本书是作者继《巧用ChatGPT进行数学建模》之后推出的全新力作,系统介绍如何借助国产大语言模型DeepSeek高效完成数学建模任务。全书以“方法论驱动、人机协同、能力内化”为核心理念,构建了一套完整的AI辅助数学建模知识体系。全书共12章,涵盖数学建模全流程。第1~2章介绍数学建模基础与DeepSeek功能特性; 第3~9章系统讲解AI辅助建模的核心方法论,包括问题分析(FRAME框架)、资料收集(GAS法则)、模型创新(FUSED路径)、模型求解(SOLVER框架)、可视化表达(VISTA模型)及 报告撰写等关键环节;第10~11章探讨如何利用AI提升建模学习效率,以及知识库与智能体 的进阶应用;第12章聚焦数学建模竞赛实战,从备赛准备、赛中协同到赛后复盘,提供一整套可落地的操作方法。本书适合数学建模初学者、竞赛参赛者、高校师生及科研工作者阅读,也可作为数学建模 课程的教学参考用书。
王海华
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教育学硕士,资深数学建模教练,数学科普博主,公众号“模型视角”主理人,上海模视教育创始人。
曾获第六届中国未来学校大会“数学建模Top20教师”、首届(中国)教育创新发展高峰论坛“2025年度十佳跨学科融合教师”等荣誉。现为朱浩楠全国STEM名师工作室成员、北京师范大学数学建模中心教师研讨班核心成员、华东师范大学孟宪承书院校友导师。曾受邀担任中央新影中学生频道《榜样教育》栏目嘉宾、第二届京湾夏令营主讲教师、第六届中小学工程教育创新与发展"做中学"挑战赛中学数学评委。
著有《巧用ChatGPT进行数学建模》《数学建模趣味学:从徒手挖爆米花到玩转竞赛》《模型,就是数学化的思维》《数学建模实战:手把手教你参加数学建模竞赛》等,参编《数学建模:教育设计与案例》《高中STEM精品课程资源课例》等,并发表多篇数学建模研究论文。
长期指导学生参加美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM)、美国高中生数学建模竞赛(HiMCM)、国际中学生数学建模挑战赛(IMMC)、丘成桐科学奖等高级别赛事,所指导学生屡获特等奖及一等奖等优异成绩。
第1章 数学建模与DeepSeek001
1.1 什么是数学建模001
1.2 数学建模的基本流程002
1.2.1 定义问题003
1.2.2 建立模型003
1.2.3 求解004
1.2.4 检验结果004
1.2.5 报告和应用005
1.2.6 收集资料和数据005
1.2.7 数学建模案例:传染病模型005
1.3 DeepSeek 如何介入建模流程008
1.4 扩展查阅建议016
第2章 DeepSeek功能详解018
2.1 DeepSeek 模型架构概述018
2.2 提示词系统与对话能力020
2.2.1 提示词的基本结构020
2.2.2 对话式交互策略022
2.2.3 提示词的风格分类023
2.2.4 构建你自己的“建模提示词库”023
2.3 深度思考与结构化输出024
2.3.1 什么是“深度思考”024
2.3.2 深度思考如何辅助数学建模025
2.4 DPA公式:影响AI工具使用效果的乘法结构029
2.5 扩展查阅建议032
第3章 全貌、精修与续写034
3.1 全貌:快速构建“建模蓝图”034
3.2 精修:在关键处“磨刀出锋芒”036
3.3 续写模式:用AI补完“建模拼图”041
3.4 扩展查阅建议043
第4章 AI问题分析进阶045
4.1 FRAME框架:从“场景”到“结构”045
4.2 让DeepSeek成为你的“问题建构搭档”049
4.3 AI工具辅助“问题建构”的三种协同范式054
4.4 案例实操:校园电动车充电优化055
4.5 关键词索引与扩展查阅058
第5章 AI数据收集进阶060
5.1 数据收集三步法:GAS 法则061
5.2 AI辅助文献查阅的六大场景064
5.3 高阶整合能力070
5.4 遵循学术规范072
5.5 关键词索引与扩展查阅073
第6章 AI模型创新进阶076
6.1 模型创新的结构路径:FUSED 模型077
6.2 数学模型的分类与应用079
6.3 AI驱动的模型创新路径082
6.4 实例展示:AI辅助生成创新模型的流程087
6.5 扩展查阅建议089
第7章 AI辅助求解进阶091
7.1 求解与检验流程模型:SOLVER 框架092
7.2 经典数学模型的求解093
7.2.1 优化类模型的求解093
7.2.2 预测类模型的求解095
7.2.3 评价类模型的求解096
7.2.4 解释类模型的求解098
7.2.5 仿真类模型的求解101
7.3 案例展示:AI工具辅助下的完整求解流程105
7.4 学习指引与知识拓展107
第8章 AI精美作图110
8.1 可视化表达的结构化思维——VISTA 模型111
8.2 AI工具作图的三种能力路径115
8.2.1 路径一:生成图结构构思草图(从文本到构图思路)115
8.2.2 路径二:输出Python绘图代码(从结构到可执行代码)117
8.2.3 路径三:创意构思与图像描述生成(从文字到创意图像)136
8.3 建模场景下的实用图类模板138
8.4 AI作图在建模报告与答辩中的应用139
8.5 学习指引与可视化进阶140
第9章 AI辅助报告撰写142
9.1 报告撰写的四个核心挑战143
9.2 标准建模报告结构与AI工具辅助任务143
9.3 AI工具辅助报告撰写的四个阶段协同流程144
9.4 报告写作常用提示词结构参考146
9.5 案例展示:从模型结构到报告的协同生成147
9.6 扩展查阅建议148
第10章 用AI学数学建模151
10.1 GROW框架152
10.2 GROW框架与AI提问的深度联动设计155
10.3 AI工具辅助论文阅读与解读158
10.4 AI工具使用记录与效果评估159
10.6 学习指引与资源推荐162
第11章 知识库与AI智能体165
11.1 从提示词到智能体:协作方式的范式跃迁166
11.2 使用扣子平台创建智能体167
11.3 数学建模智能体的知识库与工作流170
11.4 场景实例:一个完整的智能建模对话流程172
11.5 学习指引与进阶探索174
第12章 AI辅助数学建模竞赛实战177
12.1 赛前准备:建模素养与工具能力的双线建设178
12.1.1 知识积累与模型速成178
12.1.2 提示词设计与高效提问179
12.1.3 形成团队与AI协作的SOP181
12.1.4 历年赛题梳理及模拟赛题练习182
12.1.5 团队磨合与材料准备184
12.2 赛中实战:任务驱动与结构协同下的高效建模187
12.2.1 任务拆解187
12.2.2 模型生成187
12.2.3 数据处理与代码调试188
12.2.4 报告撰写与表达优化189
12.2.5 多轮审稿:模拟提问与反馈机制189
12.3 AI协同评估与批改建模作品190
12.4 赛后总结:复盘与能力迭代193
12.5 扩展查阅建议196