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Rechenmaschine für den Schulunterricht Die Erfindung betrifft eine
Rechenmaschine zur Veranschaulichung der vier Grundrechnungsarten im Zahlenraum
von i bis iooo.
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I. Die bisher in den Schulen gebrauchten Rechenmaschinen dienten auch
zur Veranschaulichung der Zahlenwerte und der Rechenvorgänge von i bis ioo bzw.
i bis iooo. Jedoch stellten sie i. den zum Verständnis des dezimalen Zahlensystems
notwendigen Umtausch @-on zehn Einheiten der niederen Sorte gegen eine Einheit der
höheren Sorte und umgekehrt entweder gar nicht oder zuwenig heraus; 2. war das Überschreiten
des Zehners mit Schwierigkeiten verbunden, da die zuzuzählende oder abzuziehende
Zahl nie-als geschlossenes Zahlenbild, sondern immer zerlegtinzweiStimmandeninErscheinungtrat.
Sokonnten z. B. :%ufgaben %,on der Art 27 + 8 nur als 27 + (3 -r 5) dargestellt
werden, was eine sichere Beherrschung im Zerlegen der Zahlen voraussetzte, die auf
dieser Stufe meist noch nicht vorhanden war; 3. konnte bei Subtraktionsaufgaben
die abzuziehende Zahl vor Beginn der Rechenoperation nur sehr umständlich deutlich
gemacht werden; ,4. machte die Darstellung des Stellenwertes der Ziffern erhebliche
Schwierigkeiten.
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11. Es lag daher die Aufgabe vor, eine Rechenmaschine zu bauen, die
i. den Umtausch der niederen Einheiten gegen höhere und umgekehrt besonders herausstellt
und sinnfällig macht; 2. eine wesentliche Hilfe beim Zerlegen der Zahlen und beim
Überschreiten des Zehners gewährleistet; 3. bei Subtraktionsaufgaben schon ehe der
Rechenvorgang beginnt die abzuziehende Zahl klar erkennen
läßt;
4. die Darstellung des Stellenwertes -der Ziffer erleicIttert.
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I11. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß i. die
Rechenmaschine mit drei Gruppen von zwanzig kleinen, zwanzig mittleren und zehn
großen Kugeln ausgestattet ist, von denen jede eine besondere Gruppenfarbe hat zur
Darstellung der Einer, Zehner und Hunderter; 2. die mit Langloch und Einschnitten
versehenen Kugeln über eirwn an dem Außen- und Innenrand) durch Stahldraht verstärkten,
in sich geschlossenen Blechstreifen geführt werden, der in seiner oberen Hälfte
auf der Vorder-und Rückseite je zwei durch einen Farbstreifen getrennte Zehnerbilder
trägt, deren Felder den einzelnen Kugeln in der Seitenausdebnungentsprechen; 3.
mit Abdeckscheiben die abzuziehende Zahl durch leere Felder des betreffenden Zehnerbildes
sichtbar Beinacht wird; 4. durch Staffelung der Zehner- und Hunderterkugeln nach
links heraus sowie 'durch Richtungsweiser die Darstellung des Stellenwertes der
Ziffern erleichtert wird.
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IV. Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Rechenmaschine.
Fig. i ist die Vorderansicht derselben. Es ist A eine Platte, die durch einen Rahmen
B (Fig. 2, 3) gehalten wird. Die Platte 'hat drei gegeneinander etwas versetzte
Ausschnitte 1, 1I, 11I, und zwar I für die Hunderter, 1I für die Zehnei,
111 für die Einer. In den drei Ausschnitten sind die drei Blechstreifen 1,
2, 3 sichtbar, die in der Folge als Bänder bezeichnet werden. In dein dargestellten
Ausführungsbeispiel sind nur die Bänder 2 und 3 als fortlaufende, in sich geschlossene
Bahnen ausgebildet, auf denen die Zehner- bzw. Einerkugeln um 36o° bewegt werden
können. Sie tragen auf der Vorder- und Rückseite je zwei gleiche Rechtecke, die
in zwei Doppelreihen zehn gleiche Felder 13 haben, die durch Farbstreifen 2o, in
zwei Gruppen von je zehn Feldern getrennt sind. Die so aufgeteilten Rechtecksgruppen
werden im folgenden als Zehnerbilder bezeichnet.
