CN106920434A - 少年儿童数学早期启蒙教育专用教具 - Google Patents

Abstract

一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，主要是由模块，演示板，连接结构与构件，配套使用的图片等四个结构部分相互连接，相互组合构成的；模块承载有小学数学课本所包含的基础知识内容相关的图形，图像及图案等元素；结合小学数学课本所包含有的基础知识内容，进行教学与训练，增强亲身体验，增强感性认识，强化数学运算能力训练，逐步掌握数学的归纳法，尝试法，排除法，比较法，凑整法等多种数学思维方法；培养观察问题能力，分析问题，解决问题的能力；增加对数学基础知识和概念的感性理解，提高数学运算能力；既是一种教具，又是一种玩具，动手又动脑，能够根据学习进度的需要，随时更新和更换模块所承载的元素，满足教学与训练的需求。

Description

少年儿童数学早期启蒙教育专用教具

技术领域

涉及一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具。

背景技术

目前，对学龄前或者小学低年级少年儿童数学早期启蒙教育都比较重视，无论是幼儿园或者是小学的教师以及孩子们的家长，大多数都是以小学低年级的数学课本作为主要参考资料，在接受早期启蒙教育方面，感觉难度大一些； 主要原因在于，日常生活之中，孩子们能够直接亲身接触和感受数学基础知识的机会少一些，或者是虽然接触到了，没有能够引起特别注意和足够重视，缺乏直接的感官上的认识，缺少亲自动手动脑的机会；这个时候，教学与训练所使用的专用教具，可以起到一定的作用和效果；但是，在现实生活中，这种专用教具产品实在是太少了，市场上几乎就见不到，在无奈的情况之下，有一些家长不得不选用一些火柴棍，扑克牌，骰子，黄豆粒等物品作为替代品，作为孩子们学习数学基础知识和数学基本运算训练的简单教具使用，虽然有一定效果，但是，总感觉效果并不是十分的理想。

发明的目的

设计发明一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，通过动手又动脑，让孩子们可以增加直观的感受，强化感官上的认识，强化基本运算能力的训练；提高学习数学的主观能动性和学习效率。

发明要解决的技术问题

采取一种新的技术方案，教具应该可以产生直观教学与强化训练两个方面的作用和效果；因为数学基础知识内容和具体解决实际应用问题所涉及的范围比较广泛；这样一种教具需要承载的元素就比较多，根据教学与训练的进度要求，所学习的数学基础知识内容及路径是一个由易到难，由少到多，由简单到复杂的过程，必须随时可以更新和更换专用教具所承载的各种元素，满足教学与训练的需求。

发明内容

发明设计的这样一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，其主要技术特征是：这样一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，主要是由模块，演示板，连接结构与构件，以及配套使用的图片等四个主要结构部分相互连接，相互组合在一起构成的；

模块的主要技术特征是：少年儿童数学早期启蒙教育专用教具的基本模块主要有八种不同的立体结构形状：

第一种：是由面积相等的六个正方形平面1和面积相等的八个等边三角形平面2，通过长度相等的二十四条棱线4相互连接，相互组合，构成的十四面立体结构形状的模块5；

第二种：是由四个面积相等的等边三角形平面2，通过六条长度相等的棱线4相互连接，相互组合构成的正四面立体结构形状的模块6；

两个正四面立体结构形状的模块6相互连接，相互组合在一起，可以构成一个由六个面积相等的等边三角形平面2，通过九条长度相等的棱线4以及五个顶点相互连接，相互组合构成的正六面立体结构形状的模块；

