CN110325943A - 用于教授计算技能的装置及系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于教授计算技能的装置。该装置可以包括：多个算珠(215)和单元格(225)的列(220)组，该单元格(225)被配置成被多个算珠中的一个算珠占据。该装置可以包括被配置成确定算珠对单元格的占据的传感器(235)组以及与该传感器组电耦合的处理单元。该处理单元可以被配置成：从服务器接收至少一个整数数组。每个整数表示求解向用户显示的数学运算序列得到的中间结果；经由该传感器组确定算珠对单元格的占据；将对单元格的占据转换为校验数；以及将该校验数与数组中的当前数进行比较以确定当前运算是否被正确求解。

Description

用于教授计算技能的装置及系统

技术领域

总体来说，本申请涉及数学训练设备领域，具体地，涉及一种利用电子算盘教授计算技能的系统。

背景技术

本部分描述的实施方式可以被实行，但不一定是之前已经被设想或实行的实施方式。因此，除非另有说明，不应仅由于本部分描述的任意实施方式被包含在本部分中就假定它们为现有技术。

算盘以一种机械计算设备被人所知，其被用于进行加法、减法、乘法以及除法的基础数值计算。几个世纪以来，不同种类的算盘已经被用于计算。尽管电子计算器和计算机得到发展，然而在一些国家，一些算盘(例如，日本式珠算(Japanese soroban))仍在被广泛地使用。算盘还可以用作对儿童和成人教授和开发计算技能的工具，特别是心算技能。首先，可以教授学生使用算盘来进行算术计算。之后，可以训练学生想象该算盘并且在心里操纵该算盘的图像来进行算术计算。

一些利用算盘教授计算技能的现有系统包括与用于检查计算结果的计算机连接的电力或电子算盘。其他已知的用于训练的系统包括可以模拟使用算盘计算的在线应用程序。

现有的基于算盘的训练系统在对于解决具有多重运算的数学题上存在一些缺陷。其中的一个缺陷是：在进行多重运算时很难确定出错的确切运算或步骤所在。由第一个缺陷引起的另一个缺陷是：当学生在低级复杂度的多重运算的至少一个运算中出现错误时，他/她可能遇到一个需要关于高级复杂度的运算的知识的运算。另外还有一个缺陷是现有的训练系统不适用于群组训练，因为它们不能向具有不同技能的学生提供数学题。

发明内容

本发明内容被提供以用于以简化形式介绍概念的选择，这些概念将在如下具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于辅助确定所要求保护的主题的范围。

本公开针对于一种利用电子算盘教授心算技能的系统。根据本公开的一种实施方式，提供了一种用于教授计算技能的装置。该装置可以包括多个算珠。该装置还可以包括列(column)组。每一列可以包括预定数量的单元格(cell)。每个单元格可以被配置成被多个算珠中的一个算珠占据。该装置可以包括用于与服务器通信的通信单元。该装置还可以包括被配置成确定算珠对单元格的占据的传感器组。该装置还可以包括与传感器组电耦合的处理单元。该处理单元可以被配置成经由通信单元从服务器接收至少一个整数数组。每个整数可以表示求解数学运算序列得到的中间结果。该数学运算序列可以被显示给用户。

对于至少一个整数数组中的每个当前数，该处理单元还可以被配置成等待预定时间以允许用户移动算珠来求解数学运算序列中的当前运算。该处理单元还可以被配置成经由传感器组确定单元格是否被算珠占据。该处理单元还可以被配置成将被占据的单元格转换为校验数。该处理单元还可以被配置成将该校验数与该当前数进行比较以确定当前运算是否被正确求解。

在一些实施方式中，传感器为红外检测器，每个红外检测器被置于一个单元格内。在一些实施方式中，通信单元是无线通信单元。在一些实施方式中，算珠由半透明材料制成。在一些实施方式中，该装置还可以包括与处理单元通信耦合的光源单元组，每个光源单元被置于一个单元格内。在一些实施方式中，该光源单元是发光二极管。

在一些实施方式中，处理单元还可以被配置成基于校验数和当前数，确定被算珠错误占据的第一单元格子集。处理单元还可以被配置成按照一颜色(例如按照红色)点亮对应于第一单元格子集的光源单元。

在一些实施方式中，处理单元还可以被配置成基于当前数，确定要被算珠占据以获得该当前数的第二单元格子集。处理单元还可以被配置成按照一颜色(例如按照绿色)点亮对应于第二列子集的光源单元。

