用于数字和运算学习的数学教具的制作方法

本发明涉及儿童教学用具领域，尤其涉及一种用于数字和运算学习的数学教具。

背景技术：

数学学科很抽象，如何将抽象的数学概念、知识、定律、性质等让儿童一一掌握呢？

动手操作是儿童非常喜爱的实践活动，也是儿童进行数学启蒙认知行之有效的途径之一。儿童对外界事物的好奇心极强，在学习中他们往往以兴趣为出发点，十分容易为新的刺激所吸引。这就要求给儿童提供的操作材料必须新颖、鲜艳、丰富多彩，材料的大小要根据儿童的年龄特点而定，操作方法要融合游戏在其中，使儿童觉得有趣。

对于10岁以内的儿童，10以内数字及其运算的学习是非常基础也是必须的。目前课堂上、家庭中，大多都是通过授课、做题的方式，让儿童学习数学知识，方法简单枯燥，容易让儿童觉得厌烦无趣。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于数字和运算学习的数学教具，操作方法兼具趣味性和互动性，材料大小根据儿童年龄特点设定，易于儿童进行操作。本实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具能够帮助儿童在游戏中加强对数字的理解和应用数字进行各种计算的练习，促进儿童在游戏中主动思考，激发儿童兴趣，在游戏的同时锻炼了儿童的计算能力和思维能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于数字和运算学习的数学教具，包括：

教具盒、至少一块凑数板、至少一块数位板、至少一块竖式计算板、多套数字牌和多套数学运算符号牌；

每套数字牌包括多张数字牌，每张数字牌上分别印有不同的数字；

每套数学运算符号牌包括多张印有数学运算符号的数学运算符号牌；所述数学运算符号牌的高度、宽度和厚度分别与所述数字牌的高度、宽度和厚度相等；

所述竖式计算板包括多个第一放置区，所述第一放置区的呈多行多列阵列排列；在最后一行的第一放置区与倒数第二行的第一放置区之间，具有竖式分界线；所述第一放置区的高度与所述数字牌的高度相匹配，所述第一放置区的宽度与所述数字牌的宽度相匹配；

所述数位板包括多个第二放置区；所述多个第二放置区呈多排设置，且相邻两排的后一排比前一排多一个第二放置区；所述第二放置区的高度、宽度和厚度与所述第一放置区的高度、宽度和厚度分别相同；

所述凑数板包括多个第三放置区，相邻两个第三放置区之间具有指示连接线；所述第三放置区的高度、宽度和厚度与所述第一放置区的高度、宽度和厚度分别相同；

所述教具盒包括盒盖和盒体；所述盒体呈长方体结构，包括底板和侧板，内部为容置区；所述盒盖为长方形，长、宽尺寸与所述底板相同；收纳时，所述凑数板、数位板、竖式计算板、多套数字牌和多套数学运算符号牌容置于容置区内，所述盒盖扣合在所述盒体上形成密闭结构；所述盒盖的下表面具有长方形的数字竞赛板，所述数字竞赛板包括三个数字牌放置区和两个数字牌插槽；所述三个数字牌放置区平行于所述盒盖的长边方向，并沿所述盒盖的宽边方向依次等间距设置；所述数字牌插槽平行于所述盒盖的长边方向，分别设置于所述盒盖的两个长边与外侧的两个数字牌放置区之间；所述数字 牌放置区的宽度与所述数字牌的高度相匹配，且所述数字牌放置区的长度不小于7个所述数字牌的宽度；所述数字牌插槽的宽度与所述数字牌的厚度相匹配。

优选的，所述数字竞赛板的边缘到所述盒盖的边缘的距离与所述侧板的厚度相匹配；当所述盒盖扣合在所述盒体上时，所述数字竞赛板的外边沿与所述侧板的内壁相接，使所述盒盖固定于所述盒体上；所述侧板在所述盒体的两个宽边的中点位置上装设有两块磁铁，并由所述侧板的上表面露出；在所述盒盖上的相应位置处也装设有两块磁铁，并由所述盒盖的下表面露出；当所述盒盖盖合在所述盒体上时，所述盒盖上的磁铁与所述侧板上的磁铁相互对准产生吸力，使盒盖固定在所述盒体上。

