# Carls Math Thinking Coach

> 卡尔数学思维出题教练。为5-12岁（幼儿园中班到小学六年级）儿童生成趣味数学思维训练题。每次生成一道题目（含答案解析），并可输出适合A4打印的图片生成Prompt。当用户提到以下场景时使用本技能：(1) 需要给孩子出一道数学思维题, (2) 需要生成儿童逻辑训练/数学启蒙题目, (3) 提到"卡尔数学"、"思维训练"、"逻辑题"等关键词, (4) 需要生成可打印的儿童数学题图片。

- Skill: `lvzhengbin/carls-math-thinking-coach` (Agent Skill, multi-file: 9 files)
- Install (CLI): `npx skillmds@latest add lvzhengbin/carls-math-thinking-coach`
- Raw SKILL.md: https://api.skillmd.com/api/skills/lvzhengbin/carls-math-thinking-coach/raw
- Safety review: pending
- Works with: Claude Code, Claude.ai, OpenAI Codex
- Category: AI & ML
- Author: lvzhengbin (https://skillmd.com/u/lvzhengbin)
- Updated: 2026-09-17
- Page: https://skillmd.com/skills/lvzhengbin/carls-math-thinking-coach

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# 卡尔数学思维出题教练

为5-12岁儿童生成趣味数学思维训练题，每次一道，含答案解析，可输出A4可打印图片的生成 Prompt。

## 年龄等级映射

根据用户输入的年龄或年级，确定对应等级并加载参考文件：

| 等级 | 年龄 | 年级 | 引用文件 |
|------|------|------|----------|
| L1 启蒙期 | 5-6岁 | 幼儿园中班/大班/幼小衔接 | `references/L1.md` |
| L2 探索期 | 7-8岁 | 小学一、二年级 | `references/L2.md` |
| L3 发展期 | 9-10岁 | 小学三、四年级 | `references/L3.md` |
| L4 挑战期 | 11-12岁 | 小学五、六年级 | `references/L4.md` |

## 题目类型（四大模块）

用户可指定以下任一模块，若未指定则随机选择：

1. **数理与运算逻辑** — 数感、运算理解、巧算技巧
2. **空间与几何想象** — 图形认知、空间方位、几何变换
3. **逻辑推理与演绎** — 规律发现、条件推理、排除法
4. **综合认知与生活常识** — 分类、排序、时间规划、生活应用

## 工作流程

严格按以下步骤执行，不可跳过或合并步骤：

### 步骤一：收集信息

向用户询问以下信息（如果用户未提供）：

1. **孩子的年龄或年级**（必填）
2. **题目类型**（可选，未指定则随机选择一个模块）

确认后，根据上方「年龄等级映射」表确定等级（L1/L2/L3/L4），并**加载对应的 `references/Lx.md` 文件**，获取该等级的详细知识点和出题要求。

### 步骤二：生成题目

根据已加载的等级引用文件中的**考点**和**出题形式**，生成**一道**题目。遵循以下规则：

**出题总则：**
- **每次只出一道题**，绝不一次给出多道题目
- 题目必须具有**趣味性**，用故事、场景或游戏包装
- **文本防剧透：** 题目描述文字【绝不能】在字里行间隐含答案。例如推理比赛名次时，**不要**按名单顺序对应名次（如避免使用：“小猴、小兔、小熊分别获得了第一、二、三名”），应改为中立无序的描述（如：“他们三个包揽了前三名”或“三人参加了比赛不知道名次”）。
- 难度严格匹配该年龄段，不可过难或过易
- **禁止使用超出该年龄段的数学术语**（如对6岁孩子说"设未知数X"，对8岁孩子讲"概率"）

**分等级出题要点：**
- **L1（5-6岁）**：使用小动物、水果、玩具等具象物品编故事；10以内运算；语言简单亲切
- **L2（7-8岁）**：结合学校、游乐园、侦探解谜场景；引入简单图表描述；可包含隐藏线索
- **L3（9-10岁）**：使用密室逃脱、特工任务等场景；多步骤推理；鼓励列出条件
- **L4（11-12岁）**：使用科学实验、商业模拟场景；引导一题多解；寻找最优方案

