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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, das eine Vielzahl von paarbaren Elementen umfasst, und Elemente für so ein System.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Kinder müssen verschiedene Themen lernen, um Zugang zu Ausbildung und Arbeitsplätzen in späteren Abschnitten ihres Lebens zu haben, sowie auch, um in verschiedenen Aspekten ihres Lebens erfolgreich zu funktionieren. Mathematik ist ein Gegenstand, der wegen seiner abstrakten Natur Kinder konsistent frustriert und der später nützlich ist.
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Viele Versuche sind unternommen worden, das Wesen von Mathematik und Zahlen Kindern in verschiedenen Altern zu vermitteln, um ihnen zu helfen, den Gegenstand schneller und besser zu erfassen. Manche dieser Versuche sind im Hinblick auf ein spielerisches pädagogisches Prinzip entworfen worden, wo das Kind Elemente, die sich auf Mathematik beziehen, erfassen muss, um die Aufgabe zu erfüllen. In späteren Jahren hat sich eine Tendenz entwickelt, in der Lernen sich in die digitale Sphäre verlagert, um das Potenzial von Computern umzusetzen. Jedoch erfolgt diese Reduktion auf digitale Medien auf Kosten taktiler Wahrnehmungen und fördert oft das Arbeiten oder Spielen alleine.
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Beispiele sind die vielen Mathematik-Anwendungen, die man in Apples iTunes- oder Googles Play-App-Store findet. Kinder müssen mit einem Bildschirm der Vorrichtung, wie etwa einem iPad, interagieren, und sitzen dabei schließlich oft alleine, da die Nutzerschnittstelle nicht leicht mehrere gleichzeitige Teilnehmer unterstützt. Falls es etwas gibt, das das Kind nicht versteht, gibt es keinen sozialen Anker, um die Disziplin des Kindes aufrecht zu erhalten, und keine Unterstützung, um bei Fragen zu helfen, und das Kind kann frustriert werden.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, das Obige zu lösen, oder zumindest einen nützlichen Ersatz für manches von dem Obigen bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein System umfassend eine Vielzahl von Elementen bereitgestellt, wobei jedes der Elemente angepasst ist, mit einem anderen jener Elemente kombiniert zu werden, wodurch ein Paar von Elementen gebildet wird. Die Elemente umfassen einen ersten Indikator, wobei, wenn der erste Indikator eines ersten Elements mit dem ersten Indikator eines zweiten Elements auf eine für die ersten Indikatoren spezifische Weise kombiniert wird, die kombinierten ersten Indikatoren anzeigen, ob das erste und zweite Element ein Paar sind.
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Weitere Elemente umfassen einen zweiten Indikator, wobei, wenn der zweite Indikator des ersten Elements mit dem zweiten Indikator des zweiten Elements auf eine für die zweiten Indikatoren spezifische Weise kombiniert wird, die kombinierten zweiten Indikatoren anzeigen, ob die Elemente ein Paar sind, und falls sie kein Paar sind, es das richtige Element zum Paaren mit jenem ersten beziehungsweise zweiten Element identifiziert.
