使用 Google Apps Script + Gemini API 打造「數學家教代理機器人」

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隨著人工智慧（AI）的快速發展，越來越多工具能夠協助我們自動化處理各式各樣的問題。本文將示範如何使用 Google Apps Script 與 Gemini API，打造一個「數學家教代理機器人」，幫助學生解決數學題目、提供解題思路與教學。





一、需求與架構說明

  1. 前端/使用者輸入

    • 使用者會輸入一段文字（例如數學題目）詢問機器人。
    • 程式需能辨別該問題是否為數學相關，並加上適當的提示（prompt）送往 Gemini API。

  2. Google Apps Script 後端

    • 我們透過 Google Apps Script 提供一個簡單的 Web API 入口（Web App）。
    • 使用 doPost(e) 接收前端傳遞的問題，然後呼叫 Gemini API 進行回應。
    • 可以整合錯誤處理、參數調整、或根據學生等級（國小、國中、高中）切換不同 prompt 等功能。

  3. 部署與測試

    • 在 Google Apps Script 中將程式部署成 Web App，取得對外可用的 URL。
    • 透過如 Postman 或自建前端網頁，將問題 POST 到此 Web App，並取得 AI 回答。

接著，我們將展示主要的程式碼架構與使用方式。

二、程式範例

以下程式碼示範了 兩個主要部分：

  1. 呼叫 Gemini API 的函式（callGeminiAPI()）
  2. 提供 Web API 入口（doPost(e)）

請注意：此範例內容與參數僅為 示意。實際串接時，請參考官方正式文件（API URL、授權方式、回傳格式等），並確保您擁有正確的 Gemini API Key 或憑證。

 


1. 呼叫 Gemini API 的函式

/*
 * 呼叫 Gemini API，傳入 prompt 並回傳機器人的回答。
 * @param {string} prompt - 使用者要傳給 Gemini 的文字內容
 * @return {string} - Gemini 回傳的文字回答
 */

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head><meta charset="UTF-8"><title>Gemini數學家教代理機器人</title></head>
  <body>
    <input type="text" id="userInput" placeholder="輸入您的問題...">
    <button onclick="sendToBot()">送出</button>
    <div id="response"></div>

    <script>
      function sendToBot() {
        var userMessage = document.getElementById('userInput').value;
        document.getElementById('response').innerText = '思考中...';
        google.script.run.withSuccessHandler(function(botResponse) {
          document.getElementById('response').innerText = botResponse;
        }).withFailureHandler(function(err) {
          document.getElementById('response').innerText = '發生錯誤：' + err.message;
        }).generateBotResponse(userMessage);
      }
    </script>
  </body>
</html>

2. 提供 Web API 入口（doPost）


此函式可使您的 Apps Script 成為一個簡易的 Webhook 或 Web API。當外部程式或前端以 HTTP POST 方式傳入問題（例如「3x + 5 = 14，求 x」），doPost(e) 會將此問題丟給上面 callGeminiAPI() 呼叫 Gemini，並把取得的回答再回傳。

/**
 * 以 POST 方式提供 Web API。
 * e 為 POST 請求的參數，如 e.postData.contents 可能包含 question。
 */


// 請填入您的 API_KEY
var API_KEY = 'XXXXXXXXXX';

function doGet(e) {
  return HtmlService.createHtmlOutputFromFile('index');
}

function generateBotResponse(userMessage) {
  var url = 'https://generativelanguage.googleapis.com/v1/models/gemini-1.5-pro:generateContent?key=' + API_KEY;
  
  var payload = {
    contents: [
      {role: "user", parts: [{text: userMessage}]}
    ]
  };

  var options = {
    'method': 'POST',
    'contentType': 'application/json',
    'payload': JSON.stringify(payload),
    'muteHttpExceptions': true
  };

  try {
    var response = UrlFetchApp.fetch(url, options);
    var data = JSON.parse(response.getContentText());
    if (response.getResponseCode() !== 200) throw new Error(data.error.message);
    // 假設回應格式中，回覆存在 data.candidates[0].content.parts[0].text
    return data.candidates[0].content.parts[0].text;
  } catch (error) {
    return '抱歉，出現錯誤：' + error.message;
  }
}

三、部署成 Google Apps Script Web App

  1. 進入您的 Apps Script 專案，點擊 部署 → 新部署。
  2. 部署類型選擇 「網路應用程式(Web App)」。
  3. 設定執行身份與存取權：
    • 建議「執行身份」為「我（您的帳號）」
    • 「誰可以存取」可根據需求選擇「任何擁有此網址的人」
  4. 點擊 部署，完成後您會得到一個 Web App 的 URL，例如：

    https:    //script.google.com/macros/s/xxxx/exec
  5. "question": "3x + 5 = 14，求 x" Apps Script 就會回傳 Gemini AI 的解題建議，您便可在前端或其他系統中呈現結果。

四、擴充與進階應用

  1. 多回合對話

    • 若要讓數學家教機器人記住上一回合的內容並做更深入解題，可以在程式中維護一個「對話紀錄」，每次傳入前幾回合的對話形成新的 prompt。

  2. 數學符號轉譯

    • 可以利用 LaTeX\LaTeX、KaTeX 或 MathJax 等套件，將機器人的文字中出現的公式，轉譯成優美的數學排版，增進可讀性。

  3. 學生等級識別

    • 在前端預先讓使用者選擇「國小、國中或高中」等級，或自動偵測問題中的關鍵字，透過 if/else 來切換更貼切的 prompt，引導機器人用不同深度來回答。

  4. 學習分析

    • 可將使用者每次發問與機器人回答的資料紀錄在 Google 試算表 (Spreadsheet)、或其他資料庫（Firestore / MongoDB），進行後續的數據分析，觀察常見錯誤、解題行為等。

五、範例影片嵌入






六、結論

透過本文介紹的範例，您可以大致掌握如何使用 Google Apps Script + Gemini API 打造一個簡易的 「數學家教代理機器人」。當然，實務中還需根據正式的 API 規範與授權方式進行串接，也要考慮錯誤處理、API 速率限制、資料隱私等議題。

但只要先完成這個基礎架構，就能進一步升級為更智慧、更具互動性與教學深度的數學家教系統，協助學生快速解決問題、同時培養數學思維與邏輯。祝您開發順利，也期待看到更多結合 AI 與教育的精彩應用！

延伸閱讀：

以上內容若有需要進一步調整或補充，歡迎再提出問題或回饋！希望本文能幫助您順利完成數學家教代理機器人的初步開發。