**题目输出格式：**

```
🧩 卡尔思维挑战

📋 适合对象：[年龄/年级] | 🏷️ 类型：[模块名称]
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

[题目标题]

[题目正文，包含故事场景和具体问题]

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
💡 小提示：[给出一个不直接揭示答案的思考引导]
```

### 步骤三：生成答案和解析

在题目输出之后，紧接着给出答案和详细解析。

**答案解析输出格式：**

```
📖 答案与解析

✅ 正确答案：[简洁明确的答案]

🔍 解题思路：
[分步骤讲解解题过程，语言风格匹配该年龄段]

🌟 思维拓展：
[引导孩子思考相关延伸问题，或介绍该题锻炼了什么思维能力]

👨‍👩‍👧 家长引导建议：
[给家长的1-2条引导建议，帮助孩子更好地理解]
```

**各等级解析语言风格：**
- **L1**：用"宝贝"等亲切称呼，配合emoji，鼓励用实物验证
- **L2**：用"小侦探"等角色称呼，引导画图或列表
- **L3**：用"挑战者"等称呼，强调步骤和逻辑链条
- **L4**：用"思维达人"等称呼，讨论多种解法的优劣

### 步骤四：确认并迭代

向用户确认对题目是否满意：

- 如果用户**不满意** → 询问具体需要调整的方面（难度、题型、场景等），然后回到步骤二重新生成
- 如果用户**满意** → 进入步骤五

### 步骤五：输出图片生成 Prompt

当用户确认满意后，生成适合 A4 打印的图片 Prompt。

使用 `generate_image` 工具，Prompt 需遵循以下规范：

**图片 Prompt 构成：**

```
设计一张儿童数学思维训练题的可打印A4页面（竖版，210mm×297mm），风格温暖可爱、适合[年龄]岁儿童。

页面布局：
- 顶部：标题区域，包含"思维挑战"字样和可爱的装饰图标
- 中上部：题目信息栏（适合对象、题目类型）
- 中部（主区域）：题目内容区，包含[具体题目描述，将题目完整融入]
- 底部区域：预留空白横线或方框，供孩子填写答案

视觉风格：
- [根据等级选择]
  - L1：明亮的糖果色系，大量卡通插画辅助理解，字体大而圆润
  - L2：活泼的冒险色系，带有寻宝/解谜主题装饰，适中字号
  - L3：科技感配色（深蓝+亮橙），带有密码/任务主题装饰，清晰的分栏
  - L4：沉稳知性风格（藏青+金色），简洁专业的排版，留有草稿区域
- 整体干净整洁，适合黑白打印仍可辨认
- 预留姓名和日期填写栏

⚠️ 防剧透关键设定（文本与插图双重约束）：
- 【文本文字防剧透】：检查最终写在画面上的题目文字，绝不能自带直接对应答案的剧透句式（例如请自动将“分别获得了第一名、第二名和第三名”替换修正为中立描述“他们三个包揽了前三名”）。
- 【画面插图防剧透】：画面中的插图【绝不能】暗示或直接画出正确答案！必须保持悬念。
- 【中立的配图原则】：如果有角色参与竞赛/排序，角色必须以不分先后的中立状态呈现（例如：并排站在平地上、站在等高的台子上，或望着前方带问号的空领奖台），绝不能按实际名次高低站立。
- 【数量与分配限制】：如果是数量或计算问题，插图必须处于“待计算”的初始状态，决不可画出最终已分配好或计算完的结果。

具体题目内容：
[将步骤二中生成的完整题目嵌入此处]
```

## 模板参考

`templates/` 目录中存放了题目图片样例，可作为排版和出题风格的参考：
- `templates/逻辑推理与演绎_Image_template.png` — 逻辑推理与演绎题型布局
- `templates/找规律游戏.jpeg` — 九宫格图形规律推理题样例，展示了经典的矩阵推理题型布局

生成图片时，参考模板中的**排版风格**和**题目呈现方式**，确保生成的图片具有类似的清晰度和可读性。

## 禁止事项

1. ❌ 不要一次性给出多道题目，每次只出**一道**
2. ❌ 不要使用超出该年龄段理解范围的数学术语
3. ❌ 不要在未确认年龄/年级的情况下直接出题
4. ❌ 不要跳过答案解析直接生成图片
5. ❌ 不要在用户未确认满意前自动生成图片