在一些实施方式中，处理单元还可以被配置成经由通信单元从服务器接收该预定时间。

根据本公开的另一种实施方式，提供了一种用于教授计算技能的系统。该系统可以包括至少被配置成存储一组数学题的服务器。该系统可以包括用于求解数学题的至少一个电子算盘。该至少一个电子算盘可以包括多个算珠和列组，每一列包括预定数量的单元格。每个单元格可以被配置成被多个算珠中的一个算珠占据。该至少一个电子算盘还可以包括用于经由数据网络与服务器通信的通信单元。该至少一个电子算盘还可以包括被配置成确定单元格是否被算珠占据的传感器组。该至少一个电子算盘还可以包括与该传感器组和光源单元组电耦合的处理单元。该处理单元可以被配置成经由通信单元从服务器接收至少一个整数数组。每个整数可以表示求解数学运算序列得到的中间结果。该数学运算序列可以表示一个数学题。该数学运算序列可以被显示给用户。

对于该至少一个整数数组中的每个当前数，处理单元还可以被配置成等待预定时间以允许用户移动算珠来求解数学运算序列中的当前运算。处理单元可以被配置成经由传感器组确定算珠对单元格的占据。处理单元可以被配置成将对单元格的占据转换为校验数。处理单元可以被配置成将该校验数与该当前数进行比较以确定当前运算是否被正确求解。

该系统还可以包括计算设备。该计算设备可以至少包括图形显示系统以及用于经由数据网络与服务器通信的设备通信单元。计算设备可以被配置成经由该设备通信单元接收数学运算序列，该数学运算序列表示一个数学题。计算设备可以被配置成经由图形显示系统显示该数学运算序列。

在一些实施方式中，该至少一个电子算盘还可以包括与处理单元通信耦合的光源单元组。每个光源单元可以被置于一个单元格内。

在一些实施方式中，处理单元还可以被配置成基于该校验数和该当前数，确定被算珠错误占据的第一单元格子集。处理单元还可以被配置成按照一颜色点亮对应于第一单元格子集的光源单元。

在一些实施方式中，处理单元还可以被配置成基于该校验数和该当前数，确定要被算珠占据以获得该当前数的第二单元格子集。处理单元还可以被配置成按照一颜色点亮对应于第二列子集的光源单元。

在一些实施方式中，在接收至少一个整数数组之前，处理单元还可以被配置成经由通信单元向服务器发送注册消息，该注册消息至少包括该至少一个电子算盘的标识符。处理单元还可以被配置成经由通信单元将与该至少一个电子算盘关联的时间与服务器的时间同步。在一些实施方式中，计算设备还可以被配置成经由设备通信信道向服务器发送另一注册消息。计算设备还可以被配置成经由设备通信单元将与该计算设备关联的时间与服务器的时间同步。

在一些实施方式中，处理单元还可以被配置成跟踪和存储求解数学运算序列所花费的时间和出现的错误。处理单元还可以被配置成经由通信单元向服务器发送求解至少一个数学题所花费的时间和出现的错误。

其他特征、示例以及实施方式在下文进行描述。

附图说明

通过示例以及附图中的图来说明实施方式，但其不用于限定，在附图中类似的标记指示相似的部件。

图1A示出了根据一种示例实施方式的可以在其内实施使用电子算盘教授计算技能的系统的环境。

图1B示出了根据另一种示例实施方式的可以在其内实施使用电子算盘教授计算技能的系统的环境。

图1C示出了根据又一种示例实施方式的可以在其内实施使用电子算盘教授计算技能的系统的环境。

图2是根据一些示例实施方式的电子算盘的前右视图。

图3是示出了根据一些示例实施方式的电子算盘的一个单元格的状态的示意图。

图4示出了根据一种示例实施方式的电子算盘的简化电子电路方案。

图5-图6是示出了根据一种示例实施方式的使用电子算盘教授计算技能的方法的步骤的流程图。

图7示出了一种机器的计算设备的图示表现，在该计算设备内用于使该机器执行本文所描述的任意一种或多种方法的指令集可以被执行。

具体实施方式

下面的具体实施方式包括附图，该附图形成具体实施方式的一部分。附图示出了根据示例实施方式的图解。这些示例实施方式(这里也称为“示例”)被足够详细地描述以使得本领域技术人员来实践本主题。实施方式可以被组合，其他实施方式可以被使用，或者可以做出结构上、逻辑上以及电子电路上的改变而不背离所要求保护的范围。因此，下面的具体实施方式将不会作为一种限制，以及保护范围由所附权利要求及其等同物定义。在本文档中，作为专利文档中常见的，术语“一个”和“一”被使用来包括一个或者多于一个。在本文档中，术语“或者”被使用来表示非排他的“或者”，如此，“A或者B”包括：“A，非B”，“B，非A”以及“A和B”，除非另有说明。