第三种：是由八个面积相等的等边三角形平面2，通过十二条长度相等的棱线4相互连接，相互组合构成的正八面立体结构形状的模块7；

第四种：是由六个面积相等的正方形平面1相互连接，相互组合构成的正立方体结构形状的模块9；

两个或者多个正立方体结构形状的模块9相互连接，相互组合可以构成一个长立方体结构形状模块，或者也可以构成一个体积更大的正立方体结构形状的模块；

第五种：是由两个面积相等的正方形平面1和四个面积相等的长方形平面14相互连接，相互组合构成的长立方体结构形状的模块10；

两个或者多个长立方体结构形状模块10相互连接，相互组合，可以构成一个正立方体结构形状的模块，或者是一个体积更大的长立方体结构形状的模块；

第六种：是由面积相等的六个圆形平面15及一部分圆球弧形表面16相互连接，相互组合构成的类似于圆球体结构形状的模块11；

第七种：是由面积相等的二十个等边三角形平面2，通过长度相等的三十条棱线4相互连接，相互组合构成的正二十面立体结构形状的模块12；

第八种：是由面积相等的两个圆形平面15和一个圆柱形侧立面17相互连接，相互组合构成的圆柱体结构形状的模块13；

两个或者多个圆柱体结构形状的模块13相互连接，相互组合，可以构成一个长度更长的圆柱体结构形状的模块；

上面所述的模块5，模块6，模块7，模块9，模块10，模块11，模块12，模块13是属于八种基本模块，通过这些基本模块的相互连接，相互组合，还可以构成体积更大，结构形状更为复杂的模块；

模块的正方形平面1，等边三角形平面2，长方形平面14，圆形平面15，圆球弧形外表面16及圆柱形侧立面面17，或者是与配套使用的图片相互连接，相互组合，构成的模块外表面，可以分别承载有红，橙，黄，绿，蓝，靛，紫等各种色彩元素；承载有1，2，3，4，5等各种数字符号元素，以及加，减，乘，除，大于号，小于号，等于号等各种数学运算符号元素；承载有苹果，香蕉，桃子；书，本，笔；篮球，排球，足球；大客车，中型汽车，小汽车；大船，中型船，小船；衣服，裤子，鞋；书包，文具盒；糖果，饼干，蛋糕，面包等小学数学课本所包括的数学基础知识实际应用问题的教学内容相关的图形，图像及图案等元素；承载有航母，巡洋舰，导弹，轰炸机，坦克，装甲车等海陆空及火箭军的各种现代化武器装备的图形，图像及图案等元素；承载有大象，长颈鹿，羚羊，猎狗，狮子，老虎等各种野生动物的图形，图像及图案等元素；承载有草地，树木，凉亭，河流，湖泊，树林，广场，道路，小桥，学校，教学楼，运动场，围墙，商店，住宅等各种建筑物及自然景观的图形，图像及图案等元素；模块的外表面，具有丰富的色彩感和真实的立体感；

演示板的主要技术特征：演示板22主要有正方形，长方形，六边形等多种平面形状;在演示板22的平面中，含有多条与边框相互平行或者相互垂直的直线19，多条对角线方向的直线20；这些直线把演示板22的平面分割成多个正方形的格子及三角形的格子21；这些直线分别相互交叉，交叉点也是模块摆放的中心点设置有连接孔23；正方形或者三角形格子21的面积，应该稍大于摆放在其中的模块的正投影面积；

由于演示板22的平面形状不同，含有的直线19及20的条数不同，含有的正方形及三角形格子21的数量多少及面积大小不同等因素，演示板22的结构与构造形状有多种规格型号；

连接结构与构件的主要技术特征是：连接结构与构件主要包括有连接杆24，模块上设置的连接孔3，演示板22上设置的连接孔23等三个主要结构部分相互连接，相互组合在一起构成的；

在模块的正方形平面1的中心点，等边三角形平面2的中心点，长方形平面14的中心点，圆形平面15的中心点设置有连接孔3；在演示板22平面的正方形及三角形格子21的中心点，以及直线的交叉点设置有连接孔23；

连接杆24的断面形状与连接孔3及23的断面形状相同，连接杆24的长度与连接孔3及23的深度有关系，连接孔3及23与连接杆24相互之间的组装间隙，既不能太紧，也不能太松，松紧应适度，操作应灵活；在连接孔3及23内插入连接杆24之后，可以把模块固定在演示板22的平面之上；

连接结构与构件，主要适用于垂直立着摆放演示板22的教具中，水平摆放演示板22的教具中，不用设置连接结构及连接构件；

这样一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，配备有这样一种配套使用的图片，其目的是可以增加少年儿童数学早期启蒙教育专用教具的实用性和广泛性，增加模块的承载元素范围和数量，根据教学与训练的进度需要，可以随时更新和更换模块的承载元素；这样一种配套使用的图片的主要技术特征是：配套使用的图片的形状及面积的大小，与模块的正方形平面1，长方形平面14，等边三角形平面2，圆形平面15的形状与面积的大小相同或者相似；

