通过单阶段监督微调与强化微调结合，让大模型在训练时能同时利用专家演示和自我探索试错，有效提升大模型推理性能。
中国科学院自动化研究所深度强化学习团队联合美团，提出一种单阶段监督 - 强化微调方法—— SRFT ( Supervised Reinforcement Fine-Tuning ) 。该方法通过基于熵的动态加权机制，将两种训练范式结合。
在大语言模型（LLM）的推理能力提升上，监督微调（SFT） 和强化学习（RL，有时也称作强化微调，RFT）是两条核心技术路线。但它们各自都存在瓶颈：
SFT 擅长模仿专家解题思路，类似 " 背书 "，能快速为模型打下基础，但缺点是容易陷入死记硬背，缺乏在新问题上灵活应用和寻找最优解的能力；
RFT/RL 通过不断试错来探索解题方法，类似 " 刷题 "，能够发现更优解法，但其探索过程效率低下，容易面临模式崩溃风险。
因此，目前研究者通常采用两阶段顺序方法 SFT → RFT/RL：先用 SFT 学习高质量数据集，再用 RFT/RL 进一步优化对齐 LLM 策略（即先 " 背完书 " 再 " 去刷题 "）。
然而，这种串行方式不仅影响学习效率，还常常导致模型在 " 刷题 " 时忘了 " 书本 " 上的知识，引发知识遗忘等问题，如何让两者在同一阶段协同作用，做到 " 边背边练 "，成为提升 LLM 推理能力的关键之一。
结果显示，SRFT方法能够同时从高质量演示数据（demonstrations）与 LLM 自身的探索试错 ( rollouts ) 中学习，在 5 项数学推理任务中实现59.1%的平均准确率，较 zero-RL 基线提升9.0%；在三项分布外任务上取得62.5%的平均准确率，较 zero-RL 基线提升10.9%，展现了卓越的泛化能力。
研究团队首先对 SFT 与 RL 在 LLM 微调中的作用进行了分析，并深入探究了二者结合的有效路径。
SFT 和 RL 对 LLM 的作用：大锤 vs. 手术刀
通过对微调前后模型对 token 概率的改变进行可视化，仔细分析实验结果，可以得到以下发现：
SFT 导致大部分 token （50% 以上）的概率分布改变（粗粒度）
RL/RFT 只对特定 token （少于 2%）进行有针对性的调整，同时保留了大部分内容（细粒度）
从理论上看，SFT 的目标是最大化专家数据的似然，将专家演示的条件概率分布 " 注入 " 模型，类似人们通过 " 背书 " 学习，其梯度公式揭示了其内在机制：
该公式表明，对单个样本训练，SFT 主要通过提高目标标记的概率，同时降低词汇表中所有其他标记的概率，这会锐化模型的分布，从而产生更具确定性的输出。 通过这种 " 一刀切 " 的方式，SFT 强制模型去拟合专家数据，但也可能因此抑制模型的探索性和多样性。
训练动态可视化如下图所示，数字表示训练后的准确率。SRFT 通过在结合两种方法实现直接优化，到达与 SFT → RL 接近的区域，且无需两阶段转换。
将不同模型看作高维空间中的点，通过计算它们在生成相同回复（response）时输出 token 概率分布的 " 距离 "，来描绘其在训练过程中的 " 移动轨迹 "。
具体而言，论文引入了三个参考模型——基础模型（Qwen-2.5-Math-7B）、DeepSeek-R1 和 QwQ-32B 作为坐标系，通过模型与参考模型回复的 teacher forcing 距离来间接测量模型在不同微调步骤中的训练动态（如果两个模型对所有提示（prompt）中的所有回复 token 分配相似的概率，则认为它们是接近的）。
结果表明，所有微调范式在提升性能的同时，均会偏离基础模型空间，此外：
SFT 使模型在概率空间中移动的距离最远，印证了其 " 大锤 " 般的全局性影响。
SFT → RL 的两阶段路径揭示了一个问题：SFT 可能将模型推得 " 过远 "，后续的 RL 反而需要将其 " 拉回 " 到离基础模型更近的区域才能达到最优，这暗示了串行方法的低效性。
SRFT 的单阶段路径则显得更为直接和高效，它在学习专家知识的同时，没有过度偏离初始模型，从而实现了更精准的优化。
结合两种范式：从两阶段到单阶段
熵是信息论中的一个重要概念，它衡量的是随机变量的不确定性。在 LLM 的推理过程中，熵可以反映模型输出分布的不确定性，近期的诸多工作也展示了熵在 LLM 训练中的重要性。
高熵表示模型的输出分布较为均匀，不确定性较大；低熵则表示模型的输出分布较为集中，不确定性较小。
图注：两种结合方式的性能、熵变化曲线
在该论文中，研究人员主要从SFT 和 RL 结合的角度对熵展开了分析，如上图所示。 在 RL 后进行 SFT，会使模型的熵短暂增加，这表明模型在学习新的知识和模式时，其输出分布变得更加不确定。
随着训练的进行，熵逐渐降低，模型逐渐收敛，输出分布变得更加确定，最终提升模型性能。
相比之下，RL 在训练过程中则会使熵显著降低，模型的输出分布变得更加集中。这是因为 RL 通过奖励函数引导模型学习特定的策略，使模型更倾向于生成能够获得高奖励的输出。然而，这种低熵的状态也可能导致模型的可塑性降低，限制了后续训练的效果。
