王智凱

在三個月前，OpenAI研究員ShunyuYao發(fā)表了一篇關于AI的下半場的博客引起了廣泛討論。他在博客中指出，AI研究正在從“能不能做”轉(zhuǎn)向“學得是否有效”，傳統(tǒng)的基準測試已經(jīng)難以衡量AI的實際效用，他指出現(xiàn)有的評估方式中，模型被要求獨立完成每個任務，然后取平均得分。這種方式忽略了任務之間的連貫性，無法評估模型長期適應能力和更類人的動態(tài)學習能力。

圖出自ShunyuYaoBlog：Thesecondhalf

什么是更類人的動態(tài)學習能力？不妨想象一下，一位學生在做數(shù)學題時，通過前面題目的解答經(jīng)驗，逐漸掌握更高效的解題方法，在后續(xù)題目中表現(xiàn)越來越好。這種在實踐中不斷優(yōu)化策略、提升能力的過程，正是人類智能靈活性與適應性的體現(xiàn)。

而對于LLM而言，能否具備類似的“成長”能力，關乎其能否真正邁向通用人工智能的殿堂。但長期以來，由于缺乏有效的評估手段，這一重要維度始終隱藏在迷霧之中。

來自復旦大學自然語言處理實驗室和字節(jié)跳動Seed等單位的研究人員，共同提出了一種全新的大模型評測范式：EvaLearn——一個評估大模型學習能力與學習效率的開創(chuàng)性基準，為理解模型的類人學習潛力提供了全新視角。

作為首個專注于量化LLM學習能力與效率的基準，EvaLearn以「連續(xù)問題求解」為核心，重新定義了大語言模型的評估邏輯。目前該項目開源僅一個月，官方倉庫的星標數(shù)便突破400+，讓我們來看看這個工作為何廣受關注。

論文鏈接：https://arxiv.org/pdf/2506.02672項目鏈接：https://github.com/ByteDance-Seed/EvaLearn

傳統(tǒng)基準的局限顯而易見：它們將問題視為孤立樣本，模型無法從之前的解答中積累經(jīng)驗，自然也無從評估其「學習效率」與「適應能力」。

EvaLearn從零構建了648個具有挑戰(zhàn)性的問題，將這些問題組織為182個序列，每個序列包含來自同一任務類型的7個問題，要求模型按順序求解——前序問題的經(jīng)驗，將直接影響后續(xù)表現(xiàn)的評估。

圖1EvaLearn的評估流程

在評測方面，如上圖所示，EvaLearn不采用并行評估方式，而是要求模型按順序解決問題，從而系統(tǒng)地評估大語言模型（LLM）的學習能力和效率。

這648個高難度問題覆蓋六大核心任務：

摘要（Sum）：評估模型能否通過利用先前經(jīng)驗提高總結的準確性和覆蓋范圍；分類（Cla）：評估模型從解決一系列分類問題中提升其分類技能的能力；信息抽?。‥x）：衡量模型能否逐步提高關鍵信息提取的準確性和完整性；邏輯推理（LR）：測試模型能否從先前錯誤中學習并提高邏輯推理能力；數(shù)學推理（MR）：檢驗模型能否通過利用早期問題的反饋快速掌握數(shù)學解題方法；序列推理（SR）：評估模型能否通過從歷史經(jīng)驗中學習來增強其解決基于序列問題的能力，包括理清事件步驟和推理邏輯。

每個問題都配有一個由專業(yè)標注員編寫的細致評分標準（rubric），結合GPT-4o作為「驗證器」，來判斷模型生成的答案的正確性。經(jīng)過大量實驗，基于rubric的驗證器，在評價各種水平的模型時，評估準確率均超過95%。這實現(xiàn)了高效的自動化評測。

研究團隊EvaLearn上對九個前沿大語言模型進行了全面研究，總結了幾個關鍵發(fā)現(xiàn)：

(1)模型在不同任務類型中展現(xiàn)出多樣的學習能力。大部分模型通常更擅長利用先前經(jīng)驗來解決涉及數(shù)學和邏輯推理的任務，而諸如總結之類的任務則更傾向于依賴在預訓練期間獲取的知識以及模型的固有能力。此外，不同任務的學習效率也有顯著差異。

(2)基于思維鏈的大語言模型在學習能力和學習效率上通常優(yōu)于非基于思維鏈的大語言模型。它們能更好地利用經(jīng)驗解決新問題，并且表現(xiàn)出更高的學習穩(wěn)定性，更有可能在一系列任務中連續(xù)解決多個問題。