配套使用的图片承载有红橙黄绿蓝靛紫等各种色彩元素；

承载有1，2，3，4，5等各种数字符号元素，以及加，减，乘，除等数学运算的各种符号元素；

承载有与小学数学课本所包含的数学基础知识应用问题的内容相关的苹果，香蕉，糖果，饼干，面包，书，本，笔，篮球，排球，足球，大客车，小汽车等各种图形，图像及图案等元素；

承载有航母，巡洋舰，导弹，轰炸机，坦克，装甲车等海陆空及火箭军的各种现代化武器装备的各种图形图形，图像及图案等元素；

承载有大象，长颈鹿，羚羊，猎狗，老虎，狮子等各种野生动物的图形，图像及图案等元素；

承载有树林，小河，湖泊，道路，小桥，广场，商店，学校，住宅等各种建筑物或者自然景观的图形，图像及图案等元素；

配套使用的图片，与模块相互连接，相互组合，相互配套，根据教学与训练的进度需要，可以随时进行更新和更换；

这样一种配套使用的图片，采取有多种的相互连接，相互组合的技术结构形式，在模块的外表面上进行安装固定，以及拆除更新和更换；

采取快速黏贴的技术措施方案，把图片与模块相互连接，相互组合在一起，更换速度快，操作过程简单方便；

这样一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，生产加工所选用的材料主要是各种木材，竹子制品，各种塑料制品等材料；图片主要采用纸及塑料制品；这样一种专用教具也可以选择一些适用的家庭废旧物料，自己动手制作。

发明的有益效果

本发明设计的专用教具，既是一种教具，又是一种玩具，有利于动手动脑，强化直观教学与基础训练；增强数学运算能力及数学应用问题的分析能力；提高学习数学的主观能动性，提高学习数学的效率。

附图说明

结合附图，对本发明设计的专用教具的技术结构与构造做进一步说明；

图1是十四面立体结构形状模块5的结构与构造示意图；

图2是正四面立体结构形状模块6的结构与构造示意图；

图3是正八面立体结构形状模块7的结构与构造示意图；

图4是正立方体结构形状模块 9 的结构与构造示意图；

图5是长立方体结构形状模块10的结构与构造示意图；

图6是类似于圆球体结构形状模块11的结构与构造示意图；

图7是正二十面立体结构形状模块12的结构与构造示意图；

图8是圆柱体结构形状的模块13的结构与构造示意图；

图 9 是演示板22的结构与构造示意图；

图10是连接杆24的结构与构造示意图；

图中：1，是正方形平面；2，是等边三角形平面；3，是连接孔；4，是棱线；5，是十四面立体结构形状的模块；6，是正四面立体结构形状的模块；7，是正八面立体结构形状的模块；8，是顶点；9，是正立方体结构形状的模块；10，是长立方体结构形状的模块；11，是类似于圆球体结构形状的模块；12，是正二十面立体结构形状的模块；13，是圆柱体结构形状的模块；14，是长方形平面；15，是圆形平面；16，是一部分圆球弧形外表面；17，是圆柱形侧立面；18，是演示板的边框；19，是与演示板边框相互垂直或者相互平行的直线；20，是对角线方向的直线；21，是正方形或者三角形平面形状的格子；22，是演示板；23，是直线的交叉点，设置有连接孔；24，是连接杆。

具体实施方式

具体实施例之一：

图9所示是一种具有9*9=81个格子的正方形演示板，与这种规格型号演示板相互配套使用的各种类模块数量可以有81颗左右；

第一，在演示板22平面上，能够进行数字含义的认知，例如：2+3=5,2*2=4，等各种计数方法的学习及计数过程的训练；进行“九九”乘法口诀的学习与训练；进行加减乘除法的认知与训练，学习运算方法，掌握运算规律；

第二，能够进行数字与物品的排列与组合规律的认知与训练，例如：3， 5,7，9------；2,5， 8， 11------等数字的排列与组合规律的认识，航母，轰炸机，坦克，航母，轰炸机，坦克，航母，轰炸机，坦克------等物品的排列与组合规律的认知与训练；

