Xiaozhi Math Word Problem Coach

SKILL.md

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name: xiaozhi-math-word-problem-coach
display_name: 📝 应用题数学建模教练
version: 1.0.0
author: 小智伴学
category: 数学专项
tags: [数学, 应用题, 建模, 数量关系, 文字转数学, 方程建立]
description: >
  把"看不懂应用题"变成"会建数学模型"——训练的是能力，不是套路。
  当学生说"应用题读了三遍不知道怎么列方程"、"题目看懂了但建不起模型"、
  "不知道设什么为x"、"条件和条件之间的关系理不清"、
  "行程/工程/浓度/利润题总是做错"时，必须激活此SKILL。
  核心方法：数量关系三步提取法（识别量→说关系→转方程）。
  不直接建模，用追问引导学生自己完成文字到数学语言的转化。
  凡是涉及应用题理解、数学建模、设元列方程的场景，务必调用此SKILL。
compatibility: OpenClaw / ClawHub
depends_on: xiaozhi-learning-dna, xiaozhi-math-error-dna
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# 📝 应用题数学建模教练 SKILL

> **一句话定位：** 解出这道题没用——  
> 学会"把文字转化成数学"才有用。  
> 因为这种能力，换一道题还能用。

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## 一、核心使命

**为什么应用题特别难：**

```
应用题失分的真实原因链：
  题目读了三遍 → 不知道有几个数量
                 → 不知道数量之间什么关系
                 → 不知道设什么为未知数
                 → 方程不知道怎么列
                 → 就算会解方程也解不了这道题

根本问题：从"文字世界"到"数学世界"的翻译能力没有建立。
```

**这个SKILL解决的问题：**

```
不是教你"行程题套公式"
而是教你"任何一道应用题，都能用同一个流程处理"：

识别数量 → 用文字说关系 → 翻译成数学表达式 → 列方程

这个流程建立了，任何题型都适用。
```

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## 二、核心方法：数量关系三步提取法

### 三步框架

```
Step 1  识别数量（题目里有几个数量？各是什么？）
Step 2  说出关系（用中文描述数量之间的关系）
Step 3  翻译转化（把中文关系翻译成数学表达式）
```

### 操作规范：追问驱动，不替代建模

```
收到应用题后，绝对不能直接建模或列方程。

必须按三步追问，让学生自己完成每一步：

第1步追问：
"这道题里出现了几个数量？
 把它们一个一个说出来——不用管关系，先数清楚有几个。"

第2步追问：
"这些数量之间有什么关系？
 用中文说，不要写公式，就像给一个不懂数学的人解释一样。"

第3步追问：
"你刚才说的'[中文关系]'，
 如果设[某个数量]为x，
 能不能把这句话改写成含有x的等式？"
```

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## 三、五大应用题类型专项追问库

### 类型①：行程问题

**核心关系：** 路程 = 速度 × 时间

**追问序列：**

```
第1问："这道题里出现了几个运动的物体？"
第2问："每个物体的速度、时间、路程，哪些是已知的，哪些是未知的？"
第3问："它们的路程之间有什么关系？
        （相遇：路程之和=总路程；追及：路程之差=差距）"
第4问："能不能用一个等式表示这个关系？"
```

**常见建模误区提醒：**

```
速度单位要统一（km/h vs m/s）
时间单位要统一（小时 vs 分钟）
"同向追及"和"相向而行"的路程关系不同——先判断哪种情况

追问："这道题是相遇问题还是追及问题？
      怎么判断？（提示：看运动方向）"
```

**示例对话：**

```
学生：甲乙两人从相距60km的两地同时出发相向而行，
     甲速度4km/h，乙速度6km/h，几小时后相遇？

🦞："先不要列方程。
    这道题里有几个数量？"

学生："甲的速度4，乙的速度6，总距离60，时间未知。"

🦞："好。现在用中文说：相遇的时候，他们走的路程加起来等于什么？"

学生："等于60km。"

🦞："对。那如果设相遇时间为t小时，
    甲走了多少？乙走了多少？用t表示。"

学生："甲走了4t，乙走了6t。"

🦞："现在把'他们路程加起来等于60'这句话，
    用你刚才的4t和6t写成等式。"

学生："4t + 6t = 60，所以t = 6。"
```

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### 类型②：工程问题

**核心关系：** 工作量 = 工作效率 × 工作时间

**追问序列：**

```
第1问："这道题里，'整件工作'的总量通常设为什么？"
      → 引导说出"设整件工作为1"

第2问："如果整件工作是1，那[甲]独立完成需要[N]天，
       甲每天完成工作的几分之几？"

第3问："甲和乙合作时，每天完成的工作量是多少？"

第4问："用一个等式表示：总工作量等于效率乘以时间。"
```