(3)反饋學習（即將來自驗證器的評價和反饋作為上下文提供）能讓模型借助對先前解決方案的反饋及基于評分標準的評估來優(yōu)化問題解決，顯著提升學習能力與效率。相較于示例學習（指將先前的問題和規(guī)范解決方案作為上下文提供），反饋學習的效果更為顯著。

(4)學習能力和學習效率的指標共同提供了對模型學習潛力的全面評估，兩種動態(tài)能力與靜態(tài)模型能力沒有很強的相關性。即使是靜態(tài)性能較高的大語言模型，也并非在所有任務的學習能力上都具有明顯優(yōu)勢。

評估指標

為了評價模型的學習能力和學習潛力，EvaLearn設計了一套全面的評估指標體系，從多個維度刻畫模型的動態(tài)學習能力：

整體序列準確率（Acc）：連續(xù)任務中，模型答對的總題數(shù)占總題數(shù)的比例，直接反映整體表現(xiàn)，值越高越好。準確率曲線斜率（k）：通過擬合各位置的準確率變化曲線，斜率k體現(xiàn)學習速度，k越大，說明模型從前期問題中學習越快，后續(xù)準確率提升越明顯。首次正確位置（P_first）：模型第一次答對問題的位置，P_first值越小，說明越快找到解題思路。連續(xù)正確次數(shù)（N_consec）：用于評估模型學習的穩(wěn)定性與經(jīng)驗復用能力。模型連續(xù)答對的題數(shù)，值越高，說明學習穩(wěn)定性越強，能更好復用已有經(jīng)驗。熱身后準確率（Acc_pw-K）：該指標重點關注模型在經(jīng)過一定數(shù)量問題的“熱身”后，積累了一定經(jīng)驗時的準確率表現(xiàn)。它體現(xiàn)了模型在適應任務、積累經(jīng)驗后的實際適應與提升水平，排除了模型初始狀態(tài)對整體評估的干擾。

大模型在EvaLearn上的表現(xiàn)

研究人員們比較兩種問題求解范式：并行求解和順序求解，以研究大語言模型的學習能力和效率。

并行求解（ParallelSolving）

零樣本（Zero-shot）：模型獨立地解決每個問題，無法訪問之前問題的任何經(jīng)驗。這種設置與多數(shù)現(xiàn)有基準測試方法一致，評估模型在無學習機會下解決復雜問題的固有能力。

少樣本（Few-shot）：針對每個問題，模型會獲得三個來自同一任務的示例（即3-shot），以指導輸出格式和解題方法。每類任務內(nèi)的問題共享相同的示例。

順序求解（SequentialSolving）

示例學習（DemonstrationLearning）：在解決當前問題之前，模型會獲得同一序列中之前所有問題及其標準答案，類似于上下文學習。

反饋學習（FeedbackLearning）：在解決當前問題時，模型可以訪問之前所有問題、它們的解答以及針對模型自身前次解答的詳細反饋。這些反饋是由評審使用實例級評分標準生成的。本設置評估模型是否能利用自身經(jīng)驗改善隨后的表現(xiàn)。系統(tǒng)提示如圖22所示。

研究者在所有實驗中評估了九個最前沿的LLMs，包括“思維型”和“非思維型”模型，結果如表1。

表1:反饋學習與零樣本并行求解之間的整體準確率差異

研究問題一：

LLMs能否通過問題序列進行學習？

發(fā)現(xiàn)一：

LLMs在從問題序列中學習的能力存在差異，且這種差異不僅體現(xiàn)在模型之間，也體現(xiàn)在任務類型之間。此外，大多數(shù)模型在“熱身階段”后表現(xiàn)更佳。

表1總結了反饋學習與零樣本并行求解之間的整體準確率差異。研究者觀察到，有五個模型從順序?qū)W習中獲益，有四個模型表現(xiàn)略有下降，思維型模型在表現(xiàn)上變化更顯著，例如OpenAI-o3-mini在整體上提升了+10.5%，為提升幅度最大者。這說明某些模型可以有效利用先前的經(jīng)驗來解決同一任務中的問題。

在任務類型方面，大多數(shù)LLMs在數(shù)學推理和分類任務中通過學習獲得了提升。但在摘要任務中，大多數(shù)模型表現(xiàn)下降（9個模型中有7個下降），這可能是因為摘要任務更依賴模型預訓練時獲得的知識和指令遵循能力，額外引入的經(jīng)驗反而會干擾模型完成任務。

