本實用新型涉及一種積木式智力玩具,特別是涉及一種適于教學和娛樂用的積木式數學智力玩具。
在市場上,有七巧板,可拼出平面圖形;傷腦筋的十二塊,可拼合成各種立體造形;智力拼板,可拼合成動物或其他美術圖案。它們對兒童的智力發展能起一定作用,但未能結合數學原理以促進使用者數學智力的發展,成年人對此不太感興趣。市場上還有算術游戲棋和算得快游戲棋,對游戲者有一定的數學智力促進,但作用不大,而且缺乏立體感和圖案美術感,不適合幼兒游戲。魔方風靡世界,具有六面體的美術感,並含有高深的數學原理,是高難度的智力玩具,但未包含初等數學運算法則,無疑是其欠缺的一個方面。
本實用新型的目的在于提供一種具有立體美術觀並含有一定深度數學運算法則的智力玩具;它既適合于兒童、學生和成年人,又適用于教學教具和娛樂玩具。
為達到上述目的,本實用新型提出一種數字與圖形相結合的積木式玩具,它由36塊尺寸相同的正立方體小方塊和一個容納這些小方塊的盒子組成,可以六種不同顏色標識在每一小方塊的六個平面上,對相同顏色的36個小方塊平面分別標上連續的數碼或者特定的數碼和運算符號,還把其余相同顏色的36個小方塊平面拼合繪上美術圖案。標有數碼和運算符號的每一相同顏色的36個小方塊平面,可排解一系列同類型的數學趣題,適合于中、小學生和成年人玩樂,增進數學運算和尋求排解趣題規律的能力;標有美術圖案的每一相同顏色的36個小方塊平面,可拼合出一幅完整的美術圖案,適合于兒童排解圖案,適應其興趣而促進其智力發展;還可利用36塊小方塊堆積成各種立體物形,可很容易地運算出其體積和表面積,可作為小學的數學教具。
根據上述,本實用新型宜稱為“智力方”。
下面將結合附圖就其具體實施方案及使用方法作進一步的詳細說明。
圖1(a)、(b)是本實用新型的結構示意圖。本實用新型提供的“智力方”由36塊尺寸完全相同的正立方體小方塊〔2〕組成,這些小方塊可整齊排列成正方形后裝置于尺寸合適的盒子〔1〕中,在盒子上蓋上一個透明的罩蓋〔3〕,則便于保護、裝運和收藏。
附帶說明,在具體實施中,“智力方”如用塑料制成,則可全部利用正立方體小方塊的六面進行標識;“智力方”如用木材制成,則可利用正立方體小塊順材紋的四面進行標識,小方塊其余的兩面屬木材橫斷面的兩面,一般都避免標識。
現把在36塊小方塊的六面上標識顏色的標志特征介紹于后:(一)以六種不同的顏色作為底色標識在六個平面上;(二)對相同顏色的36塊小方塊的平面標上配有數碼、運算符號或美術圖案。(詳見附圖2~11及后述標識方式)。
圖2(a、b、c、d)是本實用新型的36塊小方塊六面體的四個面的標識示意圖。
(本例系采用木材制成的“智力方”,故暫用四個順材紋面標識)
參照圖2:(六面體,利用了四個面)
第一面是藍數方:由1~36個自然數組成。(見圖2,a)
第二面是紅字方:標有五個5,七個7,四個括號,加減乘除各三個,0、1、2、3、4、8、9各一個,等號一個,(6、9兩用)(見圖2,b)
第三面是綠字方:標有九個9(倒過來與6通用),六個括號,加減乘除各三個,0、1、2、3、4、5、7、8各一個,等號一個,(見圖2,c)
第四面是黑方:按藍數方自然數1~9可拼排出圖案象(見圖2,d)
動物圖案按藍數方自然數10~18可拼排出圖案鹿(見圖2,d)
按藍數方自然數19~27可拼排出圖案兔(見圖2,d)
按藍數方自然數28~36可拼排出圖案鴨(見圖2,d)
圖3~圖11為“智力方”排解各種趣題的示意圖,現依次說明:
圖3是“智力方”自然數1~9排列數值和為15的示意圖。
圖4是“智力方”自然數1~36排列數值和為111的示意圖。
圖5是“智力方”自然數1~9排成正三角形的排解圖。