本文公开的实施方式的技术可以使用多种技术实施。例如，本文描述的方法可以在计算机系统上执行的软件中被实施，或者可以在利用微处理器的组合、或其他被专门设计的专用集成电路、可编程逻辑器件、以及它们的各种组合的硬件中被实施。应当注意的是，本文公开的方法可以部分地由计算机(例如，台式电脑、平板电脑、笔记本电脑)、手机、智能手机、智能电视系统等实施。

本公开的实施方式是针对数学训练的。本文所描述的用于教授计算技能的装置及系统可以是用于开发儿童和成人的心算技能的工具。具体地，该系统可以帮助学生使用电子算盘来进行算术运算。该系统还可以促进对成组的学生的教学，同时基于每个学生的技能调整对每个学生的训练练习。

一种示例性的用于训练计算技能的系统可以包括服务器以及至少一个电子算盘。该服务器可以至少被配置成存储一组数学题。该至少一个电子算盘可以包括多个算珠和列组。每一列可以包括预定数量的单元格。每个单元格可以被配置成被多个算珠中的一个算珠占据。该至少一个电子算盘还可以包括用于与服务器通信的通信单元。该至少一个电子算盘还可以包括传感器组，被配置成确定算珠对单元格的占据。该至少一个电子算盘还可以包括处理单元，该处理单元与该传感器组电耦合。该处理单元可以被配置成经由该通信单元从服务器接收至少一个整数数组，其中每个整数表示求解数学运算序列的中间结果。可以向用户显示该数学运算序列。对于该至少一个整数数组中的每个当前数，该处理单元可以被配置成等待一时间间隔以允许用户移动算珠来求解该数学运算序列中的当前运算。该处理单元还可以被配置成经由该传感器组确定算珠对单元格的占据。该处理单元还可以被配置成将对单元格的占据转换为校验数。该处理单元可以被配置成将该校验数与当前数进行比较，以确定当前运算是否被正确求解。

现在参考附图，图1A示出了根据一种示例实施方式的环境100A，在该环境100A内用于教授计算技能的系统可以被实施。环境100A可以包括电子算盘110、用户120以及计算设备140。

计算设备140可以包括电视机、用户计算机(PC)、笔记本电脑、智能手机、平板PC、个人穿戴设备等。在一些实施方式中，计算设备140可以包括图形显示系统160。在一些实施方式中，计算设备140可以与电子算盘110共置在同一场所(房间、教室等等)。

在一些实施方式中，电子算盘可以被配置成例如从计算设备140接收至少一个数学题。该数学题可以包括数学运算序列。在一些实施方式中，可以在图形显示系统160上向用户120显示该数学运算序列。在一些实施方式中，电子算盘110可以包括用于播放音频消息的音频设备。该消息可以包括对包含一个或多个数学题的文本的口语录音。

用户120可以操作电子算盘110以一步步求解数学题，其中每一步包括单个数学运算。在一些实施方式中，用户120可以被给予一时间间隔来使用电子算盘110进行单个数学运算。在其他实施方式中，电子算盘110可以被配置成等待直到用户120移动算珠。

在一些实施方式中，电子算盘110可以被配置成检查用户是否在每一步正确地求解了数学题。在一些实施方式中，电子算盘110可以被配置成在数学题的一步(单个数学运算)未被正确求解或已经超过了进行该运算的时间的情况下提醒用户120。在这种情况下，在一些实施方式中，电子算盘110可以被配置成提示用户120应该进行哪些操作以正确求解该步骤。在一些实施方式中，电子算盘110可以被配置成在数学题的该步骤未被正确求解的情况下播放声音。在其他实施方式中，电子算盘110可以被配置成在数学题的该步骤未被正确求解的情况下振动。在一些实施方式中，电子算盘110可以被配置成在数学题的该步骤未被正确求解的情况下使用灯指示器。相似地，在一些实施方式中，电子算盘110可以被配置成通过播放声音、振动和/或点亮灯指示器的方式来通知用户120该数学题的该步骤被正确求解。不同的声音、不同类型的振动以及灯指示器的不同颜色的灯光可以用于通知该步骤已经被正确求解以及通知该步骤未被正确求解。

