用于概率和统计能力训练的数学教具的制作方法

本实用新型属于数学教具技术领域，具体涉及一种用于概率和统计能力训练的数学教具。

背景技术：

数学学科是一门非常抽象的学科，概率和统计能力训练是数学教学的主要基础内容之一。传统概率和统计能力训练教学中，主要采用的方法为：老师或家长采用书籍教学，使学生观看书籍中的文字描述或图片，并进行大量应用题练习，从而认识并理解概率和统计知识。

然而，由于概率和统计问题属于不确定性数学，因此，该种教学方法存在的主要问题为：(一)教学方式枯燥，尤其对于低龄学生，无法充分调动学生的学习积极性，导致学生的学习积极性较差，从而影响概率和统计能力训练的效果。(二)学生仅靠练习册做练习方式学习，对概率和统计知识的理解认识不够深刻，导致学生难以真正理解概率和统计知识的含义，因此，对学生进行概率和统计能力训练的效果较差。

申请号为“201720749506.1”，名称为“一种数学概率教学用教具”的专利公开一种数学概率教学用教具，[0015]段公开以下内容：在使用本实用新型时，教师可从圆球收放盒10内取出一个圆球投放在漏斗7内，圆球滚动到第一三通管 1的一个出球管内，概率为1/2，之后依次拔出对应的插板5，圆球滚动到对应的第二三通管2的一个出球管内，概率为1/4，圆球滚动到对应的第三三通管3的一个出球管内，概率为1/8，圆球从对应的第四三通管4的一个出球管滚出至收放槽 8内，概率为1/16；教师也可调整适宜的插板5之后依次投放多个圆球，以依次投放三个圆球并分别滚动至指定位置的概率为例，第一个圆球如以第一三通管1的一个出球管为指定位置，第二个圆球如以其中一个第二三通管2的一个出球管为指定位置，第三个圆球如以其中一个第三三通管3的一个出球管为指定位置，则三个圆球并分别滚动至指定位置的概率为1/2×1/4×1/8＝1/64。本实用新型可通过调整插板，辅助教师讲解圆球滚动到任一第一三通管、第二三通管、第三三通管或第四三通管的出球管的概率，将抽象的概率进行直观的展示，便于学生理解。

上述“一种数学概率教学用教具”的专利申请，具有以下问题：学生只是将圆球投放在漏斗7内，就不需要其他动手操作，因此，学生的参与性和直观感觉较差，一方面，无法充分调动学生的学习积极性，导致学生的学习积极性较差；另外，学生对概率和统计知识的理解认识不够深刻，导致学生难以真正理解概率和统计知识的含义，因此，对学生进行概率和统计能力训练的效果较差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种用于概率和统计能力训练的数学教具，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种用于概率和统计能力训练的数学教具，包括旋转装置 (1)和统计装置(2)；

所述旋转装置(1)包括旋转盘(1.1)、色板(1.6)和旋转轴(1.9)；所述旋转盘(1.1)的底部中心位置固定安装底盘(1.2)，所述旋转盘(1.1)的顶部中心位置固定安装轴承(1.3)，所述轴承(1.3)的下部嵌入到所述底盘(1.2) 的内部，且使所述轴承(1.3)的外套与所述底盘(1.2)的内壁固定连接；所述轴承(1.3)的上部延伸到所述旋转盘(1.1)的盘面上方形成突出部；所述旋转轴(1.9)竖直设置，所述旋转轴(1.9)的底部嵌入到所述轴承(1.3)的内套；

在所述轴承(1.3)的外套等间距开设若干个第1水平插槽(1.4)；所述旋转盘(1.1)的外边缘对应开设若干个第2水平插槽(1.5)；每个色板(1.6)的一侧具有第1插件(1.7)，另一侧具有第2插件(1.8)，使所述色板(1.6)的第1插件 (1.7)插入到所述第1水平插槽(1.4)，使所述色板(1.6)的第2插件(1.8)插入到所述第2水平插槽(1.5)，多个色板(1.6)插接完成后形成完整的圆形结果展示面板；

