专利名称：儿童算术游戏牌的制作方法
本项发明涉及一种儿童学习和掌握数的概念和数的加减运算以及乘除法表达式的一套游戏用品，也称为幼儿麻将，属智力玩具类。
本项发明的目的是为幼儿和小学低年级的学生提供一种无需纸和笔就可进行识数和数字运算的游戏工具。使儿童在玩耍中循序渐进地领悟数的函义和运算表达式，克服书写等表达能力对理解能力的制约，掌握初步的数学知识，增强学习兴趣，提高计算能力。
在玩具类商品中带有1、2、3、4和+、-、×、÷符号的产品种类繁多，已开发的类似专利产品也不少。如专利号为ZL882142984的“智力魔轮”产品，就属于专门用作计算游戏的智力玩具，但这类产品大多数是从一般成年人对数学的表面认识角度来为儿童设计的，在一套玩具中同一种数学符号太少，导致玩具所标明的运算符号和数字发挥不出计算功能，有些一套玩具中只有一副0-9的字符，1+9=10都摆不出，就更说不上是乘除符号的使用，加之儿童数学逻辑思维能力发展的年龄阶段性十分明显，差异很大使玩具的适龄性和使用度很小。离散性是数学的基本特性，这是集约类智力玩具难以完备的表达算术运算的根本原因。处于启蒙阶段的儿童要认识1、2、3、4，建立了算术公理系统的大数学家皮亚诺也因研究1、2、3、4而闻名于巨，两者的区别在于对同一问题从不同的逻辑思维层次上进行认识。数学运算有其内在的逻辑规则和对应的自然法则。数学计算的表达方式则是经过人们选择之后约定俗成的，这些表达方式构成的形式系统也成了数学知识的必要组成部分。本项发明是在对儿童认识心理发展过程的初步了解基础上，结合元数学知识为儿童设计的一套数学游戏具，并力求使隐涵的逻辑内容和形式要求显性化。
本发明的目的是这样实现的，通过对明代中国航海家郑和发明的麻将这一具有计算功能的大众娱乐消闲用品进一步拓展，使其成为适合儿童学习数学知识的智力启蒙玩具。
根据儿童刚学计数时用指点数的特性，设计出一种类似麻将的牌，牌的一面标有0-9不同的阿拉伯数字符号，另一方面是与数字相对应的圆点数，使儿童在触摸玩耍中形成数量多少的初步概念，以及数量与数字之间的一一对应关系。“0”的背面没有圆点。用一方框表示占一个空位，为了区分6与9两数学符号，采用加点标的方法。即“6.”与“9.”进行区分。识数游戏可用骰子与牌配合。在识数的基础上就可进行简单的加法运算，玩麻将的人都知道两个带点的骰子就可进行随机的加法计算，但是普通的骰子满足不了儿童学加法计数中的阶段性要求，为此设计出两类不同的骰子。一类是正方体表面标有不同点数的点骰，一类是正方体表面标有不同数字符号的数骰。两类不同的骰子再分为不同的种，一种是正方体的六个表面分别是0至5的数字或点数。另一种5至10的数字或点数。使用时根据儿童掌握的程度进行选择。先用两个0至5的点骰，让儿童用手指连续点数，过渡到用视觉计数，然后再用一个数骰与一个点骰搭配，进行累积计数，最后进行两个数骰的搭配，以及两个以上的连加计算，逐步完成从表象向抽象的连续过渡，从简单向复杂的拓展，从10以内向20以内的提高。在游戏中硬牌与骰子配合使用，把一付或几付硬牌按从小到大的顺序摆在两人中间，轮流抛出骰子。以点数赢牌张，看谁赢的多。因为单个或两个骰子抛出的点数是随机，不受智力的影响，体现了游戏的公平起点规则。并利用硬牌的正反两面点数与数字对点骰与数骰之间的不同搭配使同一游戏多样化，增强兴趣，减少基础性教育中内容简单、需要不断重复强化的单调性。赢完牌之后再按数的顺序轮流出牌，使其恢复原状，摆放在两人中间。使儿童对序数和相邻数的概念在游戏中自然被掌握。减法骰子采用两个连成一体并可绕同一中心轴线相对转动的六棱柱构成。也可用其它多棱柱，其中一个六棱柱的六个侧面都标有不同点数，另一个六棱柱的六个侧面中三个相互间隔的面上标有不同的点数，另三个间隔面为空的面。