具体实施例之二：

能够进行各种平面图形的认知与制作训练，类似于平面积木玩具；能够进行立体图形与结构的认知与制作训练，类似于立体积木玩具，边玩边进行数字的认知，数量的计算，动手又动脑，强化对平面图形及立体图形规律性的认知及记忆能力的培养；例如：设计规划一所学校的校园，安排教学楼，运动场等建筑物的位置，布置草地，树林，道路，小桥等自然景观等；可以规划，设计，摆放出各种迷宫类图形和玩具；

具体实施例之三：

在演示板平面上摆放正立方体结构形状模块（9），长立方体结构形状模块10，圆柱体结构形状模块13；

从前面，后面，左面，右面及顶面五个不同的角度观察这些模块的图形及相互之间的摆放位置关系，增强立体感，提高观察物体，分析问题的能力；

具体实施例之四：

结合小学生奥数的习题中的相关问题，还有很多与数学基本知识有关的能够动手又动脑的例子，通过学习与认知，强化训练，增强记忆能力，培养观察能力；在数学的启发式教学与实物训练之中，培养灵活机智的思维方式，动脑动手的协调能力；脑筋急转弯的思维能力等；

例如：计算各种平面图形的周长及面积的规律和方法；使用各种不同的模块，排列组合成各种不同的立体图形，计算模块的数量，掌握其中的规律和分析方法等；

具体实施例之五：

自己选用材料，动手制作这样一种教具，模块选用木材制作，首次制作模块的数量为九九歌诀的9*9=81个左右就可以了，这样，对于学习背诵九九歌的口诀是会有帮助的，以后可以逐步增加；首先把木材锯成小方块形状的毛胚，再用锉刀好砂纸打磨成型；外表面涂刷彩色油漆，模块外表面应该光滑有一定硬度，干燥后，就可以使用；

演示板22选用密度板或者细木工板制作，使用彩色笔画出各种直线，使用手电钻打出连接孔，表面使用砂纸打磨光滑，涂刷油漆；

演示板22还可以选用在家中使用过的塑料盒子，只要面积大小合适，就可以旧物利用，既可以改装成为演是板，又可以作为收纳模块的盒子，一举两得；

连接杆24选用竹筷子改装；

配套使用的图片需要的数量比较多，选用质量好一些的彩色美工纸制做；

首先把纸裁剪成为与模块外表面的等边三角形的平面，正方形平面，长方形平面，圆形平面的形状与面积基本相同或者相似的图片备用，需要多少，拿出来多少，在图片的正面画出需要的图形，图像或图案等元素，图片背面涂刷不干胶或者普通的胶水，黏贴在模块的外表面上；根据学习进度的需要，随时更换新的配套使用的图片，更换的时候，可以在原有图片基础之上继续黏贴，达到一定厚度之后，再开始清理；可以首先在清水中浸泡，再使用刀片刮除；

具体实施例之六：

本设计发明的少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，也可以作为彩色立体围棋，海陆空及火箭军立体军棋，立体斗兽棋，平面积木，立体积木以及迷宫类等各种玩具使用，有利于早期开发大脑的智慧；

本设计发明的少年儿童数学早期启蒙教育专用教具之中，模块以及配套使用的图片所承载元素的范围和数量还可以进一步扩大和增加：可以承载“三字经”，“弟子规”，“百家姓”，“唐诗宋词”，“中国诗词”，“中国汉字”，“中国成语”等中国语言文字元素，学习和传承国学文化。

Claims (4)

1.涉及一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，其主要技术特征是：

这样一种少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，主要是由模块，演示板，连接结构与构件，配套使用的图片等四个主要结构部分相互连接，相互组合在一起构成的；

模块的技术特征是：

模块主要有八种不同的结构形状：

第一种：是由面积相等的六个正方形平面（1）和面积相等的八个等边三角形平面（2），通过二十四条长度相等的棱线相互连接，相互组合，构成的十四面立体结构形状的模块(5）；

