CN204740779U - 几何连方实验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种几何连方实验箱，包括箱体、立方体单元块、连方体和视图板，所述箱体侧面开口，所述箱体内设有专用定位盒，所述立方体单元块、所述连方体和所述视图板均放置于所述专用定位盒内，所述立方体单元块为7个，所述连方体为三连方体2块，四连方体8块，五连方体16块；所述视图板分为主视图板和左/右视图板。本实用新型的有益效果为：贴近课标——贴近义务教育数学课标『图形与几何』；实验性——探究与验证现有连方产品如七巧块、伤脑筋十二块等的源头与原理；构建操作——进行立方体单元块的组合实验，进行五连方以内连方体的组合搭配，任意构建空间几何结构体；视图教学——进行有关投影与视图知识的直观教学与学习。

Description

几何连方实验箱

技术领域

本实用新型涉及一种几何连方实验箱，属于中小学数学教学实验器具。

背景技术

连方，就是把若干个完全相同的立方体单元块按照面与面完全对接的原则连接在一起形成几何结构形状，这种几何结构形状，称之为连方体。连方体有三连方体，四连方体，五连方体直至n连方体等等，属于组合数学的范畴，涉及数学中的平面几何学、立体几何学、拓扑学、运筹学、图论以及逻辑学、美学、建筑学、物理学等多门学科。七巧块(又称索玛立方体)、伤脑筋十二块等玩具便是几种不同连方体的特定组合。

以七巧板、华容道、九连环为代表的古今中外益智玩具，已经被全国教育科学“十二·五”部级规划课题[优质课堂与现代教学技艺运用的研究]纳入应用研究的范畴，列入义务教育阶段中小学‘数学实验室’装备的备选器具，并正在许多中小学校进行应用实践。七巧块、伤脑筋十二块等连方类构建玩具是益智玩具的重要且经典的组成部分。

在实际应用实践当中发现，连方类玩具其原有主要功能侧重于益智把玩娱乐，要作为数学实验教学器具，与数学课标[图形与几何]知识贴近不足，应用作用不显著，学生不知其所以然，应用范围局限。

实用新型内容

本实用新型提供了一种连方实验箱，配置了立方体单元块、连方体、视图板，能够进行连方实验——12个以内立方体单元块的组合实验，以便探究和验证现有连方产品的源头与原理；进行五连方以内任意连方体的搭配，任意构建空间几何体，还能够进行有关投影与视图知识的教学，对学生尤其是低龄学生认识投影与视图，建立几何直观，发展空间观念，增强应用意识，提高实践能力等具有重要作用。

本实用新型所采用的技术方案：

一种连方实验箱，包括箱体、立方体单元块、连方体和视图板，所述连方体包括三连方体、四连方体和五连方体；所述箱体侧面开口，所述箱体内设有专用定位盒，所述立方体单元块、所述连方体和所述视图板均放置于所述专用定位盒内，所述视图板分为主视图板和左/右视图板，所述主视图板和所述左/右视图板的底端均连接有插脚，所述箱体的顶面上开设有主视图板插槽和左/右视图板插槽，所述主视图板的插脚与所述主视图板插槽相配合，所述左/右视图板的插脚与所述左/右视图板插槽相配合，所述左/右视图板插槽的数量为两个，且两个所述左/右视图板插槽相对设置，所述主视图板插槽位于两个所述左/右视图板插槽的同侧，且与两个所述左/右视图板插槽在所述顶面上划分出俯视区域。

作为优选的，所述立方体单元块为完全相同的独立立方体块7块；所述三连方体的数量为2块，四连方体的数量为8块，五连方体的数量为16块。

作为优选的，所述主视图板插槽所在的直线垂直于两个所述左/右视图板插槽所在的直线。

进一步优选的，所述俯视区域上刻划有网格线，所述主视图板和所述左/右视图板上也刻划有网格线，所述俯视区域上的网格线、所述主视图板上的网格线和所述左/右视图板上的网格线均为正方形网格，且所述正方形网格的每个网格均与所述连方单元块的形状相适应。

进一步优选的，所述主视图板上的网格的列数与所述俯视区域上的网格的列数相等且一一对应，所述左/右视图板上的网格的列数与所述俯视区域上的网格的横数相等且一一对应。

进一步优选的，所述俯视区域为长方形，所述主视图板的数量为1个，为了存储方便，将所述主视图板一分为两块，所述左/右视图板的数量为1个，所述左视图板与所述右视图板为一块板的正反面，且所述主视图板和所述左/右视图板的规格相同。

