v2.4.3 · AI Native Math Learning

从一道题开始完成一次真正的学习

MathMate 面向中小学与大学阶段,把拍题识别、全链路 LaTeX 公式、分步推导、动态图形、自由组卷和六维能力画像放进同一套 Android 与 Web 学习工作台。

理解题目拍照、上传或文字输入
走完推导分步解答与多轮追问
看见关系GeometryJSON 动态呈现
练习复盘组卷、评分与错题解析

AK完全队 · v2.4.3 · 2026.07 · MIT License

传统搜题工具,解决不了真正的学习

面向 12-22 岁数学学习者的四个核心痛点

拍题只给答案,不讲思路

市面拍照搜题多为题库匹配,只输出固定解析;遇到未收录题目完全无能为力。

几何题目难以可视化

静态图片无法展示动点轨迹、切线变化,学生难以建立空间直觉。

学习工具分散

计算器、画图、搜题、笔记来回切换,学习流程被反复打断。

缺乏个性化辅导

不同年级、不同水平需要不同深度的讲解,传统产品千人一面。

MathMate 实际使用场景
MathMate 在真实学习场景中的使用

三步智能解题流程

拍照上传后,AI 流水线自动完成从识别到可视化的完整流程

MathMate 系统流程图,展示登录、新手引导、拍题、OCR、AI 解题、GeometryJSON 验证、多平台渲染和历史记录流程
完整系统流程:从登录和拍题输入,到 OCR、AI 解题、几何验证与结果沉淀。点击图片可查看大图。
01

OCR 智能识别

火山引擎多模态模型将图片识别为 Markdown + LaTeX,支持手写体与印刷体。

02

AI 分步求解

DeepSeek 大模型深度推理,生成清晰分步解析,覆盖小学到大学各难度。

03

几何可视化

AI 自动生成几何 JSON → 自研 Canvas 引擎渲染可交互图形,支持动点与轨迹。

v2.4.3 学习工作台

围绕「理解题目、探索关系、练习评测、沉淀资料」组织的九项能力

📷

拍照搜题 + AI 求解

拍照即解题,10 秒完成识别到可视化。

📐

交互式几何可视化

自研引擎,AI 驱动动态图形。

📝

智能笔记系统

手写 + 富文本,AI OCR 转 LaTeX。

🧮

GeoGebra 工具箱

计算器、几何画板、3D、概率六大工具。

🎬

个性化视频推荐

AI 语义匹配 B 站数学视频。

💬

AI 对话助手

多模型流式对话,连续追问思路。

📝

自由组卷与考试报告

选题、答题、评分、六维画像闭环。

📚

资料库 + Awesome Math

个人资料与开放资源分区管理。

🔐

开放注册与统一认证

手机号注册、JWT 鉴权、自动登录。

02

交互式几何可视化

自研 Flutter 原生渲染引擎,AI 驱动动态图形

GEOMETRY PAINTER · LIVE
A B C P(x,y) y = ax² + bx + c (x-h)²+(y-k)²=r²

核心创新:AI 自动从题目文本抽取几何参数并生成 JSON,自研 GeometryPainter 引擎(纯 Dart Canvas)实时渲染可交互图形。支持点、线、圆、椭圆、双曲线、抛物线、动点轨迹动画与滑块拖拽。

自研引擎 60fps 原生渲染 动点动画 零 WebView 依赖
06

AI 对话助手

统一流式服务,连续追问数学思路

MathMate AI 对话助手页面

升级对话首页、消息流与统一流式服务,可在 DeepSeek、Qwen 和火山 Ark 模型之间按任务切换。围绕一道题连续追问条件、公式来源和替代解法,通过 Markdown 与 LaTeX 阅读结构化回答;历史会话支持快速检索。

流式响应 多模型路由 LaTeX 渲染 会话历史
07

自由组卷与考试报告

从选题到答题、评分与复盘的完整链路

在练习工作区按知识板块、难度、题型和题量创建试卷,支持单选、多选、填空与解答题,题目、选项和解析均使用 LaTeX 公式渲染。提交后由规则与 AI 协同评分,考试报告更新计算、逻辑推理、空间想象、抽象思维、应用与数学建模六维画像,覆盖大学阶段能力评估。

自由组卷 多题型答题 自动评分 六维能力雷达

产品技术内核

多层协作架构 · 多模型 AI · 自研渲染引擎,构成 MathMate 的技术壁垒

MathMate v2.4.5 五层产品技术架构
MathMate v2.4.5 五层技术架构:Flutter 跨平台、多模型 AI、数学可视化、本地数据与云端服务协同。

分层架构

应用层 · Application

拍照搜题AI 对话数学工具箱 手写笔记自由组卷考试报告 资料与资源库登录注册

服务层 · Service

MathPipelineService(编排) ChatStreamService AuthService / JWT VisualizationService

AI 模型层 · Multi-Model

DeepSeek(推理/解题/可视化) Volc Engine Ark(多模态 OCR) Qwen(流式对话)

数据层 · Data

Hive(搜题历史/对话记录) SharedPreferences(设置/偏好)