在一些实施方式中，电子算盘110还可以被配置成确定用户120使用电子算盘110正确进行数学题的数学运算所花费的时间。在一些实施方式中，电子算盘110可以被配置成存储用户120求解数学题的错误记录和用户求解数学题所花费的时间。

图1B示出了根据另一种示例实施方式的环境100B，在该环境100B内用于教授计算技能的系统可以被实施。环境100B可以包括一个或多个电子算盘110、一个或多个用户120、服务器130、计算设备140以及数据网络150。

数据网络150可以包括因特网、计算云、以及任何其他能够在设备之间传达数据的网络。例如，适合的网络可以包括以下中的任一者或多者或与以下中的任一者或多者连接：本地内网、个人局域网、局域网、广域网、城域网、虚拟专用网、存储区域网、帧中继连接、高级智能网络连接、同步光网络连接等。此外，通信还可以包括到各种无线网络中任一种的链路，包括无线应用协议、通用分组无线服务、全球移动通信系统、码分多址或时分多址、移动电话网络、全球定位系统、蜂窝数字分组数据、动态研究(research in motion)、有限双工寻呼网络、蓝牙无线电或基于IEEE 802.11的射频网络。数据网络还可以包括以下中的任一者或多者或与以下中的任一者或多者连接：推荐标准232(RS-232)串行连接、IEEE-1394(火线)连接、光纤信道连接、IrDA(红外线)端口、小型计算机系统接口连接、通用串行总线连接或其他有线或无线、数字或模拟接口或连接、网格(mesh)或联网。

在多种实施方式中，服务器130可以包括在远程位置处可用的并且可通过数据网络150访问的计算资源(硬件和软件)。服务器130可以经由数据网络150与一个或多个电子算盘110通信耦合。在一些实施方式中，每个电子算盘110可以被分配个体(individual)标识符。服务器130可以被配置成接收个体标识符并基于个体标识符区分电子算盘110。服务器130可以由多个用户120共享。在一些实施方式中，服务器130可以包括一个或多个服务器群组/集群，该服务器群组/集群包括能够与网络交换机和/或路由器共置的计算机服务器集合。

在一些实施方式中，服务器130可以至少被配置成存储用于供用户120使用电子算盘110求解的一个或多个数学题。该数学题可以包括一个或多个数学运算，其中每个数学运算包括整数的加法、减法、乘法、或除法。该数学题可以按主题和复杂度来划分。

在一些实施方式中，服务器130还可以被配置成将数学题发送至电子算盘110。电子算盘可以被配置成从服务器130接收数学题。在一些实施方式中，服务器130可以与计算设备140通信耦合。服务器130可以被配置成基于数据网络150的参数确定电子算盘110和计算设备140位于相同场所。例如，服务器130可以被配置成确定电子算盘110和计算设备140经由相同Wi-Fi^TM路由器连接到数据网络150。

在一些实施方式中，服务器130可进一步被配置成将数学题同时发送到计算设备140和一个或多个电子算盘110。计算设备140可以进一步被配置成通过图形显示系统160呈现当前向使用电子算盘110的用户120提供的待求解的数学题。在一些实施方式中，数学题可以按照每次显示一个数学运算的方式被显示。每个数学运算可以被显示一预定时间。

电子算盘110可以进一步被配置成跟踪并存储求解数学题所花费的时间以及求解数学题出现的错误。在完成教学会话后(例如在求解了一组数学题之后)，电子算盘110可以被配置成发送关于求解时间和求解错误的信息到服务器130。

在一些实施方式中，服务器130可以进一步被配置成存储用户120的配置文件。该配置文件可以包括用户120使用电子算盘110求解的数学题、用户120求解该数学题所花费的时间、以及用户120在求解该数学题时出现的错误。服务器130可以进一步被配置成向授权用户提供不同用户120求解数学题的统计数据。例如，用户120可以使用在服务器上运行的应用程序查看训练结果、训练得分、以及在用户120的得分表中的用户名次(standing)。

