[实用新型]语文数学矩阵式长方体组合幻方

说明书

本实用新型是一种儿童学习语文、数学知识的学具和玩具，也是一种计算工具。

本实用新型是在传统算筹的基础上设计成功的。从春秋时候起到明初，算筹一直是我国人民最主要的计算工具，后来才被蓬勃兴起的珠算所代替。

算筹的实质是将各级数学计算的结果制成一个矩阵表，再一列一列地分开来，每列用一条狭长的竹片（或木板、金属板等）表示，每一列可以独立并自由地滑到任一列上，这样只用两列直观的数据（不必用整个矩阵表）就可以进行任意一级运算，作为计算工具，算筹显然是落后的了。但是用作学具和数学玩具，却很直观有趣。不过，传统的算筹，一种算筹只能进行一种运算，要进行多种运算必须有多套算筹，颇多不便。

四十年代比利时乔治、奎逊耐为小学生设计了一种数学学具叫做数学彩条，十种72根，用十种颜色相区别，10～100mm长，每种相差10mm。数学彩条，虽然能够演示多种运算，但是因为数量多，用起来繁锁，缺乏趣味兴，而且不能直接给出结果，需要小孩一格一格地数出结果来。

本发明人发明的申请号为87204490的数学运算积木，不但可以进行多级运算，直接给出正确结果，还能用来学习基本几何图形知识，做建筑、工具、器物等多种游戏。但是数学运算积木强调的是趣味性、主要功能是游戏，当作学具还复杂了一点。而且形状较复杂，加工比较难。

以上数学学具和玩具，都还不能把语文知识的学习融为一体。本实用新型的目的是借取算筹的行列运算原理，把加、减、乘、除等多种运算以及汉字字根构字、汉语声韵双拼音节集于条型的长方体算子上，为儿童提供一种立体化的、简便直观的语文、数学学具和玩具，也可以用作成人的计算工具。

本实用新型的元件统称为长方体算子，简称算子。算子做成十条统一长度的狭长长方体，一个算子具有四个狭长的矩形表面，两个近于正方形的小横截面。每个狭长矩形表面都划分为十等分，印上或冲压出间隔线，使之成为十个相等的小格子。把每条算子的四个表面各印上一种颜色（不用红色），我们把十条算子的相同颜色表面拼成一个矩形，就可以得到一个10×10个格子的矩阵。十条算子共可拼出四个不同颜色的格子矩阵。

我们把十个基数四种不同级次的运算及其结果，分别编制成四个运算矩阵表，这四个运算矩阵表与十条算子构成的四个不同颜色的格子矩阵可以建立一一对应的关系。即每一个数据都可以填入一个相应且唯一的格子中去，这样我们就可以利用算子的一种颜色的格子矩阵表示一种运算矩阵，而且这种运算矩阵的行或列是能够随同算子折开和拼装的。

我们把运算矩阵中参加运算的基数用醒目的颜色（如鲜红）印刷，把其结果则用黑色或白色印刷，这样就使得一个运算矩阵的基数行和基数列格子里的数据均为红色，其它格子里的数据均为黑色和白色，不但看起来一目了然，在使用算子进行运算时也方便不少。

一条算子的四种不同颜色表面，分别是一种运算矩阵的行或者列，依据运算级次的不同，分别叫做某某运算面，如加减运算面、乘除运算面等等。

供低幼儿童使用的算方，可以不设乘方开方、对数等高级次的运算，空出来的算子表面，可以用来印刷汉字字根和汉语拼音声母、韵母，用以进行语文拼读游戏；也可以用来印刷儿童喜爱的组合画面，分别叫做汉字拼读面、拼音拼读面、画面组合面。

上述算子，有一条的表面印的都是基数，亦叫基数算子。在运算时，只要用这条算子同含有另一个运算基数的算子对齐，从基数算子上参加运算的基数位置对读，便可得到正确结果。运算基数的颜色特别醒目，与结果数不同，因而这种运算是很方便的。

为低幼儿童专设的汉字拼读面和拼音拼读面，只要把相应的字根相互对齐、相应的声母与韵母对齐，就能拼出许多汉字和任意一个汉语普通话音节。

算子的尺寸根据需要而定，一般以16mm×16mm×100mm为宜。

本实用新型集汉字识字、汉语拼音学习和多种数学计算为一体，元件合起来是一个一个的矩阵表，拆开来是一条一条独立的算子，只用两条算子便能拼出许多汉字和任意汉语拼音音节，简捷直观地求出多种运算的正确结果，不但是儿童饶有趣味的学具，也是成人比较方便的计算工具。

附图1为算子模块的立体图，附图2为算子构成的加法矩阵表，附图3为算子构成的乘法矩阵表，附图4为汉字字根构字矩阵表举例，附图5为汉语声韵双拼音节矩阵表举例。

本实用新型可用木材、塑料、有机玻璃等制成。以木材为例，1、用木材照附图1加工成算子模块。2、用纸按照说明书和附图2、附图3等矩阵表，印刷出彩色贴花。3、将彩色贴花粘贴在相应算子模块的表面，即成。