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Die Ausschnitte I, 1I, III werden durch Umrandungen 4; 5, 6 hervorgehoben.
Links angebrachte senkrechte Richtungsweiser 7, 8, 9 weisen von den einzelnen, gestaffelt
angeordneten Ausschnitten auf die untenstehenden Ziffern der jeweiligen Aufgabe
(in der Fig. 1 763) hin und stellen so die Verbindung zwischen der bildlichen und
schriftlichen Darstellung her.
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Fig. 2 läßt die Einzelheiten der Rechenmaschine auf der Rückseite
erkennen, und zwar die Bänder i, 2, 3, die auf Fig. i nur teilweise zu sehen sind,
in ganzer Ausdehnung und Form, die Hunderterkugeln i o, die Zehnerkugeln i i, die
Einerkugeln 12, die Zehmerbilder 13, die drei Abdeckschieber 14, die in Führungsleisten
15 seitlich verschoben werden können.
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Fig. 3 stellt den Schnitt X-X in Fig. 2 dar.
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Fig. ,4 ist eine Einzelheit und zeigt im Schnitt eines der Bänder
i, 2, 3 mit Verstärkung.der Ränder 16, die zur Führung der Kugeln dienen. Letztere
sind mit Langloch 17 derart ausgebildet, daß sie den Biegungen der Bänder folgen
können. Die Einschnitte 18 sind für die Anbringung der Kugeln und deren Bewegung
an den Bändern erforderlich. Außerdem wird die Befestigung der Bänder auf der Platte
mittels Stützen i9 gezeigt, V. An Fig. 5 und 6 wird im folgenden die Arbeitsweise
der neuen Rechenmaschine gezeigt. Es sei die Aufgabe 763-276 gestellt. Fig. 5 zeigrt
die Ausgangsstellung dieser Aufgabe. Auf der linken Seite sind sieben Hunderter,
sechs Zehner, drei Einer zu sehen, auf der rechten Seite sind alle Felder bis auf
zwei leere Felder für die Hunderter, sieben leere für die Zehner und sechs leere
für die Einer mit den Abdeckscheiben 14 verdeckt. Dem Schüler wird gesagt, daß von
den links vorhandenen Zahlenwerten so viele auf die rechte Seite geführt werden
sollen, bis alle leeren Felder gefüllt sind. Zunächst werden die drei Einer auf
die rechte Seite gebracht. Der Schüler erkennt, daß die drei Einer zuwenig sind,
um die sechs leeren Felder auszufüllen, deshalb muß jetzt ein Zehner gegen zehn
Einer umgetauscht werden. Nachdem das geschehen ist, können weitere drei Einer auf
die rechte Seite gebracht werden, und damit ist das Einersoll erfüllt. Nun schiebt
man die fünf Zehner auf die rechte Seite, wo noch zwei Felder frei bleiben. Diese
lassen sich erst füllen, nachdem der Umtausch eines Hunderters gegen zehn Zehner
stattgefunden hat. Zuletzt werden zwei Hunderter auf die zwei leeren Felder der
rechten Seite gebracht. Jetzt ist auf der rechten Seite die geforderte 276 und auf
der linken Seite ist 487 als Ergebnis stehengeblieben, wie Fig. 6 zeigt.
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Nachdem diese Aufgabe gelöst ist, kann man die 276 zur Seite schieben
und sie verschwinden lassen, ohne die Abdeckscheiben zu bewegen. Danach ist es möglich,
noch einmal 276 von dein links stehenden Zahlenwert abzuziehen, um so festzustellen,
daß 276 in 763 zweimal enthalten ist Rest 211. Auf diese Weise .sind durch fortgesetzte
Subtraktionen Aufgaben des Enthaltenseins zu lösen.
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Auf ähnliche Art können durch fortgesetzte Additionen Multiplikationsaufgaben
veranschaulicht werden.