此外，研究人員還對“熱身后準確率（Acc_pw-K）”進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)多數(shù)模型在序列后期表現(xiàn)更為出色，特別是思維型模型。這意味著它們能夠?qū)⒃缙趩栴}當作練習，不斷優(yōu)化自身，進而提升后續(xù)任務的表現(xiàn)，圖3左側(cè)清晰地展現(xiàn)了這一現(xiàn)象。

圖2左側(cè)為Claude-3.7-Sonnet-Thinking的熱身后準確率結果，右側(cè)為DeepSeek-R1的逐位置準確率結果

發(fā)現(xiàn)二：

學習穩(wěn)定性在不同任務和模型之間差異顯著。對于某些任務（如摘要），當前的模型更擅長利用其固有知識來解決問題，而不是依賴從先前問題中獲得的經(jīng)驗。

圖3左側(cè)為連續(xù)正確解的平均數(shù)量（N_consec），右側(cè)為首次正確解的平均位置（P_first）。結果以OpenAI-o3-mini為例展示，每個節(jié)點代表一個序列。

研究者通過分析N_consec指標來進一步研究LLMs的學習穩(wěn)定性。圖2左側(cè)顯示了o3-mini的結果。圖中每個彩色節(jié)點代表數(shù)據(jù)集中的一個問題序列，節(jié)點位置越高表示模型在該序列中連續(xù)解答正確的問題越多。

結果表明，這一指標在不同任務之間差異明顯，對于大多數(shù)模型來說，邏輯推理任務上更難連續(xù)做對題目。

在思維型模型與非思維型模型之間，這一指標的表現(xiàn)也存在顯著差異。結果發(fā)現(xiàn)思維型模型相比非思維型模型通常具有更高的連續(xù)正確解答數(shù)。這說明思維型模型不僅更能從先前經(jīng)驗中受益提升表現(xiàn)，還能保持更高的穩(wěn)定性，更有可能連續(xù)解答多個相關問題。

有趣的是，在摘要任務中，模型的N_consec值較高，但Acc_pw-K卻明顯下降，這表明其在序列后期的問題上表現(xiàn)反而不如前期問題。這意味著在此類任務中，連續(xù)解題能力可能更多依賴模型固有的知識和靜態(tài)能力，而不是從序列中學習到的經(jīng)驗。

發(fā)現(xiàn)三：

學習能力為評估模型提供了一個獨立于靜態(tài)性能的新視角，揭示了其潛在的學習能力。

表2結果進一步表明，并行解題的高表現(xiàn)不代表學習能力優(yōu)異。邏輯推理任務中，Claude-3。7-Sonnet-Thinking的并行表現(xiàn)不及DeepSeek-R1與Doubao-1。5-Thinking-Pro，但通過反饋學習范式大幅提升；o3-mini則在兩種設置下均表現(xiàn)最佳。再如數(shù)學推理任務，DeepSeek-R1零樣本表現(xiàn)優(yōu)于o3-mini，卻未能從經(jīng)驗中有效學習，反而在反饋學習中性能下降。

值得注意的是，靜態(tài)能力相近的模型可能學習能力迥異：Claude-3。7-Sonnet-Thinking與GPT-4o在序列推理任務中零樣本準確率均為31。7%，但前者提升14。5%，后者僅提升0。5%；而在數(shù)學推理中，GPT-4o的學習能力反超前者。這說明學習能力不僅因模型而異，也因任務而變。

這些發(fā)現(xiàn)表明，學習能力是評估模型的重要獨立維度，與靜態(tài)性能無關且具有任務差異性。研究者在問題三中進一步分析不同學習范式下的模型表現(xiàn)，為該結論提供了更多佐證。

研究問題二：

大語言模型在從一系列問題中

學習的效率如何？

圖4所有模型和任務在反饋學習中擬合的逐位置準確率曲線斜率（k）結果

發(fā)現(xiàn)四：

不同模型和任務類型之間的學習效率存在顯著差異。

總體而言，多數(shù)非思維型模型在經(jīng)驗積累中進步更快，思維型模型則表現(xiàn)出更穩(wěn)定的收益。

圖2右側(cè)呈現(xiàn)了DeepSeek-R1的逐位準確率曲線，圖4熱圖則匯總了這些曲線的斜率（k），直接反映模型學習效率。研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)非思維型模型的逐位準確率曲線斜率更陡峭，這可能與其起始性能較低、更易抓住“低垂的果實”有關。相比之下，思維型模型的學習過程更穩(wěn)定。這表明思維型模型更擅長利用先前問題的信息（包括評判模型反饋），從而實現(xiàn)更高效的推理與更穩(wěn)定的性能提升。

