代码。

而是以前一个普通教师脑子里的一个想法——

“如果学生能够自己拖一拖，是不是就能理解这个东西？”

可能永远只是一个想法。

现在却可以真的把它做出来。

从一个点，到一条线，再到一个平面，再到一个立体；

从一个互动工具，到一个 AI 教师；

再到未来可能成为一个真正意义上的 AI 教材。

这一切并不是一开始就设计好的。

它更像是一边走，一边看，一边试，一边修正。

而最初推动我开始走的，其实还是那个很多年前课堂上的小男生。

他皱着眉头问我：

“怎么会切出矩形呢？”

也许做教师这么多年，真正值得记住的，恰恰就是这些时刻。

因为当一个学生真的没有听懂的时候，我们才会突然发现：

那些我们认为“不言自明”的知识，对学生来说，也许正是最需要被重新解释的地方。

而我做这个“工程制图学习助手”，说到底，也只是想把这种“重新解释”做得更直观一点。

让学生少一点困惑。

让空间想象变得可以看见、可以操作、可以自己发现。

这可能就是我做这个产品最初的原因，也是现在还在继续做下去的原因。