數學運算積木的製作方法

2023-05-01 05:20:51 6

專利名稱:數學運算積木的製作方法
一種供兒童學習數學基礎知識的學具和玩具。
積木是深受各國兒童喜愛的玩具，除了傳統的建築、交通工具等純遊戲積木外，近年出現了許許多多智力型積木。如漢字字根積木、音樂積木等；現在市場上出現的數學遊戲棋。其實質也是一種智力積木(對弈成份少)。現有的數學積木雖然可以用來拼綴算式，但都不能「自動」給出答案。需要遊戲者算出結果來。由於使用對象大多是幼兒。往往得不出正確結果，難以激發兒童的遊戲的學習興趣。
本實用新型的目的是創造一種即能供兒童拼綴算式，又能「自動」給出運算結果。知識性和趣味性具強的數學積木。
本實用新型由主件和輔件組成。
主件包括二十枚數字元件和二枚結果樹。
數字元件的基本形狀相同，只是長短不同。數字元件為階梯形四稜柱。具有兩個階梯形表面。6個矩形表面。相當於一個四稜柱在階梯處切去一小塊直六面體。縱切面正好垂直平分原四稜柱被切的表面，橫切面則與縱切面成直角，沿階梯線的延長線將每個階梯形表面劃分成兩條矩形。用不同顏色區分開來；這兩條矩形寬相等，長度不同，分別用來拼綴不同級別的算式並進行運算。譬如專用的算術運算積木，長矩形用來做加減，短矩形用來做乘除；因為用每個矩形外面那條長邊做標準最方便，我們可以分別把它們叫做加減運算和乘除運算邊；在每條運算邊上都分別標上相應的刻度和符號。運算的有效數位和精度是由這些刻度和符號決定的(幼兒用的可以不標，或者簡單明了地標上少量刻符)。蹈常襲故。我們亦把加減運算邊與乘除運算邊合成的梯形表面叫做運算面。每個數字元件都具有兩個運算面。運算面除了用來加減乘除運算外。也能用來做乘方、開方、三角函數、複數、矢量等等數學運算。只是運算邊上的刻度和符號不同而已。數字元件的另外兩個較大的側面。一個用來印數字，一個用來印圖畫，分別叫做數字面和圖解面。同一數字元件上數字面上的數字與圖解面的圖畫是對應的。數字面上印的是「1」。則圖解面印的是一個小動物(或其他東西)；數字面上印的是「2」。則圖解面上印的是兩個小動物(或其他東西)；餘類推。其餘表面，可以同輔件呼應印上各種綜合遊戲圖案。
數字元件有十種，每種兩枚。分別在數字面上印有「1」、「2」、「3」、「4」、「5」、「6」、「7」、「8」、「9」、「10」，每種的長短不同。是由「1」到「10」按一定的函數關係有規律地遞增的。它們的長度最好用運算邊來說明加減運算邊以「1」的長度為單位長，「2」是「1」的兩倍長。「3」是「1」的三倍長。餘類推。乘除運算邊則是先確定一個單位長m(最好略短於加減運算邊的「1」)。每個運算的長度為m10gx(x＝1、2、……、10)。其他種類的運算邊應另按適合的函數關係取值。但不必放在梯形表面的外面長邊上，可以印在運算面的裡面。此不一一贅述。
結果樹兩枚，但兩枚可以銜接為一棵樹。結果樹可以做數字元件一樣的形狀。外觀大小、長短與數字元件「10」完全相同；也可以做成其他的趣味性的幾何形狀，以便與輔件做綜合遊戲。結果樹上按相應的函數關係標有表示運算結果的刻線和讀數。
輔件10～15個。做成各種基本平面或立體幾何圖形。其中直角三角形一個、等腰三角形一個、等邊三角形一個、一般平行四邊形一個、正方形一個、長方形一個、等腰梯形一個、扇形一個、等大的半園兩個(可以拼成一個園)、四面體一個、正方體一個、長方體一個、園柱體一個、球體一個(立體幾何圖形可以不做)。