两个扁六棱柱沿轴线结合在一起，形成一个侧面可对齐的宽六棱柱。对齐的六个侧面中必然有三个面是由两个棱柱上的点数共同构成的带点平面，例如A面与B面分别在两个棱柱上，A面上有3个点，B面上有2点，与B面相邻的两个面为空白面，当A面与B面对齐时皮面上共有5点，当把B面所在的棱柱旋转一个间隔角度，使A面与一个空白面对齐，此面上只剩下3个点，这就表达出5-3=2的减法运算过程，并具有明显的触觉和视觉效果。如果在抛骰子的过程中，朝上的面正好是一个带点的面与一个空白对齐的平面，则可从与其相邻的两个斜面中任选一个面进行减法计算，六棱柱减法骰子可设计成多个套接结构，串联使用。
为了使儿童在游戏中能够自我检验加法和减法运算中计算结果的正确性，设计出一套纸牌作补充。纸牌分加牌和减牌两种，并以不同的颜色进行区分。每张加脾的一面标有0-10不同的点数以及与点数对应的阿拉伯数字，小写汉字数字，大写汉字数字、拼音和英文数字等内容，每张加牌的另一面印有与点数对应的等于该数的所有10以内的加法算式的组合序列。每张减牌的正面与加牌加似，反面是与正面数对应的等于该数的所有10以内的减法算式的组合序列。儿童在游戏中根据加法运算的结果，找出相应的纸牌，再从牌的背面所列的算式组中找出相应的等式，验证自己的计算过程是否正确，纸牌也可分段扩展到20以内的加减算式。儿童在学习数学知识时，不仅要掌握数量多少的变化，而且要学习数量的表达，以及多种运算方式的表达。在人类科学文化的历史进程中，人的手指望远是学习计数和表达数量的原始起点。他使十进制在计量中逐渐占据统治地位。在世界各种文化的交流演变中只有阿拉伯数字符号的表达方式被世人公认，虽然它有6与9同构，儿童易混的缺憾，但它以笔划简单流畅，形位结构明确单一，而超越了其它表达方式。如汉字文化中“十”“十一”“二十一”虽然也准确地表达数量多少和隐含着十进制关系，但这种表达符号系统自身的形位结构过于复杂与逢十进一的进位关系不完全一致，儿童学习计数必然要学习数量的表达形式，明确地掌握数的形位结构和各种运算表达式的形位结构，数学在一定意义上是一种形式科学。为了使儿童更好的理解算术表达式的形位结构，没计出一种与硬牌配合使用的底板，可让儿童在底板上用硬牌摆出加、减、乘除运算的横式和竖式进行运算练习。底板由四周带边框并有中横梁和间隔条的多道横槽板构成。槽的宽度与硬牌长度相等，上边的框和中横梁上从右端起按牌宽度标上分格线，在分格中标上出“个”、“十”、“百”等数位标识。并在上边框设置两个借位游标，在中横梁上设置两个进位游标或插卡，该底板突出了加减及乘法竖式运算中的明确形位结构。硬牌中除数字脾外，还需要运算符号牌。牌正面是“+”、“×”、“=”等，反面是与正面对应的汉字“加”、“乘”、“等于”等，另外还有补位用的空白牌用于补空位和隔离。并设计一种与竖式除法符号相似的插卡，可插在中横梁上作简单的除法竖式运算。为使儿童明确逢十进一的概念，设计出一种特殊进位牌，牌的正面是数字符号1，反面的图案是一个大圆包含着十个小圆点。让儿童在学20以内加法时就从横式和竖式中直观明显地掌握十进制下的数位概念和算术表达式的守恒性，以及表达式的形位结构特征，使隐含的含义显性化。
本发明为了儿童提供了一种年龄跨度大、使用期限长，以识数为起点，循序渐进地学习算术四则运算的游戏用品，把游戏的随机性、娱乐性和儿童认识心理发展过程中的表象性、操作性，以及数和算术表达形式的抽象性、格式性三方面有效地统一起来，对培养儿童学数学的兴趣和逻辑思维能力的发展有较好的促进作用。