第二种：是由面积相等的四个等边三角形平面（2），通过长度相等的六条棱线（4）相互连接，相互组合，构成的正四面立体结构形状的模块(6)；

第三种：是由面积相等的八个等边三角形平面(2)，通过十二条长度相等的棱线 (4)相互连接，相互组合，构成的正八面立体结构形状的模块(7)；

第四种：是由面积相等的六个正方形平面(1)相互连接，相互组合，构成的正立方体结构形状的模块（9）；

第五种：是由面积相等的两个正方形平面(1)和面积相等的四个长方形平面(14) 相互连接，相互组合，构成的长立方体结构形状的模块(10)；

第六种：是由面积相等的六个圆形平面(15)和一部分圆球弧状外表面(16)相互连接，相互组合，构成的类似于圆球体结构形状的模块(11)；

第七种：是由面积相等的二十个等边三角形平面（2），通过长度相等的三十条棱线（4）相互连接，相互组合，构成的正二十面立体结构形状的模块(12)；

第八种：是由面积相等的两个圆形平面（15）和一个圆柱形侧立面（17）相互连接，相互组合，构成的圆柱形立体结构形状的模块(13)；

模块的正方形平面（1），等边三角形平面（2），长方形平面（14），圆形平面（15），一部分圆球弧形外表面（16），圆柱形侧立面（17），以及这些平面与配套使用的图片相互连接，相互组合所构成的模块外表面，承载有红橙黄绿蓝靛紫等各种色彩元素；

承载有1,2,3,4,5等各种数字符号等元素，以及加，减，乘，除等各种数学运算符号元素；

承载有小学数学课本所包括的应用问题内容相关的各种图形，图像及图案元素；

承载有树林，小河，小桥，湖泊，广场，道路，商店，学校，教学楼，住宅等各种建筑物及各种自然景观的图形，图像及图案元素。

2.根据权利要求1所述的少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，演示板的主要技术特征是：

演示板（22）主要有正方形，长方形，六边形等多种平面形状;

在演示板（22）的平面中，含有多条与边框相互平行或者相互垂直的直线（19），多条对角线方向的直线（20）；这些直线把演示板（22）的平面分割成多个正方形的格子及三角形的格子（21）；这些直线分别相互交叉，这些交叉点设置有连接孔（23）；正方形及三角形格子（21）的面积，应该稍大于摆放在其中的模块的正投影面积；

由于演示板（22）的平面形状不同，含有的直线（19）和（20）的条数不同，含有的正方形及三角形格子（21）的数量多少与面积大小不同等因素，演示板（22）的结构与构造有多种规格型号。

3.根据权利要求1 所述的少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，连接结构与构件的主要技术特征是：

连接结构与构件主要包括有连接杆（24），模块上设置的连接孔（3），演示板（22）上设置的连接孔（23）等三个主要结构部分相互连接，相互组合构成的；

在模块的正方形平面（1）的中心点，等边三角形平面（2）的中心点，长方形平面（14）的中心点，圆形平面（15）的中心点设置有连接孔（3）；在演示板（22）的正方形及三角形格子（21）的中心点和直线的交叉点设置有连接孔（23）；

连接杆（24）的断面形状与连接孔（3）及（23）的断面形状相同，连接杆（24）的长度与连接孔（3）及（23）的深度有直接关系，连接孔（3）及（23）与连接杆（24）相互之间的组装间隙，既不能太紧，也不能太松，操作应灵活，在连接孔（3）及（23）内插入连接杆（24）之后，可以把模块固定在演示板（22）的平面之上；

连接结构与构件，主要适用于垂直立着摆放演示板（22）的教具中，一般仅仅是水平摆放的演示板（22）的教具中，不用设置连接结构与构件。

4.根据权利要求1所述的少年儿童数学早期启蒙教育专用教具，配备有这样一种配套使用的图片，其主要技术特征是：

配套使用的图片的形状及面积，与模块的正方形平面（1），等边三角形平面（2）长方形平面（14），圆形平面（15）的形状与面积大小相同或者相似；

配套使用的图片，承载有红，橙，黄，绿，蓝，靛，紫等各种色彩元素；

承载有1,2,3,4,5，等各种数字符号元素，以及加，减，乘，除等各种数学运算的符号元素；

承载有与小学数学课本所包含的实际应用问题内容相关的苹果，香蕉，糖果；饼干，面包；书，本，笔；篮球，排球，足球；大客车，小汽车等各种图形，图像及图案元素；

承载有树林，草地，小河，湖泊，道路，小桥，商店，学校，住宅等各种建筑物和各种自然景观的图形，图像及图案元素；

配套使用的图片与模块相互连接，相互组合，相互配套在一起，根据教学与训练进度的需要，可以随时进行更新和更换；

采取快速黏贴的技术措施方案，把图片与模块相互连接，相互组合在一起，更换速度快，安装或者拆除容易，操作简单方便。