此外，多數(shù)模型在數(shù)學推理任務中展現(xiàn)正向?qū)W習效率，但在順序推理任務上普遍出現(xiàn)性能下降，這說明即便在有明確解題路徑與反饋的推理任務中，學習效率也會因任務特性產(chǎn)生顯著差異，受多重因素影響。

因此，我們可以得出結論：模型的學習效率受靜態(tài)能力、任務類型與推理方法共同影響：非思維型模型借助經(jīng)驗實現(xiàn)快速提升，思維型模型則以更穩(wěn)定的方式持續(xù)進步。

研究問題三：

不同的學習方式

是否會帶來性能差異？

發(fā)現(xiàn)五：

不同的解題方式會顯著影響模型性能。

模型可通過示例學習積累經(jīng)驗，反饋學習則能進一步強化其學習能力。值得注意的是，學習能力與模型的靜態(tài)能力并無強相關性。

圖5呈現(xiàn)了模型在四種解題方法下的表現(xiàn)。研究者發(fā)現(xiàn)，對多數(shù)模型而言，示例學習的效果通常優(yōu)于并行的少樣本學習。以Claude-3。7-Sonnet-Thinking為例，其在五個任務中相較于少樣本設置均實現(xiàn)持續(xù)提升。這背后的關鍵原因在于，示例學習讓模型能夠訪問序列中所有先前問題及標準答案，進而從過往經(jīng)驗中有效學習。

圖5四種求解方法的整體準確率對比，包括兩種并行方法（即零樣本和少樣本）與兩種序列方法（即示例學習和反饋學習）

此外，圖6、7、8比較了模型采用反饋學習與示例學習兩種學習范式后在熱身后準確率（Acc_pw-K）和斜率k方面的差異。結果表明，對于大多數(shù)模型，反饋學習比示例學習能獲得更高的平均總體準確率和更大的學習效率。

圖6所有模型和任務中，反饋學習與示例學習的斜率差異（Δk）熱圖

圖7反饋學習（上）和示范學習（下）的熱身后準確率（Acc_pw-K）結果

值得注意的是，每個大模型在某些任務中都表現(xiàn)出較強的學習能力，但沒有任何模型能在所有任務中始終實現(xiàn)穩(wěn)定的學習提升。這些結果表明，每個模型都有其優(yōu)勢，學習能力與靜態(tài)表現(xiàn)之間并不強相關。因此，學習能力和效率提供了一個評估模型表現(xiàn)的新視角，有助于理解當前模型與人類能力之間的差距。

發(fā)現(xiàn)六：

首個正確解答的位置平均值（P_first）在不同模型和任務之間存在差異，這一指標揭示了模型的學習潛力。

研究人員們還分析了首個正確解答的位置平均值P_first，發(fā)現(xiàn)這一指標對于不同任務之間的模型表現(xiàn)差異很大。例如，在邏輯推理序列中，大多數(shù)模型都難以早期解出首個問題，只有o3-mini和Doubao-1。5-Thinking-Pro能持續(xù)取得早期成功。九個模型中有七個在有反饋的情況下，能更早解出問題。

這表明，與僅提供標準答案相比，反饋更能促進模型學習和掌握任務。例如，在邏輯推理任務中，o3-mini有時在只使用示例學習時無法解出任何問題，但在使用反饋學習后，能在每個序列中至少解出一個問題。因此，P_first能綜合反映模型的靜態(tài)能力、學習能力和學習速度，從而揭示其學習潛力。

結語

研究人員們提出了EvaLearn，這是一個新穎的基準測試框架，用于在特定任務中對模型的學習能力和效率進行序列化評估。

EvaLearn配備了一套全面的評估指標，揭示了在多種任務中，包括依賴思維過程和不依賴思維過程的任務，前沿模型之間顯著的性能差異，這些指標從多個角度全面評估了模型的學習表現(xiàn)。EvaLearn提供了更現(xiàn)實、動態(tài)的評估方式，幫助研究人員更好地理解模型與人類之間的差距，推動更強大模型的發(fā)展。

此外，研究者發(fā)現(xiàn)，盡管某些模型能夠有效利用教師模型對先前解答的反饋來提升學習效果，但另一些模型卻難以從這類反饋中獲益。EvaLearn為評估大型語言模型的潛力提供了新的視角，是邁向動態(tài)評估的重要開創(chuàng)性一步。

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