图1C示出了根据又一种示例实施方式的环境100C，在该环境100C内用于教授计算技能的系统可以被实施。如图1C所示，环境100C可以包括一个或多个电子算盘110、一个或多个用户120、服务器130、具有图形系统界面160的计算设备140、以及数据网络150。在环境100C中，一个或多个电子算盘110、一个或多个用户120、以及计算设备140被划分为群组190。群组190可以被置于不同地理位置。在开始包括一组数学题的教学会话之前，电子算盘110和计算设备140可以被配置成注册到服务器130上并与服务器130同步。在求解数学题期间，计算设备140可以进一步被配置成向所有群组190显示世界时间以及数学题。在一些实施方式中，群组190的用户可以在相同时段内求解该数学题。在其他实施方式中，不同群组的用户120可以在不同的时段内彼此独立地求解数学题。

图2是根据一些示例实施方式的示例电子算盘110的俯视图。电子算盘110可以包括本体205、杆210以及算珠215。本体205的形状可以包括用于放置杆210和算珠215的槽。算珠215可以被划分成列220。算珠215可以被允许沿着杆210移动以占据单元格225。

在图2的示例中，每一列220包括7个单元格，这7个单元格进一步被分为两部分。第一部分包括2个单元格，可以被一个算珠215占据。第二部分包括5个单元格，可以被四个算珠215占据。应当理解的是，本文描述的用于教授计算技能的技术还可以用于具有其他列、单元格以及算珠配置的算盘。

每个单元格225可以包括用于检测算珠215是否占据单元格225的传感器。在一些实施方式中，传感器可以包括红外(IR)检测器235，单元格225还可以包括(IR)发光二极管(LED)230。如图3所示，IR检测器235可以用于检测算珠215是否占据了单元格225。当IR检测器感测到从算珠215反射的IR光，可以将值1分配给单元格。当IR检测器235没有感测到从算珠反射的IR光，可以将值0分配给单元格225。

参考回图2，在一些实施方式中，每个单元格225还可以包括光源单元240(例如LED)。该光源单元可以被配置成基于发光数据来以一种或多种颜色点亮。该颜色可以至少包括绿色和红色。

在一些实施方式中，电子算盘110还可以包括LED指示器245、电源按钮250、电源连接器255以及通用串行总线(USB)端口260。电子算盘110可以包括附加部件或其他部件，例如扬声器、音频输出端口以及振动设备。

图4是根据示例实施方式的电子算盘110的电路板400的简化方案。电路板400可以包括信号分离器410、控制器420、可充电电池430、无线通信单元440以及USB端口260。

在一些实施方式中，控制器420可以被实施为利用微处理器的组合、被专门设计的专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件、或者被配置成运行操作系统和电子算盘110的各种应用程序的片上系统(SoC)的硬件。在一些实施方式中，控制器420可以包括存储介质，用于存储应用数据和可由微处理器执行的指令。

信号分离器410可以被配置成从N个列220中选择一列，故，控制器420可以被配置成从IR检测器235中读取数据并为所选列的单元格中的光源单元240设置发光数据。

在一些实施方式中，USB端口260可以用于对控制器420进行编程。在一些实施方式中，控制器420可以被配置成经由无线通信单元420从服务器130接收数据。

在一些实施方式中，控制器420可以进一步被配置成经由无线通信单元440接收整数数组X{i},i＝1～M。控制器420可以进一步被配置成从该数组X{i},i＝1～M中选择一个数X。该数X可以表示在进行当前向用户120提供的数学题中的当前数学运算之后的正确中间结果。控制器420可以被配置成使用该数X来在用户120移动算珠之后检查当前运算是被正确执行。在一些实施方式中，控制器420可以被配置成等待一时间间隔，在该时间间隔内用户120可以被允许移动电子算盘的算珠以进行数学题的当前数学运算。在一些实施方式中，该时间间隔也可以由控制器420从服务器130接收。

控制器420可以进一步被配置成从传感器读取数据(例如，列220的单元格225的IR检测器235，其中列220为从第一列开始并以最后一列N结束)。来自列220的单元格225中的IR检测器的数据表示二进制数。控制器420可以进一步被配置成将该二进制数转换成长度为N的整数Y。整数Y可以表示数学题的当前数学运算的答案。控制器420可以进一步被配置成将整数Y和数X进行比较。如果数Y等于数X，则控制器420可以被配置成确定该答案正确。如果数Y不等于数X，则控制器420可以被配置成确定该答案错误。