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Durch diese doppelte Paarungsanweisung wird eine differenzierte Auswertung erreicht, wobei eine Fehlpaarung zwischen Elementen nicht nur identifiziert wird, sondern die korrekte Lösung identifiziert wird, falls es eine Fehlpaarung gibt. In anderen Worten erlaubt dies schnelles Feedback, das schnelle Wiederholungen erlaubt, die die Leistung verbessern, indem sie die genaue Identifizierung der Abhilfe erlauben.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der erste Indikator eine puzzleförmige Oberfläche, jene kombinierten ersten Indikatoren werden erhalten durch Vergleichen der puzzleförmigen Oberfläche auf dem ersten und zweiten Element. Vergleichen meint die Anordnung der Elemente nebeneinander, wobei die Puzzleoberflächen der Elemente in Kontakt miteinander gebracht werden, und wobei diese puzzleförmigen Oberflächen dann im Wesentlichen gegenseitig negativen Raum definieren und so eine enge Übereinstimmung ermöglichen, wo beide Oberflächen sich mehr oder weniger vollständig berühren. Es ist nicht wichtig für die Erfindung, dass diese Puzzleformen in der Ebene ineinander greifen, sondern können zweckmäßig einfach gegenseitig schlüsselförmig oder sägeförmig sein. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Puzzleform im Wesentlichen rechteckige Formen und/oder gekrümmte Formen umfassen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Indikator Vorsprünge und jene kombinierten zweiten Indikatoren werden durch Vergleichen der Vorsprünge auf einem ersten und zweiten Element erhalten.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Elemente ein planares, rechteckiges Element mit gegenüberliegenden ersten Seiten und gegenüberliegenden zweiten Seiten, und wobei jene ersten Seiten mit jenen ersten Indikatoren ausgestattet sind und jene zweiten Seiten mit jenen zweiten Indikatoren ausgestattet sind.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Elemente mit einem dritten Indikator ausgestattet, der anzeigt, ob ein erstes und zweites Element mögliche Paare sind.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der dritte Indikator eine Farbe, und Elemente mit der(n)selben Farbe(n) sind mögliche Paare.
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In einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Elemente weiter Befestigungsmittel auf einer ersten Seite und einen Hohlraum auf der Rückseite entsprechend einer Position und Größe jener Befestigungsmittel, wobei Elemente fest gestapelt werden können durch Stapeln jener Elemente und Einführen der Befestigungsmittel in Hohlräume eines anderen Elements.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Element zur Verwendung in einem System entsprechend dem Obigen, wobei das Element angepasst ist, mit einem anderen jener Elemente kombiniert zu werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird unten ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt, in denen:
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1A zwei passende Elemente, die durch ein erstes Paarungsverfahren gepaart sind, darstellt,
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1B zwei passende Elemente, die durch das zweite Paarungsverfahren gepaart sind, darstellt,
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2A zwei nicht passende Elemente, die durch das erste Paarungsverfahren gepaart sind, darstellt,
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2B zwei nicht passende Elemente, die durch das zweite Paarungsverfahren gepaart sind, darstellt,
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3A weitere Elemente des Systems darstellt,
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3B einen Aspekt des Systems darstellt, in dem Elemente gestapelt werden können.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im Folgenden wird die Erfindung durch eine Reihe von Ausführungsformen veranschaulicht.
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1 stellt das Paaren von Elementen 100, 100' des Systems gemäß der Erfindung dar. In dieser Ausführungsform der Erfindung bezieht sie sich auf ein Puzzle von rechteckigen Blöcken, jedes mit erstem Paarungsindikator 101 und zweitem Paarungsindikator 102. Allgemein sind diese Paarungsindikatoren angepasst, die Bewertung des Verhältnisses zwischen zwei Elementen 100, 100' zu ermöglichen. In der dargestellten Ausführungsform ist das Verhältnis von Interesse, dass die Summe der auf den rechteckigen Blöcken ausgedrückten Elementinteger 103, 103' gleich zehn ist. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann das zu bewertende Verhältnis ein anderes Verhältnis sein, wie etwa jegliche andere Zahl, zum Beispiel 2, 6, 8, 12, 20 oder 24.
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1A stellt zwei passende Elemente dar, die durch ein erstes Paarungsverfahren P1 gepaart sind. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Paarungsindikator 101 als ein Puzzlemechanismus verwirklicht, wobei nur Paare, die als passend entworfen sind, passende Oberflächen haben, wie etwa ein Element 100 mit der Zahl vier und ein zweites Element 100' mit der Zahl sechs.
