DEP0019022DA - Rechengerät als Lehrgerät, insbesondere für den Schulgebrauch - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rechengerät als Lehrgerät für den Schulgebrauch.

Das bekannteste Lehrgerät dieser Art besteht aus einem Rahmen mit zehn parallelen, waagerechten Drähten, auf denen je zehn Kugeln längsverschiebbar angeordnet sind. Seine Wesenheit besteht im Zusammenzählen oder Abziehen von Einheiten, deren jede durch eine Kugel dargestellt wird. Soll z.B. ein Kind 3 + 4 addieren, so wird ihm anhand des Gerätes erklärt, daß es zunächst 3 Kugeln von rechts nach links auf dem Draht verschieben muß, um die Einheit 3 zu bilden und dann nacheinander 4 weitere Kugeln nach links verschieben muß, worauf es die Zahl 7 abzählt. Subtrahieren erfolgt umgekehrt. Multiplizieren oder dividieren läßt sich an solchen Geräten im Zahlenraum bis 100 auch, aber nur unter Zuhilfenahme eines abstrakten Denkvorganges, der Kindern nicht gemäß ist und schon erhebliche Rechenkenntnisse erfordert. Was das Kind an solchen Rechengeräten ausführt, ist immer ein Zählen von Einheit zu Einheit, wie es das in natürlichster Form mit seinen Fingern tut. Es sieht wohl an obigem Beispiel, daß die Zahl 3 aus 3 einzelnen Kugeln besteht, aber es kann sich die Zahl 3 nicht als Ziffer vorstellen. Kurz gesagt: Die bekannten Rechenmaschinen besitzen nur Einheiten; es lassen sich daher mit ihnen nur Vielheiten aus Einheiten herstellen.

Das erfindungsgemäße Rechengerät ist hingegen dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ziffer ein Klotz zugeordnet ist, dessen Länge ihrem Zahlenwert proportional ist.

Befindet sich z.B. bei sonst gleicher Höhe die Ziffer 1 auf einem Klotz von der Breite x, so ist die Ziffer 2 mit einem Klotz von der Breite 2x vereinigt usw. Das Kind lernt hieraus durch Augenschein, daß die Ziffer 2 der doppelte Zahlenwert der Ziffer 1 ist usw. Jede Ziffer gewinnt für das Kind ein leicht faßliches Fundament.

Das neue Gerät zeigt aber nicht nur jede Ziffer direkt, sondern auch Ziffern, welche einen erhöhten Zahlenwert haben. Da die Zahl 0 sich nicht darstellen läßt, kommt für die Zahl 10 ein Klotz zur Anwendung, der 10 mal x breit ist. Dieser Klotz trägt im Rahmen der Erfindung keine Ziffer, da nur mit den positiven Ziffern gerechnet werden soll. Für Zahlenwerte unter 1 kommen Klötze von 1/2, 1/3, 1/4 usw. Breite zur Anwendung.

Um die mit den Zahlenklötzen durchzuführenden Rechenoperationen besonders bequem und übersichtlich demonstrieren zu können, ist weiterhin die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Tafel vorgesehen ist, die z.B. durch horizontale Leisten in parallel Längsfächer eingeteilt ist, wobei die übereinander liegenden Fächer jedesmal den nächst höheren Zahlenwert anzeigen.

Steht z.B. der Klotz mit der Ziffer 1 im untersten Fach, so bedeutet das eine Einheit, steht der Klotz im zweiten Fach, so bedeutet die Ziffer 1 den nächst höheren Stellenwert 1 = Zehner, das folgende Fach den Stellenwert 1 = Hunderter usw. Das Kind lernt durch die Übereinander-Anordnung auch die sich steigernden Zahlenwerte greifbar plastisch kennen.

Auch für die fallenden Zahlenwerte ist erfindungsgemäß auf der Tafel eine Anordnung derart getroffen, daß für die ganzen Zahlen und Bruchwerte durch eine Markierung z.B. eine dicke rote Linie eine deutliche Abstufung geschaffen ist, die sich nach unten hin in Fächern nach dem fallenden Zahlenwert fortsetzt.

Es lassen sich mit dem Erfindungsgegenstand nicht nur die vier Grundrechenarten: Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren und Dividieren mit ganzen Zahlen, sondern auch alle Bruchrechnungsarten greifbar plastisch darstellen.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Klötze mit den Ziffern bis 9. Die Klötze wachsen in der Länge nach Einheiten gleichmäßig. Der Klotz mit der Ziffer 9 ist neunmal so lang wie der Klotz mit der Ziffer 1. Zudem sind die Klötze, um ihren Zahlenwert noch deutlicher zu machen, farbig unterteilt. Die schraffierten Flächen sind Farbflächen.

