[实用新型]一种立方格数学教具

说明书

技术领域

本实用新型是一种立方格数学教具，可自由拼接，直观表现一维、二维、三维坐标系。立方格是空心的，可以放入豆子、珠子等，形象表现数轴、坐标系、函数图象点集及变换等数学概念。

背景技术

数轴、坐标系、函数图象点集及变换等数学概念，不易理解。平面图象、数学软件三维图象能够一定程度上帮助人们理解这些概念，但终究少了一分自己动手自由组装的操作体验。

发明内容

为了帮助人们直观理解重要数学概念，本实用新型提供了一种立方格数学教具。人们可以直接拼装操作立方格教具，在空格内装入豆子或珠子，模拟表现数轴、坐标系、函数图象点集及变换等数学概念。

本实用新型共有三种部件：

（1）空心壁半立方格——整个“空心立方格”的一半，四周“墙壁”是掏空通透的，并为插件留出了必要的凹槽。

（2）凹形夹板——把两个相邻的“空心壁半立方格”拼接在一起。

（3）插板——将上下两个“空心壁半立方格”拼插成一个空心的立方格。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：形象直观，可直接动手操作；立方格是空心的，能够放入豆子、珠子等，以表现函数图象；可上下前后左右等六面自由拼装；拼插方法可繁可简——可以敞口，也可以封闭，可以拼插得牢固难开，也可以拼插得松散易拆。

该立方格数学教具，包括三种可拼插部件——空心壁半立方格（1）、凹形夹板（2）、插板（3），其特征是：空心壁半立方格（1）是方形槽体，长度和宽度相同，高度为长度的一半；空心壁半立方格（1）是空心的，可以放入豆子或珠子，模拟坐标系中的点集；空心壁半立方格（1）的四壁是掏空通透的，并为其他拼插部件留出了必要的凹槽；凹形夹板（2）的侧面是“凹”字形状；凹形夹板（2）包括底部横板和两端的竖立插板；凹形夹板（2）的两端的竖立插板可以插入两个相邻的空心壁半立方格（1）的空心壁中，将这两个空心壁半立方体（1）拼接在一起；每一个空心壁半立方格（1）的周围四个方向，都可以通过凹形夹板（2）连接其它的空心壁半立方格（1），从而构成任意大小的坐标系；插板（3）是长方形的直板形状；插板（3）可以插入上下两个相对的空心壁半立方格（1）的空心壁中，将这两个空心壁半立方格（1）合在一起，构成一个封闭的、空心的立方格容器（4）；这个封闭的、空心的立方格容器（4），可以将豆子或珠子封在里面，便于坐标系的翻转操作。

该立方格数学教具，其特征在于，所有部件的材质为透明塑料。

附图说明

附图1、附图2、附图3是“空心壁半立方格”部件示意图。

附图1是侧视图，附图2是顶部视图，附图3是底部视图。

附图4是“凹形夹板”部件示意图。附图5是“插板”部件示意图。

附图6、附图7、附图8是三种最简单的初级拼装方式。

附图6是两个并排的“空心壁半立方格”以“凹形夹板”为拼插件，连在一起，组成两个相连的上面敞口的半立方格。

附图7是两个上下的“空心壁半立方格”以“插板”为拼插件，连在一起，组成一个封闭的空心立方格。

附图8是四个“空心壁半立方格”以“凹形夹板”、“插板”为拼插件，组成两个相连的封闭的空心立方格。

附图9是二维平面坐标系的一个例子。

附图10是倾斜平面在长方体立柱上截出交线的例子。

具体实施方式

部件材质为环保透明塑料。每个立方格的外边长为两三厘米，内边长为一二厘米，足够放下一颗豆子或珠子。

每个半立方格的格子大小足够探入一个指尖，摸到其中是否有豆子或珠子，但格子大小不足以伸入两个手指取出豆子。这是为了控制立方格大小，使得组装起来的坐标系不至于太过庞大。若要取出豆子，需要把豆子从立方格中倒出来。

一套立方格数学教具的“空心壁半立方格”数目，应在数百上千个左右，以便足以组装各种坐标系。“凹形夹板”和“插板”两种小插件的数目都在“空心壁半立方格”数目的8倍以上。

组成坐标系的单元格，自身就是天然的刻度单位。人们可以用手摸出每个格子的坐标。

一种建议玩法是，人们可以闭着眼睛组装操作坐标系，并放入豆子或珠子。这样可以利用触觉、记忆、脑海中构型来强化空间视觉智能。

从理论上来讲，这套教具的组装方法和使用方法无穷无尽，没有限制。这里举几个比较常见的用法，来说明一些使用技巧和注意事项。