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1B stellt zwei passende Elemente dar, die durch das zweite Paarungsverfahren P2 gepaart sind. In der dargestellten Ausführungsform ist das zweite Paarungsverfahren als ein numerischer Indikator geformt, wobei jedes Element eine Anzahl von Vorsprüngen hat, die ihrer Elementzahl 103 entspricht. Anordnen eines ersten Elements 100 und eines zweiten Elements 100' Rücken an Rücken erlaubt die Bewertung, ob die Vorsprünge den gesamten vorgegebenen Raum ohne Überlappung ausfüllen. Falls dies der Fall ist, ist die zweite Paarung erfolgreich. In der dargestellten Ausführungsform ist dies dadurch verwirklicht, dass die Vorsprünge im Wesentlichen ein Zehntel der Oberseite des rechteckigen Blocks ausfüllen. Die Anordnung kann in jeglicher anderen zweckmäßigen Weise durchgeführt werden, wie etwa dass ein Element um 180 Grad gedreht ist, wobei die Vorsprünge jedes Elements so in Richtung des anderen Elements zeigen. Dies ist zum Beispiel zweckmäßig, falls es erwünscht ist, die Elemente auf einem Tisch zu behalten. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das zweite Paarungsverfahren einen ersten Schritt des Auswertens, ob die zwei Elemente ein Paar sind, wie unmittelbar vorher beschrieben, und dann, falls sie es nicht sind, wird eine Diskrepanz zwischen ihrer Summe und zehn bewertet, wie etwa, wenn sie zwölf ergibt, eine Überlappung von zwei Vorsprüngen besteht und dies notiert wird. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Erfindung weiter einen Schritt des Vergleichens jedes der beiden Elemente mit anderen Elementen, um welche zu finden, die dann, im gegebenen Beispiel, um zwei kleiner sind als jedes der Elemente. Dies kann durch Befestigen der Elemente aneinander durchgeführt werden, um zu bestimmen, wieviel größer oder kleiner sie sind als das andere. Durch dieses Verfahren wird das Auffinden der korrekten Elemente, die paaren, durch taktile Wahrnehmungen möglich.
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Diese Vergleiche sind einfach und intuitiv durchzuführen, selbst für jene, die in Mathematik und Zahlen allgemein unerfahren sind, da sie berührt und gesehen werden können, und Erfolg wird leicht mittels Versuch und Irrtum durch einfaches Ablegen eines der gewählten Elemente und Auswählen eines anderen erreicht. Daher wird das System zu einem effizienten Lehrmittel zum Vorführen und Anleiten auf einem Gebiet, das ansonsten abstrakt ist und durch langwierige Wiederholung erlernt werden muss, während es Kooperation und Unterstützung nahe am Lernprozess ermöglicht.
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2 stellt erfolglose Paarung dar. 2A stellt zwei nicht passende Elemente, die durch das erste Paarungsverfahren P1 gepaart sind, dar. 2B stellt zwei nicht passende Elemente, die durch das zweite Paarungsverfahren P2 gepaart sind, dar.
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Durch Vergleichen von Elementen mit dem ersten Paarungsverfahren P1 kann das Passen oder Nichtpassen von Elementen bestimmt werden. Wenn weiter das erste Paarungsverfahren P1 zeigt, dass die Elemente nicht passen, kann das zweite Paarungsverfahren verwendet werden, um die Art des Nichtpassens zu bestimmen. Wenn nach dem zweiten Paarungsverfahren P2 angeordnet wird, bedeutet eine Lücke zwischen den Vorsprüngen der Elemente nicht nur, dass sie nicht passen, sondern auch, dass die Elemente in der Summe weniger als zehn sind, und wenn die Vorsprünge überlappen, dass sie in der Summe mehr als zehn sind.
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Das erlaubt nuancierteres und hilfreicheres Feedback als das Boole'sche Ja/Nein, was es dem System erlaubt, nuancierteres Training zu unterstützen. Wenn die Teilnehmer sich wohl dabei fühlen, auf ein neues Element zu tippen, ohne das zweite Paarungsverfahren P2 zu benutzen, können sie das tun. In anderen Worten erlaubt das System, indem es sowohl ein erstes Paarungsverfahren P1 als auch ein zweites Paarungsverfahren P2 hat, die verschiedene Niveaus von Feedback geben, den Teilnehmern, ihr Verständnis und ihre Zuversicht für den Gegenstand, wie etwa Mathematik, zu entwickeln.