所述统计装置(2)包括统计盘(2.1)和若干张颜色卡片(2.2)。

优选的，所述色板(1.6)为正反面均带有单一颜色的色板；正面颜色和反面颜色相同或不相同。

优选的，所述色板(1.6)为等腰梯形形状，该等腰梯形的顶边和底边均为弧形。

优选的，所述色板(1.6)的正面和反面各印有数字。

优选的，所述旋转轴(1.9)的顶部具有手柄(1.10)。

优选的，所述统计盘(2.1)为带有凹槽的方形盘。

本实用新型提供的用于概率和统计能力训练的数学教具具有以下优点：

本实用新型提供一种用于概率和统计能力训练的数学教具，一方面，学生需要动手拼装得到完整的数学教具；另一方面，学生需要动手转动旋转盘，使旋转盘开始旋转，并观察结果；另一方面，学生还需要通过统计盘中放入对应色的卡片，因此，不仅可以全面有效的对学生的概率和统计能力进行训练，而且，可以显著增强概率和统计能力训练过程中的趣味性，从而充分调动学生的学习积极性，提高学习效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的旋转装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的旋转装置的侧视结构示意图；

图3为本实用新型提供的旋转装置的俯视结构示意图；

图4为本实用新型提供的旋转盘和轴承组装后的立体结构示意图；

图5为本实用新型提供的旋转盘和轴承组装后的俯视结构示意图；

图6为本实用新型提供的色板和轴承组装后的立体结构示意图；

图7为本实用新型提供的色板和轴承组装后的俯视结构示意图；

图8为本实用新型提供的色板的立体结构示意图；

图9为本实用新型提供的色板的俯视结构示意图；

图10为本实用新型提供的统计装置的立体结构示意图；

图11为本实用新型提供的统计装置的俯视结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对低龄学生在概率和统计教育方面的难点，本实用新型提供一种用于概率和统计能力训练的数学教具，不仅可以全面有效的对学生的概率和统计能力进行训练，而且，可以显著增强概率和统计能力训练过程中的趣味性，从而充分调动学生的学习积极性，提高学习效果。

具体的，本实用新型提供的用于概率和统计能力训练的数学教具，以游戏的方式引入概率和统计的概念和计算方法，可以借用题卡等辅助工具，以任务的形式引导学生深刻理解概率和统计的知识，包括：概率统计中的计算、推理，以及整数、分数、比值等概念的理解，从而完成学生统计思维和随机观念的培养。

参考附图，用于概率和统计能力训练的数学教具，包括旋转装置1和统计装置2；下面对旋转装置1和统计装置2分别详细介绍：

(一)旋转装置

参考图1-图3，分别为旋转装置的立体图、侧视图和俯视图；旋转装置1包括旋转盘1.1、色板1.6和旋转轴1.9；

参考图4-图5，旋转盘1.1是旋转装置的支撑主体，用于承载整个装置，使整个装置可以在水平方向360度持续旋转。

旋转盘1.1的底部中心位置固定安装底盘1.2，旋转盘1.1的顶部中心位置固定安装轴承1.3，轴承1.3的下部嵌入到底盘1.2的内部，且使轴承1.3的外套与底盘 1.2的内壁固定连接；轴承1.3的上部延伸到旋转盘1.1的盘面上方形成突出部；旋转轴1.9竖直设置，旋转轴1.9的顶部可以设置手柄1.10。旋转轴1.9的底部嵌入到轴承1.3的内套；因此，旋转轴是整个装置的动力部分，通过手柄可以让装置在水平方向持续旋转。

预先设计多块形状完全相同的色板，色板与旋转盘为可拆分结构，色板通过以下结构设计，设计为可拆分结构：

在轴承1.3的外套等间距开设若干个第1水平插槽1.4；旋转盘1.1的外边缘对应开设若干个第2水平插槽1.5；

如图8-图9所示，为单独一块色板的结构图。每个色板1.6的一侧具有第1插件1.7，另一侧具有第2插件1.8，使色板1.6的第1插件1.7插入到第1水平插槽1.4，使色板1.6的第2插件1.8插入到第2水平插槽1.5，多个色板1.6插接完成后形成完整的圆形结果展示面板。参考图6-图7，为结果展示面板的结构图。

色板的表面带有单一颜色，例如，设计红色色板、黑色色板等，因此，当将多块所需颜色的色板拼接到旋转盘时，可形成不同颜色组合的结果展示面板。实际应用中，可以设计为12块色板可插接形成完整的圆形结果展示面板。可设计4色共24块色板，例如，设计6个蓝色色板，6个红色色板，6个黑色色板和6个黄色色板，本申请对设计的色板的颜色、色板的数量并不限制。