在一些实施方式中，如果答案错误，则控制器420可以进一步被配置成确定第一单元格集合，为了获得正确答案，算珠要被置于该第一单元格集合中。控制器420可以进一步被配置成点亮第一单元格集合中的光源单元240。例如，第一单元格集合中的光源单元240可以被配置成通过设置适合的发光数据以绿色光点亮。

在一些实施方式中，控制器420可以进一步被配置成确定被算珠错误占据的第二单元格集合，因此这些算珠应从该第二单元格集合中移出，以获得正确答案。控制器420可以进一步被配置成点亮第二单元格集合中的光源单元240。在一些实施方式中，这些光源单元240可以被配置成通过设置适合的发光数据以正确颜色点亮。控制器420可以进一步被配置成等待直到用户120移动算珠。控制器420可以进一步被配置成检查答案并且点亮单元格中的合适的光源单元，直到用户120将算珠移动到应被占据的单元格，以接收正确答案。

图5是示出了根据本公开的一些示例实施方式的使用电子算盘教授计算技能的方法500的流程图。该方法500可以在图1B所示的环境100B中被实施。

方法500可以以块502开始，在该块502中，提供至少被配置成存储一组数学题的服务器。每个数学题可以包括加法、减法、乘法、除法的数学运算序列。数学题可以按照复杂度被划分成不同主题。

在块504中，方法500可以包括提供至少一个电子算盘。该至少一个电子算盘可以包括多个算珠。电子算盘还可以包括列组，每一列包括预定数量的单元格。每个单元格可以被配置成被多个算珠中的一个算珠占据。电子算盘还可以包括用于经由数据网络与服务器通信的通信单元。电子算盘还可以包括传感器组，被配置成确定算珠对单元格的占据。电子算盘还可以包括光源单元组，每个光源单元被置于其中一个单元格内。电子算盘还可以包括处理单元，该处理单元与该传感器组以及该光源单元组电耦合。

在块506中，方法500可以包括由处理单元经由通信单元接收至少一个整数数组。每个整数表示求解数学运算序列得到的中间结果。例如，序列“4”，“+5”，“+1”以及“-3”可以由数组{4,9,10,7}表示。可以向电子算盘的用户同步显示该数学运算序列。对于整数数组中的当前数，该当前数从第一个数开始，执行方法500的块508～块514中的操作。

在块508中，方法500可以包括由处理单元等待一预定时间间隔，以允许用户移动算珠以求解数学运算序列中的当前运算。

在块510中，方法500可以包括由处理单元通过传感器组确定算珠对单元格的占据。

在块512中，方法500可以包括由处理单元将对单元格的占据转换为校验数。

在块514中，方法500可以包括由处理单元将校验数与数组中的当前数进行比较来确定当前运算是否被正确求解。

图6是示出了根据一些实施方式的用于使用电子算盘训练计算技能的方法600的流程图。该方法600可以提供图5的方法500的附加步骤。

在块602中，方法600可以包括由电子算盘的处理单元根据校验数和当前数确定被算珠错误占据的第一单元格子集。

在块604中，方法600可以包括由电子算盘的处理单元点亮与该第一单元格子集对应的光源单元(例如，以红色点亮)。

在块606中，方法600可以包括由电子算盘的处理单元根据当前数确定要被算珠占据以获得该当前数的第二单元格子集。

在块608中，方法600可以包括由处理单元点亮与该第二单元格子集对应的光源单元(例如，以绿色点亮)。

图7示出了以计算机系统700的示例性电子形式的机器的计算设备的图形表示，在该计算设备内用于使该机器执行本文所描述的任意一种或多种方法的指令集可以被执行。在多种示例性实施方式中，机器作为独立设备运行或者可以连接(例如，联网)到其他机器。在联网部署中，机器可以在服务器-客户端网络环境中以服务器或客户端机器的能力运行，或者作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器运行。该机器可以是PC、平板电脑、机顶盒、智能手机、数码相机、便携式音乐播放器(例如，便携式硬盘驱动音频设备，例如运动图像专家组音频层3(MP3)播放器)、网络设备、网络路由器、交换机、网桥或任何能够执行用于指定机器要采取的动作的指令集(连续的或其他)的机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但术语“机器”还应被视为包括单独或联合执行一指令集(或多指令集)，以执行本文所描述的任意一种或多种方法的任意机器集合。

