СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ СЧЕТУ Российский патент 1998 года по МПК G09B19/02 

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к средствам обучения, использующим счеты.

Широко известен прибор для арифметических вычислений - счеты (см. например, БСЭ, т. 25, 3-е издание, М.: СЭ, с. 382). Несмотря на применение современных счетных машин, они не утратили своего значения, в частности для обучения счету, ввиду наглядности представления системы счисления и операций вычисления, прежде всего сложения.

В условиях современного научно-технического прогресса актуальна разработка средств обучения, использующих ее достижения, но вместе с тем увязанных с возможностями и потребностями учащихся. Эти средства должны учитывать для малолетних учащихся непроизвольность, неуправляемость их действий и быть ориентированы на создание осознанных навыков их деятельности. Они должны быть прежде всего наглядными пособиями и давать ученику мгновенный результат, поддерживая его внимание даже при увеличении числа упражнений.

Прообразом современных счет явился так называемый дощатый счет, возникший в России в XVI веке. В западной Европе в XIX веке были созданы наглядные пособия для школы (см., например, книгу "Историко-математические исследования", вып. 5, М., 1952). Китайские счеты (суан-пан), используемые также в Индокитае и Японии, значительно старше русских счетов. Они и поныне сохранили свое древнее устройство со счетом единиц до пяти. По существу на их основе выполнено учебное оборудование для пояснения основ арифметики по заявке N 59-26028, кл. G 09 B 19/02, 1984, опубликованной в Японии, и они напоминают суан-пан и счеты учебные по патенту США N 3151404, кл. G 09 B 1/14, 1964. В свою очередь в Германии предложены в качестве учебного пособия на уроках математики палочки для счета (см. заявку N 4140767, кл. G 09 B 1/00, 1993). Эти палочки, надеваемые на штыри, предназначены прежде всего для специальных школ, хотя могут быть использованы и в обычных школах. Вместо палочек по штырям могут перемещаться и кубики (см. патент США N 3710456, кл. G 09 B 19/02, 1973). В каждом из описанных случаев ребенок не пользуется достижениями научно-технического прогресса. Это имеет место и в наглядном пособии для изучения таблицы умножения по авт. св. N 66426, кл. G 09 B 19/02, 1946 г.

Обучение арифметике с использованием ощущений обеспечивает счетное устройство по патенту США N 3811205, кл. G 09 B 19/02, 1974. Это устройство, как и устройство по заявке N 2258335, кл. G 09 B 19/02, 1993 г., опубликованной в Великобритании, содержит набор элементов, которым соответствуют показания математическими символами на панели. В том и другом случае устройство выглядит весьма архаично, хотя и достаточно наглядно. Кроме того, нет идентификации действий обучаемого. Еще нагляднее счеты с фишками по патенту США N 4993952, кл. G 09 B 1/00, 1991, в которых соответствующие числа нанесены на перемещаемые фишки, но и здесь нет упомянутой идентификации.

Особо следует отметить в этом плане арифметическое учебное устройство, выполненное в форме руки человека (см. патент США N 4448579, кл. G 09 B 19/02, 1984 г). В канавках ладони и пальцах руки размещены перемещаемые элементы, при манипуляциях с которыми можно выполнять различные арифметические действия, но и в данном случае у обучаемого не возникает ассоциации с цифрами. Обучение более сложным действиям можно производить более сложными устройствами: в патенте США N 4713009, кл. G 09 B 19/02, 1987 есть пронумерованные кубики и маркеры, а в патенте США N 5039603, кл. G 09 B 19/02, 1991 - маскирующие элементы.

Чаще всего обучение ребенка эффективно в игре. В связи с этим в патенте США N 5205747, кл. G 09 B 19/02, 1991 описан игровой калькулятор. Это вычислительное устройство выполнено с ручным управлением, при этом его счетные элементы образуют по меньшей мере часть результата вычисления, но и в данном случае у обучаемого нет изображения шифр. По существу это устройство можно охарактеризовать как пространственные счеты, т.е. как возврат в прошлый век. Современно выглядит механическая игрушка по патенту США N 4075771, кл. G 09 B 19/02, 1978, изображающая калькулятор с кнопочным управлением и дисплеем.