优选的，所述数字牌放置区和所述数字牌插槽均为所述数字竞赛板上的凹槽。

优选的，所述第一放置区为所述竖式计算板上的凹槽；所述第一放置区呈三行三列排列。

优选的，所述第二放置区为所述数位板上的凹槽；所述第二放置区呈三排设置；其中，第一排具有一个第二放置区，第二排具有两个第二放置区，第三排具有三个第二放置区。

优选的，所述第三放置区为所述凑数板上的凹槽；所述第三放置区呈三排设置；其中，第一排具有一个第三放置区，第二排具有两个第三放置区，第三排具有三个第三放置区。

优选的，每套数学运算符号牌包括加号牌、减号牌、乘号牌、除号牌、括号牌和等号牌各一张。

优选的，每套数字牌包括10张数字牌，10张数字牌上分别印有数字0到9。

优选的，所述数学教具还包括多张任务卡片，每张任务卡片上印有多个数字和至少一个运算符号，用以提示用户根据所述数字和运算符号做出相应 的算式。

本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具，操作方法兼具趣味性和互动性，材料大小根据儿童年龄特点设定，易于儿童进行操作。本实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具能够帮助儿童在游戏中加强对数字的理解和应用数字进行各种计算的练习，促进儿童在游戏中主动思考，激发儿童兴趣，在游戏的同时锻炼了儿童的计算能力和思维能力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具的示意图；

图2为本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具的第一种操作方法示意图；

图3为本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具的第二种操作方法示意图；

图4为本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具的第三种操作方法示意图；

图5为本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具的第四种操作方法示意图；

图6为本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具的第五种操作方法示意图；

图7为本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具的第六种操作方法示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具的示意图。

如图所示，该数学教具包括：教具盒1、至少一块凑数板2、至少一块数 位板3、至少一块竖式计算板4、多套数字牌5、多套数学运算符号牌6和多张任务卡片7；

每套数字牌5包括多张数字牌，每张数字牌上分别印有不同的数字；具体的，在本实施例提供的数学教具中，包括有4套数字牌5，每套数字牌5包括印有数字0～9的10张牌。在其他离子中，也可以是包括不同套数或不同数字的数字牌。

每套数学运算符号牌6包括多张印有数学运算符号的数学运算符号牌；数学运算符号牌的高度、宽度和厚度分别与所述数字牌的高度、宽度和厚度相等。具体的，在本实施例提供的数学教具中，数学运算符号牌6包括加号牌、减号牌、乘号牌、除号牌、括号牌和等号牌各一张。在其他例子中，还可以包括如：根号牌、平方运算牌、立方运算牌等更复杂运算的符号牌。

此外，还可以包括有数学符号牌(图中未示出)，如印有小数点的牌等等。

竖式计算板4包括多个第一放置区41，第一放置区41的呈多行多列阵列排列；在最后一行的第一放置区41与倒数第二行的第一放置区41之间，具有竖式分界线42；第一放置区41的高度与数字牌5的高度相匹配，第一放置区41的宽度与数字牌5的宽度相匹配。优选的，第一放置区41为竖式计算板4上的凹槽。在本实施例所例举的具体例子中，第一放置区41呈三行三列排列。

数位板3包括多个第二放置区31，呈多排设置，且相邻两排的后一排比前一排多一个第二放置区31；第二放置区31的高度、宽度和厚度与第一放置区41的高度、宽度和厚度分别相同；优选的，数位板3的长度、宽度与竖式计算板4相同。优选的，第二放置区31为数位板3上的凹槽。在本实施例所例举的具体例子中，第二放置区31呈三排设置；其中，第一排具有一个第二放置区31，第二排具有两个第二放置区31，第三排具有三个第二放置区31。

凑数板2包括多个第三放置区21，相邻两个第三放置区21之间具有指示 连接线22；第三放置区21的高度、宽度和厚度与第一放置区41的高度、宽度和厚度分别相同。优选的，第三放置区21为凑数板2上的凹槽。在本实施例所例举的具体例子中，第三放置区21呈三排设置；其中，第一排具有一个第三放置区21，第二排具有两个第三放置区21，第三排具有三个第三放置区21。