所述专用定位盒的数量为两个，两个所述专用定位盒上下并排设置在所述箱体内。

进一步的，所述专用定位盒的前端固定镶嵌有永磁铁，所述箱体的内部还固定有与所述永磁铁相配合的铁片，所述铁片位于所述箱体的前板上。

本实用新型的有益效果为：

贴近课标——更贴近义务教育阶段数学课标『图形与几何』知识点；能够进行连方实验——12个以内立方体单元块的组合实验，以便探究和验证现有连方产品如七巧块、伤脑筋十二块等的源头与原理；进行五连方体以内任意连方体的搭配，任意构建空间几何结构体，还能够进行有关投影与视图知识的教学，对学生尤其是低龄学生认识投影与视图，建立几何直观，发展空间观念，增强应用意识，提高实践能力等具有重要作用。

网格线的设置，连方体或其它空间几何结构体放置在俯视区域内时，保证连方体或其它空间几何结构体的每个单个立方体均对应一个网格的单格，便于在俯视区域内分辨出连方体或其它空间几何结构体的俯视图，便于理解俯视的概念。

主视图板和左/右视图板上的网格线，且与俯视区域内的网格线的对应关系，连方体或其它空间几何结构体在主视图板和左/右视图板上的投影也与相应的网格线对齐，便于分辨正视图投影和左/右视图投影。

专用定位盒的前端镶嵌永磁铁，再合上专用定位盒后，专用定位盒上的磁铁就会吸住铁片，从而防止专用定位盒的轻易外滑。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2是视图板与箱体的爆炸图；

图3是几何连方放置在俯视区域的状态图；

图4是第一个专用定位盒的俯视图；

图5是第二个专用定位盒的俯视图。

其中：1、箱体；2、俯视区域；3、主视图板；4、左/右视图板；5、专用定位盒；6、连方体。

具体实施方式

参见图1-图5，本实用新型提供给了一种几何连方实验箱，包括箱体1，所述箱体1的侧面开口，所述箱体1内设有专用定位盒5，所述专用定位盒5的数量为2个，2个所述专用定位盒5以抽插的方式通过所述开口固定在所述箱体1内，2个所述专用定位盒5内放置若干各式连方体6(包括全部的三连方体、全部的四连方体和部分五连方体以及多个立方体单元块，图4、图5示)、主视图板3和左/右视图板4，所述主视图板3和所述左/右视图板4的底端均连接有插脚，所述箱体1的顶面上开设有主视图板插槽(图中未标注)和左/右视图板插槽(图中未标注)，所述主视图板3的插脚与所述主视图板插槽相配合，所述左/右视图板4的插脚与所述左/右视图板插槽相配合，所述左/右视图板插槽的数量为两个，且两个所述左/右视图板插槽相对设置，所述主视图板插槽位于两个所述左/右视图板插槽的同侧，且与两个所述左/右视图板插槽在所述顶面上划分出俯视区域2。

将主视图板3和左/右视图板4分别对应的插接在对应的插槽内，再将连方体6放置在俯视区域2内，然后就可通过在俯视区域2内观察相应的俯视图，并通过主视图板3观察正投影图，并通过左/右视图板4观察侧投影图。

所述主视图板3插槽所在的直线垂直于两个所述左/右视图板4插槽所在的直线。

所述俯视区域2上刻划有网格线，所述主视图板3和所述左/右视图板4上也刻划有网格线，所述俯视区域2上的网格线、所述主视图板3上的网格线和所述侧面面板上的网格线均为正方形网格，且所述正方形网格的每个网格均与所述连方体6的单个立方体的形状相适应，所述主视图板3上的网格的列数与所述俯视区域2上的网格的列数相等且一一对应，所述左/右视图板4上的网格的列数与所述俯视区域2上的网格的横数相等且一一对应。

具体的说，就是在将主视图板3插接在相应的插槽内后，俯视区域2内的纵向网格横线，与主视图板3上的纵向的网格横线的数量相等且一一对应(两个横向组成一个竖直的平面)；同理，俯视区域2内的横向的网格横线与左/右视图板4上的纵向的网格横线的数量相等且一一对应(构成一个竖直的平面)。

在将几何连方6放置在俯视区域2内时，需保证连方体6的每个单个立方体(立方体单元块)均对应一个网格的单格，便于在俯视区域2内分辨出几何立方的俯视图，便于理解俯视的概念，同理，也方便观察侧投影图和正投影图。

对于俯视区域2内的网格线的横向网格横线是指垂直于左/右视图板4(左/右视图板4插接在相应的插槽上)的线，反之为纵向网格横线。

主视图板3和左/右视图板4的纵向网格横线是指，垂直于俯视区域2所在平面的横线，反之为各自对应的横向网格横线。

所述俯视区域2为长方形，且所述长方形的长度是其宽度的两倍，所述主视图板3的数量为2个，所述左/右视图板4的数量为1个，且所述主视图板3和所述左/右视图板4的规格相同。