Известно средство обучения счету, содержащее корпус, штырь, перемещаемые по нему элементы и средства визуальной индикации действий обучаемого (см., например, патент США N 4176472, кл. G 09 B 19/02, 1979). Корпус представляет собой подставку с укрепленными на ней тремя стойками. В стойках закреплен штырь, представляющий собой направляющую для перемещения счетных элементов. Между двумя более удаленными стойками размещены перемещаемые элементы, выполненные в виде костяшек счетов. На штыре между средней стойкой и стойкой, более близкой к ней по расположению, на кольцах с возможностью перекладывания размещены средства визуальной индикации, выполненные в виде карточек с нанесенными на них цифрами. Костяшки и карточки окрашены соответственно в разные цвета. Отложив несколько костяшек, перекладыванием карточек можно найти соответствующую по цвету карточку. Тем самым уже эти операции для обучающихся разделены, что делает устройство неэффективным.

Известно средство обучения счету, содержащее корпус, направляющую, перемещаемые по ней счетные элементы и средства визуальной индикации действий обучаемого (см. патент США N 4884973, кл. G 09 B 19/02, 1989).

Это средство является по существу усовершенствованием средства обучения по патенту N 4176472. Громоздкие подставка и три стойки заменены более изящными панелью и парой держателей соответственно, т.е. весьма объемное и неустойчивое устройство превращено в достаточно плоское, что столь необходимо при обращении с устройством детьми. Кроме того, если снабжение этого средства карточками с изображением знаков арифметических действий расширяет его функциональные возможности, то снабжение его стержнями для фиксации на панели положения снимаемых с них карточек может привести к потере любой из них, что в свою очередь резко снижает упомянутые возможности. Кроме того размещение на одной направляющей карточек с разными знаками арифметических действий значительно затрудняет обучение счету на этом устройстве. Тем самым расширение функциональных возможностей достигнуто не только усложнением устройства, но и усложнением его использования. Неудобно для обучаемого и расположение карточек без их связи с направлением перемещения фишек. Усугублено это еще и тем, что рука обучаемого, протянутая к фишкам, закрывает карточки при манипуляциях. Оба из последних по упоминанию средств не приучают ребенка к современным реалиям, что существенно ограничивает их сферу применения и отрицательно действует на их потребительские свойства.

Цель изобретения - создание надежно функционирующего средства обучения счету, обеспечивающего малознакомому со счетом обучаемому сокращение времени операций от постановки задачи до получения идентифицированного цифрами результата.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обучения.

Указанный технический результат достигается тем, что известное средство обучения счету, содержащее корпус с направляющей, перемещаемые по ней счетные элементы и визуальную индикацию действий обучаемого, согласно изобретению снабжено механизмом преобразования перемещения счетного элемента в показание визуальной индикации. Средство обучения счету может быть снабжено дополнительным механизмом преобразования перемещения счетного элемента в дополнительное показание визуальной индикации, а также сумматором с показателем визуальной индикации, имеющим возможность взаимодействия с упомянутыми счетными элементами. Для сокращения размеров средства по крайней мере одна из направляющих выполнена с пересекающимися осями, на каждом счетном элементе выполнен выступ для взаимодействия с зубьями поворачиваемых элементов упомянутых механизмов, по крайней мере один из которых выполнен с лентой-индикатором. Для удобства обучения лента-индикатор установлена на роликах, при этом окно индикации сумматора снабжено шторкой, закрывающей на время результат сложения чисел.

На фиг. 1 и 2 показан внешний вид средства обучения счету; на фиг. 3 - вид объединенных средств; на фиг. 4 - сумматор и средства; на фиг. 5 - сумматор, объединенный со средствами; на фиг. 6 - то же, что на фиг. 5, с показаниями; на фиг. 7 - то же, что на фиг. 6, с основными узлами.

Средство содержит корпус 1 (фиг. 1). В корпусе 1 выполнена направляющая 2. Средство имеет счетные элементы, выполненные как фишки 3, установленные с возможностью перемещения. Оно имеет визуальную индикацию 4.

Средство снабжено механизмом 5 (фиг. 7) преобразования перемещения любой из фишек 3 в индикацию 4.