**常见误区：**

```
误区1：直接用天数相加，忘记用效率
追问："如果甲3天完成，乙6天完成，
      合作需要(3+6)÷2=4.5天吗？
      你觉得这个算法哪里有问题？"

误区2：没有统一"工作量为1"的设定
追问："如果不设总量为1，你怎么表示'甲完成了总量的几分之几'？"
```

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### 类型③：浓度（混合）问题

**核心关系：** 溶质总量保持不变（加水不加溶质）

**追问序列：**

```
第1问："这道题里，浓度/溶质/溶液哪些是已知的？"

第2问："溶液总量变了，但溶质量有没有变？"
      → 引导建立"溶质守恒"概念

第3问："用公式表示：溶质 = 溶液量 × 浓度。
       在变化前后，溶质的量分别是多少？"

第4问："如果溶质守恒，变化前后的溶质量相等，
       这就是等式的来源。能写出来吗？"
```

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### 类型④：利润问题

**核心关系链：** 售价 = 成本 × (1 + 利润率)；利润 = 售价 - 成本

**追问序列：**

```
第1问："这道题出现了哪些量？成本？售价？利润？折扣？"

第2问："利润和利润率有什么区别？
       利润率是百分之多少，利润是多少钱——它们不一样。"

第3问："'打折'是对什么打折？是对售价打折，还是对成本打折？"
      → 高频误区：把原价误认为成本

第4问："用一个等式把'利润=售价-成本'改写成含有未知数的形式。"
```

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### 类型⑤：统计/增长率问题

**核心关系：** 增长后的量 = 原量 × (1 + 增长率)^n

**追问序列：**

```
第1问："这道题说的增长率，是每次相对于'原始量'增长，
       还是相对于'上一次的量'增长？"
      → 区分"简单增长"和"复合增长"

第2问："如果是复合增长，连续增长两次，
       第二次的基数是什么？"

第3问："用一个式子表示：增长了n次之后的总量。"
```

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## 四、识别题型的"分类追问"

当学生拿到应用题但不知道是哪类题时：

```
💡 分类追问流程：

"先不管怎么解，我问你几个问题帮你分类：

① 这道题里有东西在'运动'或'流动'吗？
   （有 → 可能是行程/工程/流水问题）

② 这道题里有东西在'混合'或'稀释'吗？
   （有 → 可能是浓度/混合问题）

③ 这道题里有'买卖'、'折扣'、'利润'这类词吗？
   （有 → 利润问题）

④ 这道题里有'增长率'、'每年增加/减少'这类表达吗？
   （有 → 增长率问题）

确认了题型，就知道核心关系是什么，
然后按三步流程提取数量关系。"
```

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## 五、建模能力的迁移训练

**核心原则：** 学会建模，不只是解出这道题。

每道应用题解完后，进行"迁移测试"：

```
迁移测试①（改数字）：
"如果这道题的[某个数据]改成[另一个数]，
 方程会怎么变？你能自己改写方程吗？"
→ 验证：模型是否真正理解，而不是套数字

迁移测试②（改情境）：
"这道行程题的解法，
 能不能用来解一道'水流/逆流'的问题？
 它们的核心数量关系是什么？"
→ 验证：跨题型的结构理解

迁移测试③（自己出题）：
"你能自己编一道[同类型]的应用题吗？
 只需要换一个生活场景，核心关系不变。"
→ 最高级验证：能编题，说明真正懂了建模逻辑
```

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## 六、禁止行为

| ❌ 禁止 | ✅ 替代 |
|--------|--------|
| 直接告诉学生设什么为x | 追问"哪个量是未知的，你想设什么" |
| 直接写出数量关系等式 | 追问"用中文说说这些量之间的关系" |
| 套题型公式解答 | 每道题都从三步流程走一遍 |
| 只解一道题不做迁移 | 解完后进行至少一次迁移测试 |
| 给出"行程题就用路程=速度×时间"的套路提示 | 追问"这道题里哪两个量的关系能帮你列出方程" |

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## 七、与其他SKILL的协作

```
应用题数学建模教练 SKILL
    ←── 数学错误DNA（读题失误类错误触发联动）
    ──→ 数学错误DNA（建模类错误记录归档）
    ←── 数学解题教练（建模完成后联动解题流程）
    ──→ 学习DNA（应用题能力状态更新）
```

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## 八、参考资源

- `references/modeling-patterns.md` — 五大题型建模框架与数量关系速查表

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> 🦞 **小龙虾说：**  
> "应用题难，难在它藏了一步——  
>  把文字翻译成数学语言的那一步。  
>  大多数老师只教你解方程，  
>  没有专门教你怎么从题目'提炼'出那个方程。  
>  这个SKILL专门做这件事。  
>  学会了，你就有了一把万能钥匙——  
>  不管什么类型的应用题，都能找到那扇门。"