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3 stellt einen anderen Aspekt des Systems dar, wobei Integer umfasst sind, die um Potenzen von zehn, wie etwa Zehner, Hunderter und Tausender, größer als einstellige Zahlen sind.
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3A stellt eine Auswahl von Elementen von verschiedenen Potenzen von zehn dar. In der Abbildung umfasst ist ein erstes Element 300 mit einer einzigen Stelle, ein zweites Element 300' mit zwei Stellen, ein drittes Element 300'' mit drei Stellen und ein viertes Element 300''' mit vier Stellen.
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Der zweite Paarungsindikator 102 wird nur durch die signifikante vordere Stelle dieser Zahlen bestimmt, so dass zum Beispiel das vierte Element 300''' mit der Elementzahl 6000 sechs Vorsprünge hat, während das zweite Element 300' mit der Zahl 40 vier Vorsprünge hat, und so weiter.
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Ein dritter Paarungsindikator kann verwendet werden, um dabei zu helfen, zwischen Elementen betreffend die Zahl der Stellen, die sie umfassen, zu differenzieren. Solch ein dritter Paarungsindikator kann Farbe sein. Zum Beispiel können einstellige Elemente gelb sein, zweistellige Elemente können grün sein, dreistellige Elemente können blau sein und vierstellige Elemente können rot sein. Des Weiteren kann der zweite Paarungsindikator 102 vorteilhaft für jede vom System umfasste Potenz von zehn verschieden sein. Dies erlaubt Differenzierung zwischen Elementen, die ansonsten zu passen scheinen, wie etwa dem zweiten Element 300' mit einer Elementzahl von 40, also mit vier Vorsprüngen, und dem vierten Element 300''' mit einer Elementzahl von 6000, also mit sechs Vorsprüngen. In der dargestellten Ausführungsform hat das vierte Element 300''' rechteckige Vorsprünge, während das zweite Element 300' dreieckige Vorsprünge hat.
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3B stellt einen Aspekt der Systems dar, wo Elemente mit verschiedenen Potenzen von zehn mittels Befestigungsmittel 104 gestapelt werden können. Jedes Element hat einen Hohlraum auf der Rückseite, der einer Position und Größe des Befestigungsmittels 104 entspricht und es erlaubt, die Elemente durch Einführen des Befestigungsmittels 104 von Elementen in Hohlräume von auf diese gesetzten Elementen fest zu stapeln. Das erlaubt kontrolliertes Stapeln von Zahlen. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hängt die Größe von Elementen von der Anzahl von Stellen auf ihnen ab, so dass die großen Zahlen durch große Elemente dargestellt werden. In einer Ausführungsform der Erfindung erlaubt dieser Aspekt der Erfindung das Stapeln von Elementen unter Verwendung der Befestigungsmittel 104, um spezifische vierstellige Zahlen zu erzeugen, wie etwa 6249 wie in 3B gesehen.
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Durch Verwenden relativ großer Zahlen auf diese Weise können sich Teilnehmer an sogar große Zahlen gewöhnen, deren Verständnis ansonsten eine lange Zeit erfordern würde. Eine Zeit lang, während sie spezifisch Mathematik lernen, haben Kinder einen Wunsch, die weiteren Bereiche ihrer Fähigkeiten zu erforschen, der sich oft darin ausdrückt, dass sie bis zu den größten Zahlen zählen wollen, die sie sich vorstellen können. Das kann als ein Ausdruck des Testens angesehen werden, ob die Regeln der Mathematik, die die Zahlen beherrschen, die sie kennen, auch die größeren Zahlen beherrschen. Zu lernen, dass sogar große Zahlen auf genau dieselbe Weise funktionieren, wie kleine Zahlen, ist eine Lektion für sich, die durch das erfindungsgemäße System gelehrt wird.