多张任务卡片7，每张任务卡片上印有多个数字和至少一个运算符号，用以提示用户根据数字和运算符号做出相应的算式。

教具盒1包括盒盖11和盒体12；盒体12呈长方体结构，包括底板121和侧板122，内部为容置区123；盒盖12为长方形，长、宽尺寸与底板121相同；收纳时，所述凑数板2、数位板3、竖式计算板4、多套数字牌5、多套数学运算符号牌6和任务卡片7容置于容置区123内，盒盖11扣合在盒体12上形成密闭结构；盒盖11的下表面具有长方形的数字竞赛板8，数字竞赛板8包括三个数字牌放置区81和两个数字牌插槽82；数字牌放置区81和数字牌插槽82均具体为数字竞赛板上8的凹槽。三个数字牌放置区81平行于盒盖11的长边方向，并沿盒盖11的宽边方向依次等间距设置；数字牌插槽82平行于盒盖11的长边方向，分别设置于盒盖11的两个长边与外侧的两个数字牌放置区81之间；数字牌放置区81的宽度与数字牌5的高度相匹配，且数字牌放置区81的长度不小于7个数字牌5的宽度；数字牌插槽82的宽度与数字牌5的厚度相匹配。

进一步的，数字竞赛板8的边缘到盒盖11的边缘的距离与侧板122的厚度相匹配；当盒盖11扣合在盒体12上时，数字竞赛板8的外边沿与侧板122的内壁相接，使盒盖11固定于盒体12上；侧板122在盒体12的两个宽边的中点位置上装设有两块磁铁14，并由侧板122的上表面露出；在盒盖11上的相应位置处也装设有两块磁铁15，并由盒盖11的下表面露出；当盒盖11盖合在盒体12上时，盒盖11上的磁铁15与侧板122上的磁铁14相互对准产生吸力，使盒盖11固定在盒体12上。

本实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具，可以用于多种数学练习，下面结合图2到图7所示场景为例，对其中的一些应用数学教具进行数学练习的用法进行说明。

在第一种场景中，可以利用该数学教具进行相邻数概念的认知，如图2所示。

首先，取出教具盒1，打开盒盖11，将数字竞赛板8一面向上放置；参与游戏的儿童将四套印有0～9的数字牌5共计40张全部打乱，印有数字的一面朝下叠放在桌面上，并取出其中三张放在中央的数字牌放置区81内，如图2所示。所取出的三张数字牌5上的数字分别为0、2、5。

第一名参与游戏的儿童从叠放的数字牌5中抓取一张，放置在一侧的数字牌放置区81内，并将自己所抓取的数字牌5与在中央的数字牌放置区81内的三张数字牌5上的数字进行比较，观察是否有与自己所抓取的数字牌5上的数字为相邻数的数字牌5。

如果有相邻数，则将自己抓取的数字牌5和相邻数的数字牌5一并取回，并根据从中央的数字牌放置区81中取走的数字牌5的数量，在叠放的数字牌5中取相应数量的数字牌5补在中央的数字牌放置区81中，使中央的数字牌放置区81中始终有3块数字牌5；如果没有，则将自己抓取的数字牌5放在一边。

图2所示，游戏者抓取的数字牌5上的数字是3，已有的三张数字牌5上的数字分别为0、2、5。2和3是相邻数，所以将数字2和3的数字牌5一并取回(由图中椭圆形示出)，同时补一张数字牌5到中央的数字牌放置区81。

随后轮到下一名参与游戏的儿童按照上述方法进行游戏。这样反复进行游戏，直到叠放的全部数字牌5都取完游戏结束，收集更多数字牌5的游戏者获得胜利。

通过上述方法进行游戏，能够帮助儿童准确认知相邻数的概念。

在第二种场景中，可以利用该数学教具进行加法计算练习，如图3所示。

首先将四套0～9的数字牌5混在一起，将没有数字的一面向上，以备抽取使用。

两名游戏者共用一个凑数板2，约定好一个目标数值，作为加法计算练习的和的目标值。因为是两个个位数的加法练习，因此目标值的最大值不能超过18。在本例中，规定目标值为9。