图1是加法和减法骰子的示意2是硬牌和纸牌的正反面示意3是底板的示意4是硬牌与底板配合使用的示意图(1)是加法骰子；(2)是减法骰子；(3)是加牌；(4)是减牌；(5)是数字牌；(6)是符号牌；(7)是底板；(8)是借位进行滑标；(9)是除式符号卡条以下结合附图及实施便对本发明作进一步新说明。
在儿童算术游戏牌中，加法和减法骰子、硬牌、底板和除式符合卡条均可注塑成型，纸牌进行双面印刷，进位和借位滑标用印刷的小铝牌制成。一套玩具中配上四付硬牌基本可满足表达式中同一数字符号反复出现的重复性。四副牌分别用不同颜色的塑料制成，以便儿童在学习乘、除法运算过程中将牌作为不同分组的计算物体使用，牌上的字符可做凹体供儿童在上面作书写练习。底板的背面可贴印上1-100的数字表达式或乘法口诀或其它游戏棋盘，补位用的空白牌的一面可印上图案作游戏棋子。在牌的制作中使长度和厚度成一定比例。供儿童作多米诺脾等游戏。
权利要求
1.一种儿童算术游戏牌，它由骰子、纸牌、硬牌、底板等组成，其特征在于骰子分为加法骰子(1)和减法骰子(2)两类，纸牌分为加牌(3)和减牌(4)两类，硬牌分为数字牌(5)和运算符号牌(6)两种，底板(7)用于摆放硬牌，上述各组件单独或配合进行算术运算游戏。
2.权利要求1所述的儿童算术游戏牌，其特征在于加法骰子(1)由几个正立方体组成，分两种，一种表面标有不同的点数，另一种表面标有不同的阿拉伯数字，为区分6和9两个数字，可在数字下加点标，即“6.”和“9.”加以区分，减法骰子(2)由两个连成一体，并可绕中心轴线相对转动的六棱柱(或其它棱柱)构成，其中一个六棱柱六个侧面中三个相互间隔的面上标有点数，另三个面为空白面，也可将两个以上的六棱柱串联使用。
3.权利要求1所述的儿童算术游戏牌，其特征在于每张加牌(3)的正面分别标有0-10的点数以及与该点数对应的阿拉伯数字，小写汉字数字和大写汉字数字，以及汉语拼音和英文数字等，每张加牌的反面印有与正面数字对应的等于该数的所有10以内加法算式的组合序列，每张减牌(4)的正面与加牌类似，用不同的色彩区分，反面印有与正面数字对应的等于该数的所有10以内减法算式的组合序列，纸牌正面圆点数可用其它动植物或物品图案个数代替，并可扩充至20以内的数字。
4.权利要求1所述的儿童游戏牌，其特征在于硬牌中的数字牌(5)的两面，一面是点，另一面是对应的凹体阿拉伯数字0至9，其中0牌没有点，用一方框表示占位，特殊进位牌一面是数字1，另一面是一个大圆包含十个小圆点，符号牌(6)的一面是+、-、×、÷、＞、＜等算术运算符号，另一面是对应的汉字，还有一些补位用的空白硬牌。
5.权利要求1所述的儿童算术游戏牌，其特征在于底板(7)是四周带边框，中间有横梁和间隔条的多道横槽板，横槽宽度与硬牌长度相等，在上边框和中横梁上按硬牌宽度划上分格线，并从右端起在分格中标上“个”、“十”、“百”等数位标志，在上边框设有两个借位滑标(8)，在中横梁上设有两个进位滑标，并附有一个除式符号卡条(9)，底板的背面印有1-100的数字表或其它游戏棋盘。
全文摘要
一种专供幼儿及小学生学习数字和加减剩除法运算的数学启蒙玩具，也称幼儿麻将。它由加法和减法骰子、纸牌、硬牌(5)、底板(7)等组成，把游戏的随机性、娱乐性和儿童认识心理发展过程中的表象性、操作性以及数和算术表达形式的抽象性、格式性三者有效的结合在一起，不用纸和笔，使学与玩达到内在统一，有助于儿童对数学概念的理解和数学思维能力的发展，提高运算速度，是实施早期教育启蒙智力的工具，在游戏中达到寓教于乐的目的。
文档编号G09B19/22GK1237748SQ9811450
公开日1999年12月8日 申请日期1998年6月1日 优先权日1998年6月1日
发明者蒋井卫, 蒋湘维 申请人:蒋湘维