计算机系统700可以包括一个或多个处理器702、硬盘驱动器704、主存储器706和静态存储器708，它们经由总线710彼此通信。计算机系统700还可以包括网络接口设备712。硬盘驱动器704可以包括计算机可读介质720，该计算机可读介质720存储由本文描述的任意一个或多个方法或任意一个或多个功能实施或使用的一个或多个指令集722。指令722还可以在由计算机系统700执行该指令期间完全或至少部分地驻留在主存储器706内和/或处理器702内。主存储器706和处理器702也构成机器可读介质。

虽然计算机可读介质720在示例性实施方式中被示为单个介质，但是术语“计算机可读介质”应被视为包括存储一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或，相关联的高速缓存和服务器)。术语“计算机可读介质”还应被视为包括能够存储、编码或携带指令集的任意介质，该指令集用于供机器执行并且使该机器执行本申请的任意一种或多种方法，或者被视为包括能够存储、编码或携带由该指令集使用或与该指令集关联的数据结构的任意介质。因此，术语“计算机可读介质”应被视为包括但不限于：固态存储器、光学和磁性介质。这样的介质还可以包括但不限于：硬盘、软盘、NAND或NOR闪存、数字视频盘、随机存取存储器以及只读存储器等。

本文描述的示例实施方式可以在包括安装在计算机上的软件的操作环境中、在硬件中、或在软件和硬件的组合中被实施。

在一些实施方式中，计算机系统700可以被实施为基于云的计算环境，例如在计算云内运行的虚拟机。在其他实施方式中，计算机系统700可以自身包括基于云的计算环境，其中计算机系统700的功能以分布式方式运行。因此，当计算机系统700被配置为计算云时，该计算机系统700可以包括各种形式的多种计算设备，如将在下文更详细描述的。

通常来讲，基于云的计算环境是一个典型地整合了大量处理器(例如在网络服务器内)的计算能力和/或整合了大量计算机存储器或存储设备的存储能力的资源。提供基于云的资源的系统可以专门地被其所有者使用或者这种系统可由外部用户访问，该外部用户在计算基础设施内部署应用以获得大量计算资源或存储资源的好处。

例如，云可以由包括多个计算设备(例如计算机系统700)的网络服务器的网络形成，每个服务器(或至少多个服务器)提供处理器和/或存储资源。这些服务器可以管理由多个用户(例如云资源消费者或其他用户)提供的工作负载。典型地，每个用户将工作负载需求放在云上，这些需求实时变化，有时甚至是显著变化。这些变化的性质和程度通常取决于与用户相关联的业务类型。

因此，用于教授计算技能的装置及系统已经被描述。虽然已经参考特定示例实施方式描述了实施方式，但应当清楚的是，在不背离本申请的广泛的精神和范围的情况下，可以对这些示例实施方式做出各种修正和修改。相应地，说明书和附图被认为是说明性的，而非限制性的。

Claims (20)

1.一种用于教授计算技能的装置，该装置包括：

多个算珠；

列组，每一列包括预定数量的单元格，每个所述单元格被配置成被所述多个算珠中的一个算珠占据；

通信单元，用于与服务器通信；

传感器组，被配置成确定所述算珠对所述单元格的占据；以及

处理单元，与所述传感器组电耦合，所述处理单元被配置成：

经由所述通信单元从所述服务器接收至少一个整数数组，每个整数表示求解数学运算序列得到的中间结果，所述数学运算序列被显示给用户；以及

对于所述至少一个整数数组中的每个当前数：

等待预定时间以允许所述用户移动所述算珠来求解所述数学运算序列中的当前运算；

经由所述传感器组确定所述算珠对所述单元格的占据；

将对所述单元格的占据转换为校验数；以及

将所述校验数与所述当前数进行比较以确定所述当前运算是否被正确求解。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述传感器为红外检测器，每个所述红外检测器被置于一个所述单元格内。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述通信单元是无线通信单元。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述算珠由半透明材料制成。

5.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括与所述处理单元通信耦合的光源单元组，每个光源单元被置于一个所述单元格内。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述光源单元是发光二极管。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述处理单元还被配置成：

基于所述校验数和所述当前数，确定被所述算珠错误占据的第一单元格子集；以及

点亮对应于所述第一单元格子集的所述光源单元。

8.根据权利要求7所述的装置，其中点亮的颜色是红色。

9.根据权利要求5所述的装置，其中所述处理单元还被配置成：

基于所述当前数，确定要被所述算珠占据以获得所述当前数的第二单元格子集；以及

点亮对应于第二列子集的所述光源单元。

10.根据权利要求9所述的装置，其中点亮的颜色是绿色。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理单元还被配置成经由所述通信单元从所述服务器接收所述预定时间。