第一名游戏者拾取任意一块数字牌5，放在任意一个未被占据的第三放置区21中，然后第二名游戏者也拾取任意一块数字牌，放在一个未被占据的第三放置区21中，放置时注意观察自己所抽取的数字牌5与已经放置在凑数板2上的数字牌5是否可以相加等于9。如果可以，就选择与该数字牌5的第三放置区21之间有指示连接线22相连接的另一第三放置区21进行放置。此时可以取下这两个数字牌5，收为己有。如果没有，则将数字牌5放置在第三放置区21之后，再由第一名游戏者取数字牌5。

如图3所示，某一游戏者放置了数字为1的数字牌，因为8和1相加等于9，此时该游戏者就可以收下8和1两个数字牌。图中用黑色椭圆线圈出。

如上述方法，两名游戏者轮流取牌，依次将数字牌5放置于任意一个空白的数第三放置区21，当指示连接线22相连接的两个第三放置区21中的数字牌5上的数值之和与预设目标数值(即9)相等时，取下两个数字牌5收为己有。

如果空白的第三放置区21全部被数字牌5占据时，游戏者将下一数字牌5叠放于已放置在第三放置区21的数字牌5之上。当指示连接线22相连接的两个第三放置区21中最上方的数字牌5的数值之和与预设目标数值相等时，取下两个第三放置区21中所有的数字牌5收为己有。

游戏进行到全部数字牌5都被取用过为止，收到了更多数字牌5的游戏者获胜。

以上使用方法可以在游戏中使儿童对于两个个位数相加的计算得到充分练习。计算是通过已知和与其中的一个加数，用被加数进行填空的方式进行 的，能更加锻炼儿童的思维。

在第三种场景中，可以利用该数学教具进行数字排序认知的练习，如图4所示。

在应用这套教具进行游戏时，两名游戏者相对而坐，分别在两个数字牌插槽82的一端。

首先将印有0～9的数字牌5打乱顺序，将没有数字的一面向上，以备抽取使用。

两人各随意抽取3张数字牌5，按照由小到大的顺序自左向右放在各自一侧的数字牌插槽82中，将印有数字的一面朝向自己，没有数字的一面朝向对方。之后将剩余的4张数字牌5扣放在中间的数字牌放置区81中。

游戏者根据自己拿到的数字牌5分析猜测对方所持有的数字牌5。

先从第一个游戏者开始，指定对方的一张数字牌5猜测上面的数字，如果猜中了，对方就要将被猜中的数字牌5印有数字一面向上放置在自己一侧的数字牌放置区81中，第一个游戏者可以选择继续猜下一张牌，或者选择将机会转给对方，由对方猜自己的牌。

如图所示，处于图中下方位置的游戏者猜对方的一张牌是2，猜对了，对方就要将数字为2的这张牌正面向上放到数字牌放置区中。

如果没有猜中，则猜牌的这名游戏者就需要从中间的数字牌放置区81中扣放的数字牌5里抽取一张，按照自左向右由小到大的顺序放置在自己一侧的数字牌插槽82中，同样将印有数字的一面朝向自己，没有数字的一面朝向对方。同时从自己所有的数字牌中选取一张，将印有数字一面向上丢弃在自己一侧的数字牌放置区81中。

猜牌的机会转向对方。

轮到第二名游戏者猜数字的时候，同样按照上面规则进行。最先将对方所有数字都猜中的游戏者获得游戏胜。

在第四种场景中，可以利用该数学教具进行数位认知的练习，如图5所 示。

在应用这套教具进行游戏时，首先将两套0～9的数字牌5混在一起，将没有数字的一面向上，以备抽取使用。

两人各持一块数位板3，分别拾取任意一块数字牌5，同时翻开，将印有数字的一面朝上。拥有数字较大的数字牌5的游戏者首先将所拾取的数字牌5放置于自己的数位板3的第二放置区31中，拥有数字较小的数字牌5的游戏者再将所拾取的数字牌5放置于自己的数位板3的第二放置区31中。如果两名游戏者同时抽取到相同数字的数字牌5时，可以同时将各自拾取的数字牌5放置于各自的数位板3中，也可以是通过“石头-剪刀-布”等方式决出谁先放置数字牌5。放置数字牌5的原则是，尽量使自己放置数字牌5后最终得到的数字比对方大。