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Eine Reihe verschiedener Übungen kann mit diesem System von Elementen durchgeführt werden. Vier von diesen werden im Folgenden ausführlich beschrieben: „Um Wieviel Größer”, „Zehn Freunde”, „Häuser Bauen” und „Koche Die Zahlen”.
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In Um Wieviel Größer werden zwei oder mehr Elemente derselben Potenz von zehn durch Befestigungsmittel 104 fixiert, wobei sie auf eine Weise angeordnet sind, die die zweiten Indikatoren 102 als zum Vergleich angeordnet belässt. Dies sollte nicht mit dem zweiten Paarungsverfahren P2 verwechselt werden, da in Um Wieviel Größer die Orientierung der Elemente verschieden ist, und der Vergleich zwischen den zweiten Indikatoren bequem fällt, nicht die Bewertung gegenüber zehn. Jedoch umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung P2 Um Wieviel Größer als einen Schritt. Falls zum Beispiel ein Element mit einer Zahl vier und ein Element mit einer Zahl sechs befestigt werden, werden sie beide die ersten vier Vorsprünge haben. Des Weiteren wird das Element mit sechs Vorsprüngen zwei haben, die das Element mit vier Vorsprüngen nicht hat, wo diese nicht überlappen. Dadurch weiß der Teilnehmer, dass sechs um zwei größer ist als vier.
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In der Übung Zehn Freunde werden zwei Elemente verglichen, um zu bewerten, ob ihre Summe zehn ergibt, und ob diese Elemente zehn Freunde sind oder nicht wird bewertet. Dies kann mit den vorher erwähnten ersten und zweiten Paarungsverfahren P1, P2 durchgeführt werden.
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In der Übung Häuser Bauen wird der Teilnehmer über das Dezimalsystem belehrt, indem Elemente mit ansteigenden Potenzen von zehn befestigt werden. Vorteilhaft werden die Zahlen über zehn und zwanzig langsam hinzugefügt, während der Teilnehmer sich an die größeren Zahlen gewöhnt. Zum Beispiel kann ein Ausbilder einen Teilnehmer bitten, ein Haus „24” zu bauen, wonach es die Aufgabe des Teilnehmers ist, „20” und „4” zu finden und sie zu befestigen.
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In der Übung Kochen Der Zahlen werden anscheinend große Zahlen durch kooperatives Verwenden des Systems summiert. Kinder reagieren oft ungläubig, dass dies möglich sein soll. Ein paar Teilnehmer, wie etwa drei, bauen jeweils eine zweistellige Zahl. Zum Beispiel können die drei Teilnehmer „19”, „27” und „36” bauen. Dann werden diese Zahlen auseinandergenommen und in einen Behälter getan. Abwechselnd nehmen die Teilnehmer zwei Elemente derselben Potenz von zehn (zum Beispiel farblich identifiziert) und summieren sie. Was immer sie ergeben, wird anstelle der herausgenommenen Zahlen in den Behälter zurückgetan. Zum Beispiel ergeben eine „7” und eine „6” „13”, was der Teilnehmer dann baut und in den Behälter legt. Das wird fortgesetzt, bis keine zwei Elemente derselben Potenz von zehn verbleiben. Die Teilnehmer nehmen dann die Elemente heraus und bauen sie zu den Zahlen, die sie werden. Dies stachelt die Neugier und die Zuversicht der Kinder an.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Element
- 100'
- zweites Element
- 101
- erster Paarungsindikator
- 102
- zweiter Paarungsindikator
- 103
- Elementzahl
- 103'
- zweite Elementzahl
- 104
- Befestigungsmittel
- 104'
- zweites Befestigungsmittel
- P1
- erstes Paarungsverfahren
- P2
- zweites Paarungsverfahren
- 300
- Element
- 300'
- zweites Element
- 300''
- drittes Element
- 300'''
- viertes Element