左/右视图板4选用一个，一个背面视图板可以分别插在两个左/右视图板插槽内，需要相应的侧面视图时，将插在对应的视图板插槽内即可，节约材料、降低成本。

主视图板3和左/右视图板4的规格相同，具备互换的功能。

所述专用定位盒5的前端固定镶嵌有永磁铁，所述箱体1的内部还固定有与所述永磁铁相配合的铁，所述铁位于所述箱体1的前板上。

专用定位盒5的前端镶嵌永磁铁，在合上专用定位盒5后，专用定位盒5上的磁铁就会吸住铁，以防专用定位盒5的轻易脱落。

所述立方体单元块为完全相同的独立立方体块，本实验箱共配置了7块，用于演示、验证现有连方体的组合情况与原理，并且可以探索5个以上连方体的组合情况；

所述连方体包括：

三连方体，2块，由三个立方体单元块按照面与面完全对接的原则连接为一体所组成的全部部件；

四连方体，8块，由四个立方体单元块按照面与面完全对接的原则连接为一体所组成的全部部件；

五连方体，16块；由五个立方体单元块按照面与面完全对接的原则连接为一体所组成的部分部件。

通过连方体能够在教学的过程中，演示出由立方体单元固定连接后组成的形状，使学生无需想象，即可通过本实用新型直观的看到连方体的几何空间结构，帮助学生建立几何空间感，明白几何空间结构的构成。

将几个特殊的连方体(或三连方体、或四连方体、或五连方体)组合起来，便是现有的经典益智构建玩具，如索玛立方体、伤脑筋十二块等。关于连方体6组合的具体方式属于现有技术，在此就不再赘述。

使用时，取出专用定位盒中的主视图板和/或左/右视图板，并通过插脚固定在相应的插槽中，然后取出专用定位盒中的立方体单元块进行基础的演示，或取出连方体，将单个的连方体，或将立方体单元块与连方体进行组合，或多个连方体进行组合后，进行立体空间结构的演示，学生即可能够通过不同方向直观的察看到连方体在主视图板和/或左/右视图板上进行投影，此外由于本实用新型设置了网格线，因此在教学的过程中无需测量连方体在主视图板和/或左/右视图板上投影后的尺寸，只需数出网格数即可获知投影后的尺寸，直观方便。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种几何连方实验箱，包括箱体、立方体单元块、连方体和视图板，所述连方体包括三连方体、四连方体和五连方体；所述箱体侧面开口，其特征在于：所述箱体内设有专用定位盒，所述立方体单元块、所述连方体和所述视图板均放置于所述专用定位盒内，所述视图板分为主视图板和左/右视图板，所述主视图板和所述左/右视图板的底端均连接有插脚，所述箱体的顶面上开设有主视图板插槽和左/右视图板插槽，所述主视图板的插脚与所述主视图板插槽相配合，所述左/右视图板的插脚与所述左/右视图板插槽相配合，

所述左/右视图板插槽的数量为两个，且两个所述左/右视图板插槽相对设置，所述主视图板插槽位于两个所述左/右视图板插槽的同侧，且与两个所述左/右视图板插槽在所述顶面上划分出俯视区域。

2.根据权利要求1所述的几何连方实验箱，其特征在于：所述立方体单元块为完全相同的独立立方体块7块；所述三连方体的数量为2块，四连方体的数量为8块，五连方体的数量为16块。

3.根据权利要求1所述的几何连方实验箱，其特征在于：所述主视图板插槽所在的直线垂直于两个所述左/右视图板插槽所在的直线。

4.根据权利要求3所述的几何连方实验箱，其特征在于：所述俯视区域上刻划有网格线，所述主视图板和所述左/右视图板上也刻划有网格线，所述俯视区域上的网格线、所述主视图板上的网格线和所述侧面面板上的网格线均为正方形网格，且所述正方形网格的每个网格均与所述几何连方的立方体单元块的形状相适应。

5.根据权利要求4所述的几何连方实验箱，其特征在于：所述主视图板上的网格的列数与所述俯视区域上的网格的列数相等且一一对应，所述左/右视图板上的网格的列数与所述俯视区域上的网格的横数相等且一一对应。

6.根据权利要求5所述的几何连方实验箱，其特征在于：所述俯视区域为长方形，且所述长方形的长度是其宽度的两倍，所述主视图板的数量为1个，为了存储方便，将所述主视图板一分为两块，所述左/右视图板的数量为1个，所述左视图板与所述右视图板为一块板的正反面，且所述主视图板和所述左/右视图板的规格相同。

7.根据权利要求1-6任一项所述的几何连方实验箱，其特征在于：所述专用定位盒的数量为两个，两个所述专用定位盒上下并排设置在所述箱体内。

8.根据权利要求7所述的几何连方实验箱，其特征在于：所述专用定位盒的前端固定镶嵌有永磁铁，所述箱体的内部还固定有与所述永磁铁相配合的铁片，所述铁片位于所述箱体的前板上。