使用相同的而方法将两个数位板3上的各6个第二放置区31都填满后，分别比较这3组数字，其中，一位数与一位数相比较，两位数与两位数相比较，三位数与三位数相比较。由两个数字较大的游戏者获得游戏胜利。

在如图5所示的例子中，图中左边的数位板3上的三个数字分别为2、54和981，图中右边的数位板3上的三个数字分别为7、60和234。2小于7,54小于60,981大于234，因此图中右边的数字活动板上的三个数字中有两个都比左边的数字活动板上相同数位的数字大，所有右边数字活动板的游戏者赢得这一轮游戏的胜利。

通过以上游戏可以使儿童对于数位的概念得到充分认知，并通过游戏的方式加以理解和练习。翻出较大数字的一方考虑怎样放牌才能占据主动，而翻出较小数字的一方通过对方放牌的位置，分析怎样放牌对自己有利，在此过程中促使儿童主动进行思考，更加锻炼了儿童的思维和分析能力。

在第五种场景中，可以利用该数学教具进行竖式计算练习，如图6所示。

应用本实施例的数学教具进行游戏，可以由两人共同参与。

该数学教具的使用方法可以如图6和图7所示。

在应用这套教具进行游戏时，两名游戏者首先各持一块数字活动板1。

两人分别在对方看不到的情况下，各自选取一定量的数字牌5(在本例中为每人选取5张数字牌5)和一个数学运算符号牌6，在自己所持有的竖式计算板4的第一放置区41中做出正确的竖式计算公式。然后将自己所作出的公式记录下来，将5张数字牌5和一张数学运算符号牌6取出，跟对方交换。

随后，用从对方手里拿到的5张数字牌5和一张数学运算符号牌6做竖式计算公式。所作出的公式即便和原先对方做出的不一样，只要公式正确就算成功。

此时确认各自之前记录下来的公式，如果有人在开始做的公式是错误的，则该游戏者输掉游戏。如果两名游戏者之前做出的公式都是正确的，则先使用对方的数字牌和数学运算符号牌做出正确公式的游戏者获得游戏胜利。

以一个具体的例子对上述过程进行说明。首先如图6所示。一个游戏者选取的数字牌为4、4、2、2、0，所选取的数字运算符号牌为减号。该游戏者用这些数字牌做出了如图6中所示的42-2＝40的算式。然后，将这些牌交换给对方，对方利用这些数字牌作出了如图7所示的24-20＝4。因为所作出的算式是正确的，所以即使与原始的算式不一样，也是成功的做出了答案。

两人按照上述方法可以继续进行下一轮的游戏。

两名游戏者按照上述方法进行游戏时，在自己选牌做出算式的时候就进行了充分的思考，以确保自己做出的算式是正确的。在拿到对方的牌之后，即要求有速度，又要求正确率，以争取获得游戏的胜利，所以儿童在进行游戏的时候注意力会非常集中。在游戏过程中，以游戏的方式能够激发儿童兴趣，通过竖式计算可以帮助儿童迅速掌握竖式计算的要领，理解数位对齐在计算中的作用。

以上各种具体的应用场景，仅为使用本发明实施例提供的数学和运算学习的数学教具的一些具体的应用方法，并非全部。通过应用本实施例提供的 数学教具，还可以进行更多的数学知识、概念的学习和练习。

本发明实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具，操作方法兼具趣味性和互动性，材料大小根据儿童年龄特点设定，易于儿童进行操作。本实施例提供的用于数字和运算学习的数学教具能够帮助儿童在游戏中加强对数字的理解和应用数字进行各种计算的练习，促进儿童在游戏中主动思考，激发儿童兴趣，在游戏的同时锻炼了儿童的计算能力和思维能力。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。