輔件的表面上印有幾何圖形的名稱、趣味興圖案以及實物舉例。平行四邊形、菱形、梯形都有一對(或一個)60度的角。它們的短邊長度與等腰三角形的邊長一致。同時所有輔件與輔件、輔件與主件的大小要相稱。以便相互配合組成各種模型。
數字元件的尺寸不宜過大。也不宜過小，以兒童玩得上手。攜帶方便為準。這裡提供一個參考尺寸高15mm、寬15mm，每個數字元件都是相同的；加減運算邊的單位長為15mm。「2」為30mm。「3」為45mm。……。「10」為150mm；乘除運算的單位長為15mm。那麼「2」為10g10×15。
結果樹以150mm×15mm×15mm為宜。
輔件的大小要與主件相稱，這裡也提供一個參考尺寸。平面幾何圖形的厚度均為15mm。其表面尺寸分別為直角三角形三邊分別長30mm、40mm、50mm。等腰三角形腰長30mm、底邊長40mm。等邊三角形邊長34mm。正方形30mm×30mm。長方形50mm×30mm。一般平行四邊形50mm×34mm，菱形34mm×34mm。等腰梯形上底長20mm。下底長54mm、斜邊長34mm。半園直徑為40mm。四面體各稜長40mm。長方體50mm×40mm×30mm。園柱體直徑30mm、高40mm。球體直徑30mm。
本實用新型有多種用途一、低幼兒童能夠通過主件圖解來識讀數字。二、用數字元件來拼綴算式。將拼出的算式同結果樹對照能夠讀出正確的結果。三、用輔件學習基本幾何圖形知識。四、主件和輔件結合。可以做建築、工具、器物等多種積木遊戲。
附圖為主件基本形狀的立體圖，點劃線為運算面的色界。也就是兩個不同運算邊的分界線。
本實用新型可用木材、塑料、有機玻璃、陶瓷等材料做成。以木材為例1、照附圖將乾燥木材加工成主件模塊。各模塊運算邊的長度需根據一定函數關係確定。2、按本說明書印製主件各表面(數字面、運算面、圖解面及綜合遊戲圖案面)的貼花。3、將貼花粘貼在相應主件的相應表面上。4、按本說明書用木材加工成輔件模塊。5、將輔件表面塗上鮮豔明快的有色油漆。並印上輔件幾何圖形名稱及刻度；或按本說明書印製貼。粘貼在相應的輔件上。即成。
權利要求
1.一種數學學具和玩具。其特徵是22枚具有兩個階梯形表面，6個矩形表面，在不同表面上分別印有數字、符號、圖案和刻度的主件；以及15枚表面印有名稱和刻度的基本幾何圖形輔件。
2.權利要求
1所述的主件，其特徵是兩個階梯形表面為運算面，每個運算面具有兩條以上的運算邊，用不同的顏色相區別，用來進行不同級次的數學運算。
3.權利要求
2所述的運算邊，其特徵是每條運算邊的長度和刻度是根據運算級次要求的特定函數關係決定的。
4.權利要求
1所述的輔件，其特徵是做成直角三角形、等腰三角形、等邊三角形、一般平行四邊形、正方形、長方形、等腰梯形、扇形、半園形、四面體、正方體、長方體、園柱體、球體等，其中半園形兩個，其他各一個。
專利摘要
一種供兒童學習數學基礎知識的學具和玩具。由二十二枚主件和十多枚基本幾何圖形輔件構成。主件為長短不同的階梯形四稜柱，在不同表面分別印有數字、圖畫、刻度及符號、綜合遊戲圖案等。輔件為各種基本幾何圖形。兒童可以用主件識讀數字。並綴加、減、乘、除以及乘方、開方等算式。將算式同結果樹(主件的一種)對照能讀出正確結果。用輔件可以學習基本幾何圖形知識。主件和輔件結合起來能做建築、工具、器物等多種積木遊戲。
文檔編號A63H33/04GK87204490SQ87204490
公開日1988年8月17日 申請日期1987年8月8日
發明者田志祥 申請人:田志祥導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan