[发明专利]珠子与瓦片装置和方法

说明书

一种用于提供指示的装置和方法包括：至少一个指示位点，其限定了指示板；以及至少一个指示件，所述指示件配置为被接收在该指示位点上。用户操纵该至少一个指示件以执行与指示有关的状态更改操作。该装置和方法基于应用的认知科学，在此过程中，孩子在故事情节中扮演主导角色，而故事情节在执行规则的装置上发挥了作用，从而使他们能够在数学和可量化科学中遇到的可数性、按等级可数性、加法、减法、乘法、除法、以及其他状态变化过程进行自我启迪。

技术领域

本发明涉及一种以数学和可量化科学向儿童提供基础知识、洞察力和自我指导的教学装置和方法。

背景技术

感数是关于三的能力(Subitization is about the power of three)。每只动物天生就具备区分三个视野(即右、中和左)的能力。本发明利用了这种能力来实现感数。另外，在人类中存在垂直层，即地平面、眼睛平面和头顶。这将创建一个3×3分区的矩阵，总计九个警戒区域。因此，基数为10的数值自然适合于人类的超感数感知。手指和手指计数与此无关。

使用模块化组件，本发明在所有可量化科学中具有广泛的应用范围。然而，基数为10的数学将是本公开的重点，因为基数为10的数学是儿童的定量科学第一课。只要本发明进入他们的感数武器库，儿童们将被赋予能力自动地掌握数学和其他可量化科学背后的原理。对于他们玩耍和学习的装置，必须增强其准确性并最大程度地减少发生混乱和自我怀疑的可能性。

根据本发明如图1B所示的装置，为其多种可适应的多寄存器形式之一，在本示例中，为三行、五级、一托盘的寄存器设置，其没有现有技术。最接近的临摹本是从丹麦皇家图书馆档案中的一份1908年的手绘草图推测出，其仅具有平面布局。在一份可追溯至1615年的手绘手稿中，标题为“El Primera Nueva Coronica y Buen Gobiemo”，作者是费利佩·瓜曼·波马·德·阿亚拉(Felipe Guaman Poma de Ayala)，该手稿被现代史学家称之为印加算盘Ayala Yupana。阿亚拉(Ayala)的手绘草图以逆时针旋转90°在图1A中再现。没有其他类似的草图存在，也没有发现过任何实际示例。也没有人知道在Ayala Yupana上使用了什么记号。尽管事实上它是为基数12的数字系统而设计的，而以往的西方中心以基数10的数值模型都是强制拟合的，Ayala Yupana充当着平面单寄存器、基数为10的算盘。在2001年，Nicolino de Pasquale提出了基数为40的模型。

发明内容

在本发明的一个方面中，用于基数10的数字状态表示的优选指示位点是紧凑的、超感数的方形瓦片，在该方形瓦片(tile)上，指示件被移动到指示板上的指示位点。在示例性实施例中，指示位点被称为“数字方块(Digit-Square)”，指示件被称为“珠子(beads)”，指示位置被称为“珠子位点(bead sites)”，指示板被称为“糖果板(Candy Board)”。在瓦片(tile)的设计中雕刻了感数通知珠子位点布局，其为人脑的超感数感知能力注入了生命。在每个数字方块的左上角，存在一个第十个珠子位点(代表饱和状态)，与伸出的全部十个手指相当。

优选地，适当的文化和语言标志符号被印刷在每个珠子位点的边界内和瓦片上。例如，图2A的珠子位点布局描绘了从右到左的大小序列(左侧更大)，并且沿行/梯递增(上方更大)，并印有传统的印度阿拉伯数字字形，即“0”到“9”。印刷字形充当垫脚石，以便孩子在适当的时候自行获取成人符号的用法。从图6AA到图6JJ可以清楚地看到，当珠子占据数字方块上的珠子位点时，下一个在较高珠子位点中的数字字形会增强珠子计数、珠子图案和数值/状态。图6KK描绘了饱和状态“TEN”。

本发明应用了黄金法则：没有相关性，学习是强加而非习得。如图6AA至图6KK所示，在数字方块上，从“0”开始递增到“10”涉及11种状态和10种状态变化。孩子在视觉上看到的是11种状态。孩子在视觉上看不到的是状态的10种变化，因为它们是被称为计数的心理构造，即通过递增的状态变化。