圖6是“智力方”自然數1~26排成“中”字的排解圖。
圖7是“智力方”自然數1~26排成“日”字的排解圖。
圖8是“智力方”自然數1~21排成“田”字的排解圖。
圖9是本實用新型的算式方排解圖。
圖10是利用“智力方”24個小方塊排成長方體的求積圖。
圖11是利用“智力方”25個小方塊排成立體造形的求積圖。
現將各方的標識方式和使用方法說明于后:
1.自然數方:假定以藍色標志自然數,則可算藍數方。每一方塊標有一自然數,36個方塊的數值為連續自然數或等差間隔的自然數。如圖2中的a圖所示為1~36自然數。自然數方為本“智力方”的主要方,可進行幾百個趣題排解。例如:①以自然數連續的九塊小方塊排成正方形,使橫行、直列和斜角線的數值和都相等。如自然數1~9排列數值和為15(其排列見圖3)、10~18排列數值和為42、19~27排列數值和為69、28~36排列數值和為96等等。②以自然數連續的16塊小方塊排成正方形,使其橫行、直列和斜角線的數值和都相等。如1~16排列數值和為34,17~32排列數值和為98等等。③以自然數連續的25塊小方塊排列成正方形,使其橫行、直列和斜角線的數值和都相等。如1~25排列數值和為65。④以自然數連續的36塊小方塊排列成正方形,使其橫行、直列和斜角線的數值和都相等。如1~36排列數值和為111(見圖4)。⑤以連續自然數排成不同的正三角形、正四邊形、正五邊形等,使其每邊數值和相等,並找出其排列規律(1~9排成正三角形的排解,見圖5)。⑥把自然數1~26排成“中”或“日”字,使每一橫行和直列的數值和都等于90(見圖6與7)。把自然數1~21排成“田”字,使每一橫行和直列的數值和都等于55(見圖8)。⑦排出2、4、6……偶數列,1、3、5……奇數列。
2.算式方:假定以紅色標志一些特定數值和運算符號,稱為紅字方。例如用紅色對36塊小方塊平面分別標上五個5、七個7、四個括號“)”、加“+”減“-”乘“×”除“÷”符號各三個、0~4、8、9、等號“=”各一個(9與6通用),如圖2的b所示,則可進行下列二種算式排解:
①用五個5配上適當的運算符號,使答數分別等于1、2、3、…10。(見圖9)
②用七個7配上適當的運算符號,使答數分別等于1、2、3、…20。
再用另一種顏色,例如綠色標識出另一算式方,稱為綠字方,即可用綠色對36塊小方塊平面分別標上九個9(9與6通用),六個括號“)”,加“+”減“-”乘“×”除“÷”符號各三個,1~5、7、8、0各一個,等號“=”一個,如圖2的c圖表示。則可進行下列兩種算式排解:
①用六個6配上適當的運算符號,使答數分別等于1、2、3、…20。
②用九個9配上適當的運算符號,使答數分別等于1、2、3、…20。
3.圖案方:假定用黑色對36塊小方塊平面拼合的正方形面上繪制美術圖案,如動物圖形,則稱為黑方。例如圖2的d圖所示。繪制出象、兔、鴨、鹿的圖形。按藍數方值去找,對照出1~9是象,10~18是鹿,19~27是兔,28~36是鴨。這適合于幼兒學習拼合圖形,增強智力。
此外,利用本“智力方”可進行體積排列,例如:
①用24個小方塊,排成長方體,能幫助透徹理解長方體積求積公式(見圖10)。
②用25個小方塊排成圖11所示的立體造形,每小方塊棱長按1厘米計算,能很快算出它的表面積和體積。
③用8個小方塊,能排列出九個正方體和長方體。
這些體積排列,適合于小學數學直觀教學。
本實用新型提供的“智力方”以數學為主要原理,並采取數字與圖形相結合的方式,使戲題有深也有淺,內容豐富,變化無窮,可用作教具和玩具,適合于兒童、學生和成年人學習和探索一些有趣的數學題目以及根據數字尋找拼合美術圖案,達到開擴思路、促進智力發展。