Снабжение средства, содержащего корпус 1 с направляющей 2 и перемещаемые по ней фишки 3, а также индикацию 4, механизмом 5 позволило создать надежное устройство, обеспечивающее незнакомому со счетом и идентификацией чисел цифрами обучаемого сокращение во времени операции от постановки задачи до получения результата, поскольку живому интересу к перемещаемым вручную фишкам 3 по существу незамедлительно и адекватно возникает визуальная индикация, при этом только преднамеренно устройство может быть повреждено.

Средство снабжено выступами 6 (фиг. 2) и углублениями 7 для взаимной установки панелей 8. При соединении панелей 8 получается средство обучения, представленное на фиг. 3. В этом случае определенному положению фишек 3 соответствует индикация цифрами в окнах 9 обеих панелей 8.

Средство снабжено сумматором 10 (фиг. 4). Сумматор 10 имеет шестерни 11 для взаимодействия с фишками 3 панелей 8, т.е. осуществлена кинематическая связь. На сумматоре 10 выполнено окно 12 визуальной индикации. В сумматоре 10 выполнены выступы 13. В панелях выполнены резьбовые отверстия 14 для соединения. Предусмотрены винты 15.

Направляющая 2 выполнена с пересекающимися осями 16 и 17. На фишке 3 выполнен выступ 18 для взаимодействия с зубьями 19 шестерни 20. Шестерня 20 установлена на опоре 21. В опоре 21 размещены фиксаторы 22. К опоре 21 винтом 23 прикреплена панель 8.

Выступ 18 имеет возможность взаимодействия с зубьями 24 шестерни 11. Шестерня 11 жестко соединена с барабаном 25, который выполнен с выступами 26. При вращении шестерни 11 выступы 26 входят в перфорацию 27 ленты 28. Лента 28 установлена на роликах 29. Ролики 29 установлены в корпусу 30 сумматора 10. Предусмотрены фиксатор 31 и шторка 32.

Для ознакомления с числами используют патель 8. Фишки 3 целесообразно установить в положение, показанное на фиг. 1. При перемещении фишек 3 в окне 9 появляются последовательно "1, 2, 3..." (фиг. 2). При перемещении фишек 3 в исходное положение в окне 9 цифры появляются в обратном порядке. Таким образом, обучаемый идентифицирует число перемещаемых им предметов с показаниями в окне индикации, при этом обеспечено надежное функционирование средства обучения.

При соединении панелей 8 (фиг. 3) обучаемый, повторяя описанные операции, видит в любом из окон 9 соответствующую индикацию. В частности, на фиг. 3 в окнах 9 индицировано двузначное число.

Для выполнения арифметических операций панели 8 соединяют с сумматором 10 (фиг. 4), при этом индикация в окне 12 на время может быть закрыта шторкой 32.

Фишки 3 целесообразно установить в положение, показанное на фиг. 5. При перемещении фишек 3 в соответствующем окне 9 появляются цифры. Цифры появляются кроме того и в окне 12 сумматора 10. Поскольку сумматор 10 выполнен с шестернями 11, а каждая из них взаимодействует с фишками 3 соответствующей панели 8, в окне 12 индицируется сумма (или разность) слагаемых, индицируемых в каждом из окон 9.

Использование средство предназначено для обучения счету и позволяет повысить эффективность обучения. На каждом счетном элементе выполнен выступ для взаимодействия с зубьями механизмов преобразования его перемещения в показания визуальной индикации. Лента-индикатор установлена на роликах. Окно индикации сумматора снабжено шторкой. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Средство обучения счету, содержащее корпус с направляющей, перемещаемые по ней счетные элементы и визуальную индикацию действий обучаемого, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом преобразования перемещения счетного элемента в показание визуальной индикации. 2. Средство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным механизмом преобразования перемещения счетного элемента в дополнительное показание визуальной индикации. 3. Средство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено сумматором с показателем визуальной индикации, имеющим возможность взаимодействия с вышеупомянутыми счетными элементами. 4. Средство по п.3, отличающееся тем, что на каждом счетном элементе выполнен выступ для взаимодействия с зубьями вышеупомянутых механизмов, по крайней мере один из которых выполнен с лентой-индикатором. 5. Средство по п.4, отличающееся тем, что лента-индикатор установлена на роликах, при этом окно индикации сумматора снабжено шторкой.