可视化引擎 · 自研 Flutter 原生

GeometryPainter(纯 Dart Canvas) GeoGebra WebView 点/线/圆/椭圆/双曲线/抛物线/动点

AI 原生能力

去掉 AI,MathMate 的每一项核心功能都无法成立。

多模态理解

Volc Engine

手写/印刷题转 Markdown + LaTeX

数学推理

DeepSeek

分步推理,覆盖小学到大学

结构化输出

DeepSeek

自动生成几何图形 JSON

流式对话

Qwen-PLUS

多轮自然语言个性化辅导

智能推荐

DeepSeek

语义化学习视频推荐

技术栈

Flutter 3.x (Dart)

跨平台 UI 框架

DeepSeek API

核心推理:OCR / 解题 / 可视化

Volc Engine / Qwen

多模态 OCR 与模型路由

Node.js + JWT

开放注册与接口鉴权

Hive

高性能本地 NoSQL

GeoGebra

离线数学可视化工具

KaTeX / flutter_math_fork

数学公式渲染引擎

flutter_quill

富文本编辑器

差异化定位与持续演进

从产品对比看 MathMate 的独特性,从路线图看它的成长轨迹

MathMate、作业帮、豆包与 GeoGebra 在题目识别、解答、个性化、可视化、一站式体验等维度的对比分析
数学工具能力对比:从题目理解、解答、个性化、可视化与学习流程等维度展示产品差异。

技术路线图

✅ 已完成

Phase 1 · 核心流水线

OCR + AI 解题 + 几何可视化三步流水线,定义 GeometryJSON 协议与 Canvas 渲染 MVP。

✅ 已完成

Phase 2 · AI 对话与历史

流式对话、Markdown + LaTeX、多轮上下文、搜题历史持久化。

✅ 已完成

Phase 3 · 工具箱与笔记

GeoGebra 六工具集成、Catmull-Rom 手写笔记、flutter_quill 富文本。

✅ 已完成

Phase 4 · 视频与 PDF

B 站视频 AI 推荐系统、PDF 查看器与标注。

✅ 已完成

Phase 5 · 跨平台与性能

Flutter Web、Isar → Hive 迁移、跨平台日志与性能优化。

✅ 已完成

Phase 6 · 云端考试与资源

共享题库、自由组卷、混合判卷、大学六维画像、Awesome Math、多模型路由、JWT 认证。

🔄 进行中

Phase 7 · 自适应学习闭环

难度匹配、错题归集、资料联动与个性化复习计划。

中期规划

知识图谱与工具增强

概念/公式/定理/题目知识图谱,按需接入计算引擎增强验证与溯源。

远期愿景

本地化 AI + 沉浸式

flutter_onnxruntime 离线推理、3D 几何、VR/AR 数学空间、多语言。

MathMate 未来智能学习实验室概念图,展示变式训练、每日挑战、错因诊断与协作学习
未来智能学习实验室概念效果。图中能力属于发展愿景,不代表当前版本已全部上线。

版本历程

v2.4.1
大学画像、公式链路与账号体系
扩展大学阶段六维能力评估,打通练习、题库和搜题页 LaTeX 渲染;上线开放注册与 JWT 认证,升级 DeepSeek、Qwen、火山 Ark 多模型聊天。
v2.4.0
考试闭环、Awesome Math 与多模型
考试系统接入生产,自由组卷、逐题判卷、考试报告与画像联动;新增 Awesome Math 资源库,重构流式聊天。
v2.3.4
练习系统与能力画像
新增练习 Tab、能力自评、六维雷达画像、云端题库与评分反馈闭环。
v2.3.2 – v2.3.3
资料库与共享题库
资料导入、OCR 分类、响应式导航、题库 API 与数据生产链路。
v2.3.0 – v2.3.1
Agent 与跨平台可视化
GeoGebra Agent、AI 绘图、学习者档案、登录认证与自动更新。
查看更早的版本(v1.0 – v2.2.1)
v2.2.0 – v2.2.1
数据库迁移与跨平台日志
Isar → Hive 迁移、AppLogger 日志系统、logger_io / logger_web。
v2.0 – v2.1.0
Web 平台与设备支持
Flutter Web 构建、MathMateApiService、设备 ID 支持与 UI 改进。
v1.5 – v1.9
工具箱、视频与笔记
GeoGebra 工具箱、AI 视频推荐、手写笔记全面升级、公式可视化分析。
v1.0 – v1.4
基础架构
拍照搜题核心流水线(OCR → 解题 → 可视化)、AI 对话、笔记与个人中心。

团队介绍

AK完全队 — 来自软件学院的跨学科创新团队

学生成员

马兆坤

产品经理

统筹任务,联系导师,调研竞品,提供创意方向。

丁宇鑫

前端设计

客户端架构与核心界面开发,接口对接与数据库管理。

周星橙

前端开发

视觉风格定调、高保真交互流程与设计规范。

章开元

后端开发

服务端与接口开发、技术选型、核心模块与性能优化。

应沛成

AI 提示词工程师

数学垂直领域大模型提示词编写与逻辑调优。

指导老师

孙永谦

副教授 · 博士生导师

软件学院,提供技术指导与具体注意事项。

王超

副研究员 · 硕士生导师

软件学院,指导想法设计与竞品角度。

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从拍照解题到动态几何可视化的一站式数学学习体验