Fig. 2 zeigt das Fundament, nämlich einen Klotz von 10-facher Länge x, ausgedrückt durch farbige Felder, jedoch nur auf einer Seite.

Fig. 3 zeigt das Schema der Tafel in der untersten Reihe (Fach). Es bedeuten: Klotz a = 1 Einer, Klotz b = 1 Zehner. Der dem Langklotz b überlagerte Klotz c mit der Ziffer 3 besagt, daß der darunter liegende Langklotz (Ziffer 10) 3mal vorhanden ist.

Fig. 4 heißt: 3 Zehner.

In Fig. 5 ist veranschaulicht, daß der höchstliegende Langklotz b den Stellenwert angibt. Es sind 2 Hunderter dargestellt, wobei der Klotz f die Anzahl der Hunderter demonstriert.

Fig. 6 zeigt demgemäß die Zahl 5-Tausender.

In Fig. 7 bezeichnet nach Vorstehendem der Klotz 1 nur die Anzahl der Zehner, ausgedrückt im Klotz i. Fig. 7 demonstriert 1 Zehner + = Einer = 10.

Folgerichtig demonstriert Fig. 8: 1 Zehner + 4 Einer = 14, und

Fig. 9: 5 Hunderter + 0 Einer = 502, und schließlich demonstriert

Fig. 10: 2 Tausender + 3 Hunderter + 8 Zehner + 4 Einer = 2384. Diese Zahl ist, was die Kinder ohne weiteres feststellen werden, schon durch die Stellung und Bezifferung in den überlagerten schmaleren Klötzen ausgedrückt.

Da die auf vorstehend erläutertem Prinzip durchführbaren, mithin demonstrierbaren Rechenoperationen sich für den Sachverständigen von selbst ergeben, diese auch den Gegenstand des Patentes nicht bilden können, ist - auch zur Vermeidung von Weitschweifigkeiten - davon Abstand genommen, die Möglichkeiten des Addierens, Subtrahierens, Multiplizierens und Bruchrechnens mit Beispielen zu belegen.

In Fig. 11 ist die Tafel zum Einbetten der Klötze schaubildlich dargestellt.

Auf der Tafel ist die Multiplikation 3/10 mal 2 = 6/10 beispielsweise dargestellt. Die Zähler stehen auf dem dicken Strich k, dem Bruchstrich, die Nenner unter dem Bruchstrich.

Die Tafel besteht aus dem Rahmen m und der Tafelfläche n. Sie wird durch die den Bruchstrich markierende dicke Leiste k in zwei Teile geteilt, wobei der untere Teil, um den einzusetzenden Klötzen Halt zu geben, durch Leisten o in den Klötzen entsprechende wagerechte Felder aufgeteilt ist. Wie das dargestellte Beispiel zeigt, werden zur Durchführung einer Multiplikation der Klötze p und q als Zähler nicht zusammengeschoben, was eine Addition darstellen würde, sondern übereinandergesetzt, wodurch eine Multiplikation versinnbildlicht wird, d.h. als aus mal 2 wurde

Nun wird 2 mal 3 = 6, es werden also die Klötze p und q durch den Klotz r ersetzt, es entsteht

In dem Beispiel bleibt der Nenner s unberührt.

Um bei der Demonstration der verschiedenen Beispiele auch über den Tafelrand hinaus die Klötze einsetzen zu können, hat der Bruchstrich k eine einklappbare Verlängerung. Aus dem gleichen Grund ist der Rahmen m an der Stelle t ausgenommen.

Claims (3)

1.) Rechengerät als Lehrgerät, insbesondere für den Schulgebrauch, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ziffer ein Klotz zugeordnet ist, dessen Länge ihrem Zahlenwert proportional ist.

2.) Rechengerät nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, daß eine Tafel vorgesehen ist, die z.B. durch horizontale Leisten in parallele Längsfächer eingeteilt ist, wobei die übereinander liegenden Fächer jedesmal den nächst höheren Zahlenwert anzeigen.

3.) Rechengerät nach Anspruch 1.) und 2.), dadurch gekennzeichnet, daß für die ganzen Zahlen und Bruchwerte durch eine Markierung z.B. eine dicke rote Linie eine deutliche Abstufung geschaffen ist, die sich nach unten hin in Fächern nach dem fallenden Zahlenwert fortsetzt.