12.一种用于教授计算技能的系统，该系统包括：

服务器，至少被配置成存储一组数学题；

至少一个电子算盘，所述至少一个电子算盘包括：

多个算珠；

列组，每一列包括预定数量的单元格，每个所述单元格被配置成仅被所述多个算珠中的一个算珠占据；

通信单元，用于经由数据网络与所述服务器通信；

传感器组，被配置成确定所述算珠对所述单元格的占据；以及

处理单元，与所述传感器组电耦合，所述处理单元被配置成：

经由所述通信单元从所述服务器接收至少一个整数数组，每个整数表示求解数学运算序列得到的中间结果，所述数学运算序列表示一个所述数学题，所述数学运算序列被显示给用户；以及

对于所述至少一个整数数组中的每个当前数：

等待预定时间以允许所述用户移动所述算珠来求解所述数学运算序列中的当前运算；

经由所述传感器组确定所述算珠对所述单元格的占据；

将对所述单元格的占据转换为校验数；以及

将所述校验数与所述当前数进行比较以确定所述当前运算是否被正确求解。

13.根据权利要求12所述的系统，其中在接收至少一个整数数组之前，所述处理单元还被配置成：

经由所述通信单元向所述服务器发送注册消息，所述注册消息至少包括所述至少一个电子算盘的标识符；以及

经由所述通信单元将与所述至少一个电子算盘关联的时间与服务器的时间同步。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述处理单元还被配置成：

跟踪和存储求解数学运算序列花费的时间和出现的错误；以及

经由所述通信单元向所述服务器发送求解至少一个所述数学题花费的时间和出现的错误。

15.一种用于教授计算技能的系统，该系统包括：

服务器，至少被配置成存储一组数学题；

至少一个电子算盘，用于求解数学题，所述至少一个电子算盘包括：

多个算珠；

列组，每一列包括预定数量的单元格，每个所述单元格被配置成被所述多个算珠中的一个算珠占据；

通信单元，用于经由数据网络与所述服务器通信；

传感器组，被配置成确定所述算珠对所述单元格的占据；以及

处理单元，与所述传感器组电耦合，所述处理单元被配置成：

经由所述通信单元从所述服务器接收至少一个整数数组，每个整数表示求解数学运算序列得到的中间结果，所述数学运算序列表示所述一组数学题中的一个数学题，所述数学运算序列被显示给用户；以及

对于所述至少一个整数数组中的每个当前数：

等待预定时间以允许所述用户移动所述算珠来求解所述数学运算序列中的当前运算；

经由所述传感器组确定所述算珠对所述单元格的占据；

将对所述单元格的占据转换为校验数；以及

将所述校验数与所述当前数进行比较以确定所述当前运算是否被正确求解；以及

计算设备，所述计算设备至少包括图形显示系统以及用于经由所述数据网络与所述服务器通信的设备通信单元，所述计算设备被配置成：

经由所述设备通信单元接收数学运算序列，所述数学运算序列表示一个所述数学题；以及

经由所述图形显示系统显示所述数学运算序列。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述至少一个电子算盘还包括与所述处理单元通信耦合的光源单元组，每个光源单元被置于一个所述单元格内。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述处理单元还被配置成：

基于所述校验数和所述当前数，确定被所述算珠错误占据的第一单元格子集；以及

点亮对应于所述第一单元格子集的所述光源单元。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述处理单元还被配置成：

基于所述当前数，确定要被所述算珠占据以获得所述当前数的第二单元格子集；以及

点亮对应于第二列子集的所述光源单元。

19.根据权利要求15所述的系统，其中在接收至少一个整数数组之前，所述处理单元还被配置成：

经由所述通信单元向所述服务器发送注册消息，所述注册消息至少包括所述至少一个电子算盘的标识符；

经由所述通信单元将与所述至少一个电子算盘关联的时间与服务器的时间同步；以及

所述计算设备还被配置成：

经由所述设备通信单元向所述服务器发送另一注册消息；以及

经由所述设备计算设备将与所述计算设备关联的时间与服务器的时间同步。

20.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理单元还被配置成：

跟踪和存储求解数学运算序列花费的时间和出现的错误；以及

经由所述通信单元向所述服务器发送求解至少一个所述数学题花费的时间和出现的错误。