论文接着比较了纯 RL、不同 SFT 步数的顺序 SFT → RL 方法，以及单阶段 SFT+RL 方法。结果表明，与顺序 SFT → RL 方法相比，单阶段 SFT+RL 方法实现了更优的训练效率。单阶段 SFT+RL 方法通过统一优化有效利用演示数据，提速2.28 倍。这种方法能够直接针对目标进行策略优化，同时保留从数据集中通过监督学习进行知识蒸馏的优势。
方法：监督强化微调（SRFT）
本论文提出 SRFT ( Supervised Reinforcement Fine-Tuning ) ，将监督微调 ( SFT ) 和强化学习微调 ( RFT/RL ) 单阶段结合。以下是对方法的描述：
核心思想
SRFT 的核心在于其单阶段学习机制：通过 SFT 实现粗粒度行为策略逼近，通过 RL 实现细粒度策略精化，借助于单阶段训练，将微调同时应用于演示数据和自生成的试错数据。
从演示数据 ( demonstration ) 中学习双重策略设计
对于包含演示数据的数据集 （例如，由 DeepSeek-R1 生成的推理响应），SRFT 采用双重策略来有效利用这一宝贵资源：
1. 监督微调组件
通过 SFT 执行行为策略的粗粒度逼近：
2. 异策略强化学习组件
采用类似 LUFFY 的异策略强化学习（off-policy RL）方法，将演示数据作为高质量的异策略强化学习数据，进行细粒度学习：
直接将 LLM 的同策略强化学习（on-policy RL ) 探索试错的组（group）与演示数据结合，创建增广训练组：
整个增广训练组的优势估计为：
分布不匹配缓解策略
为解决演示数据的行为策略 与当前训练策略 之间的分布不匹配，引入两种关键缓解策略：
1. 熵感知自适应权重机制
对于演示数据的 SFT，引入基于当前策略熵的自适应权重机制：
当模型熵很高（非常不确定）时，SFT 权重 很小。这能防止模型在 " 迷茫 " 时被专家数据过度 " 带偏 "，避免了分布不匹配带来的负面影响。最终的演示 SFT 损失为：
2. 重要性采样
对于异策略强化学习训练，引入类似 GRPO 和 PPO 的重要性采样项修正分布差异。最终的异策略强化学习训练损失为：
其中重要性采样比率为：
为简化实现，论文设置 并省略截断操作。
从自探索（self-exploration）中学习 RL 目标函数分解
在具有二元奖励 的 RL 范式下，其目标函数可以自然分解为两个不同组件：
其中：
正样本目标：类似于监督微调，最大化正确响应的似然
负样本目标：实施似然最小化，减少分配给错误响应的概率
熵自适应权重
为保持训练稳定性并防止熵的快速降低，对正样本目标引入熵自适应权重机制：
完整的自探索目标为：
单阶段集成方法统一损失函数
通过同时利用演示数据和自探索试错数据，SRFT 有效平衡了 SFT 的粗粒度调整与 RL 的细粒度优化。总损失函数结合了所有四个组件：
关键机制总结
1. 熵感知权重：两种熵感知权重机制确保训练稳定性
：当策略展现高熵（不确定性）时，权值降低，减少 SFT 对训练的影响
：当熵较高时，使 RL 训练中正样本训练的权值上升，使熵下降，从而促进熵的稳定
2. 单阶段优化：直接朝着目标函数优化，同时保持来自数据集的监督学习的知识蒸馏优势
这种方法使 SRFT 能够同时从演示数据和自探索试错数据中受益，同时通过两种熵感知权重机制保持稳定的训练动态。
结果：性能显著优于 zero-RL 方法，与其它结合方法相比提升明显关键发现
主要实验结果（包含 5 个数学推理基准和 3 个非数学基准）：
显著性能提升：
SRFT 在五个挑战性竞赛级推理基准上取得了59.1% 的平均准确率
比最佳 zero-RL 基线方法提升了+9.0 个百分点
比 SFT 方法提升了+4.8 个百分点
比 SFT+RL 组合方法提升了+3.4 个百分点
泛化能力优秀：
平均分数 : SRFT 取得 62.5 分，比最佳基线提升
跨域表现 : 在所有三个分布外基准上都表现出色
训练动态分析：更稳、更长、更高效
训练奖励动态
SRFT 相比纯 RL 实现了更快的性能改进，提速2.33 倍
两种方法都显示出训练奖励的上升趋势
SRFT 的收敛更加稳定
响应长度变化
RL：
倾向于生成更简洁的响应
SRFT：
显示出响应的逐步延长，表明发展出更全面详细的推理过程
推理质量：
响应长度的增加表明模型发展出更深入的推理过程
训练熵动态
RL:
表现出快速的熵下降
SRFT:
维持更稳定的熵，表明策略能够在训练期间继续探索
训练稳定性 :
熵感知权重机制的有效性得到验证
总结
该工作分析探究了SFT 与 RL 在 LLM 推理任务中各自的特点与结合方式，提出的 SRFT 方法通过基于熵的权重机制实现了 SFT 与 RL 的单阶段结合。SRFT 成功地在单阶段训练流程中实现了知识学习（SFT）与自主探索（RFT/RL）的动态平衡 ，在多项任务上取得了推理性能和泛化性能双提升。
更多研究细节，可参考原论文。
项目网页 : https://anonymous.4open.science/w/SRFT2025
论文链接 : https://arxiv.org/abs/2506.19767
模型链接 : https://huggingface.co/Yuqian-Fu/SRFT
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