为提高色板的利用率，可以使色板1.6的正反面均带有单一颜色的色板，例如，对于某块色板，正面为红色，反面为蓝色。进一步的，为实现色板正反面均可使用，可以将色板1.6设计为等腰梯形形状，该等腰梯形的顶边和底边均为弧形。

(二)统计装置

统计装置2用于根据旋转盘得到的结果，排列颜色卡片，记录和展示统计结果。

参考图10-图11，统计装置2包括统计盘2.1和若干张颜色卡片2.2。其中，统计盘2.1为带有凹槽的方形盘。颜色卡片2.2的颜色种类，与设计的色板的颜色种类相一致。例如，色板设计为四色，分别为：红、蓝、黑和黄色，则颜色卡片也对应设计为：红色卡片、蓝色卡片、黑色卡片和黄色卡片。

本实用新型提供的用于概率和统计能力训练的数学教具，可以与题卡配合使用，其使用方法举例如下：

(1)根据题卡提示，选择所需颜色的色板，拼装得到完整的圆形结果展示面板。例如，选择6个黑色色板和6个红色色板。

(2)然后，转动旋转盘的旋转轴，使旋转盘开始旋转，进而使结果展示面板旋转；然后，向结果展示面板的上面放入测试球。

(3)受离心力的作用，测试球会在结果展示面板上面不停滚动。当旋转盘停止转动时，测试球会停留在结果展示面板的某个颜色的色板上，根据测试球所停留的色板的颜色，在统计盘的凹槽内，放入相同颜色的卡片。例如，如果测试球所停留的色板颜色为红色，则向统计盘的左侧放入红色卡片；如果测试球所停留的色板颜色为黑色，则向统计盘的右侧放入黑色卡片。

上面的步骤重复20次，使学生通过观察统计盘中的卡片，理解概率的概念，例如，针对本题，在进行20次后，统计盘红色卡片的数量为10个，黑色卡片的数量也是10个，由此理解测试球停留在红色色板的概率与停留在黑色色板的概率相等，加深学生对概率知识的理解。

再例如，在根据题卡拼好结果展示面板后，可以首先让学生猜测测试球最终停留的色板的色板颜色。然后启动装置进行验证，由此训练学生对概率的概念及不确定性的认识。

再例如，可以进行一系列测试，即：在进行第一次测试后，逐渐改变结果展示面板中色板的数量，例如，逐渐增加红色面板，减少黑色面板，让学生猜测测试球最终停留的色板的色板颜色。然后启动装置进行验证，由此训练学生对概率概念和统计概念的理解。根据多次测试结果，可以进一步引导学生进行简单的统计，画统计图、统计表以及计算概率等，由此全面训练学生的概率和统计能力。

再例如，还可以改变采用的色板的颜色种类以及采用的测试球的数量，例如，选用4种颜色的色板以及选用多个测试球进行上述测试，从而配合题卡，引导学生进行复杂的统计，画统计图、统计表以及计算概率等，由此训练学生解决更多复杂的统计和概率问题，强化对学生的概率和统计能力的训练。

再例如，针对解决其他不同数学问题的训练，包括概率统计中的计算、推理，以及整数、分数、比值等，设计对应的题卡，家长可根据题卡提示，交给学生不同的任务，完成多种训练，深化学生对统计和概率的不确定性的理解和认知。

另外，对上面描述的用于概率和统计能力训练的数学教具进行进一步改进，还可以训练学生的计算能力。具体的，在每张色卡的表面印有数字，可以正面和反面均印有数字，其使用方法为：

在根据题卡拼好结果展示面板后，可以同时使用3颗以上测试球，启动装置使旋转盘旋转，当旋转盘停止转动后，每个测试球会落入到一个色板上面。按照事先设计好的规则，例如，使学生计算三个测试球对应的色板上面的数字的和，由此训练学生的计算能力。

实际应用中，本装置可以单独使用，也可以和同系列积木玩具组合使用。

本实用新型提供的用于概率和统计能力训练的数学教具具有以下优点：

本实用新型提供一种用于概率和统计能力训练的数学教具，一方面，学生需要动手拼装得到完整的数学教具；另一方面，学生需要动手转动旋转盘，使旋转盘开始旋转，并观察结果；另一方面，学生还需要通过统计盘中放入对应色的卡片，因此，不仅可以全面有效的对学生的概率和统计能力进行训练，而且，可以显著增强概率和统计能力训练过程中的趣味性，从而充分调动学生的学习积极性，提高学习效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。