[0001] 本发明涉及数学教具技术领域，具体为数学思维训练的数学教具。

[0002] 数学是所有学科的基础，同时也是一门非常抽象的学科，学好数学非常的不易，特别是对低年级学生而言，数学的枯燥、抽象都让人很难理解，但是同时，学好数学、数学思维得到训练后，不仅会使学习成绩有很大的提高，同时对之后的人生发展也大有裨益；现有技术中，对数学的教育方式一般仍以课本阅读、习题练习为主，这种教育方式不仅枯燥无味，同时也不便于对低年级学生的数学思维进行训练，教学效果较差。

[0003] 中国专利公告号为：CN111739386B的发明专利，其提供了一种用于数学思维训练的数学教具，涉及教学用具技术领域，包括滚球桶、四方柱转块和三棱柱转块；所述底座顶部安装有一处支撑竖板，装配板安装在底座顶部端面前端，支撑竖板位于装配板后端；所述数字板块活动安装于装配板前端外侧；所述装配转槽共有两处，滚球桶位于装配转槽顶部内，装配转槽后侧通过固定连接件与支撑竖板顶端相连；所述连接主板左右两端分别与两处装配转槽固定连接，连接辅板安装在装配转槽右侧外壁上；本发明方便初学儿童根据算式答案，选取装配板前侧对应的数字板块，将数字板块顺着装配板前侧滑槽移动至数字板块右上端，通过数字板块实现算式解答作业，提升儿童动手解答能力，从而提高解题时的趣味性。

[0004] 上述数学教具中，通过各个机构的设置，虽然能够通过数字板块实现算式解答作业，提升儿童的动手解答能力，然而在实际应用中我们发现，其仍然存在有一定的不足之处，比如：

[0005] 上述数学教具，不便于使低年级学生对平面几何图形进行充分的了解，而平面几何图形的各种变幻，恰恰能够有效的训练数学思维能力；

[0006] 基于此，我们提出了一种数学思维训练的数学教具。

[0047] 实施例一：

[0048] 请参阅图1和图2，数学思维训练的数学教具，包括呈十字交叉形设置的横柜1和纵柜2，横柜1位于纵柜2的前方，横柜1和纵柜2内均转动设置有螺纹杆3，螺纹杆3的一端转动设置的柜体的内壁上，另一端延伸至柜体的外部并固定连接有旋钮4，从而，通过旋动两个旋钮4，便能够分别控制两根螺纹杆3的旋转，使用起来非常的方便；

[0049] 在螺纹杆3外壁的两侧分别形成有旋向相反的第一螺纹和第二螺纹，第一螺纹和第二螺纹的外壁分别螺纹连接有第一螺母5和第二螺母6，其中，横柜1内的第一螺母5和第二螺母6上分别固定安装有第一挂杆7和第二挂杆8，纵柜2内的第一螺母5和第二螺母6上分别设置有第三挂杆9和第四挂杆10，从而，通过两根螺纹杆3，能够分别使第一挂杆7和第二挂杆8相互远离或相互靠近、第三挂杆9和第四挂杆10相互远离或相互靠近；

[0050] 如图1所示，第一挂杆7、第二挂杆8、第三挂杆9和第四挂杆10的末端之间活动套设有弹性绳1001，弹性绳1001套在四根挂杆上，通过四根挂杆的位置变换，能够变化出正方形、不同大小的菱形，变化过程直观、清楚，方便低年级学生观察，从而便于对他们关于几何图形的数学思维进行训练；

[0051] 当然，也可以将弹性绳1001套在任意三根挂杆上，组成等腰三角形，并通过改变等腰三角形的底边长和腰长，来获得不同大小的等腰三角形。

[0052] 如图1：图1中的弹性绳1001呈菱形，当第三挂杆9和第四挂杆10相互远离时，该菱形的上下两端就是变得细长，当第一挂杆7和第二挂杆8相互远离时，该菱形的左右两端就会变得细长。

[0053] 在本实施例中，为了提高弹性绳1001在挂杆上的固定效果，第一挂杆7、第二挂杆8、第三挂杆9和第四挂杆10的末端均凹陷形成有绳槽28，弹性绳1001位于绳槽28内，从而能够有效的防止弹性绳1001滑脱；

[0054] 如图1所示，横柜1上开设有与第一挂杆7和第二挂杆8相对应的杆槽一，纵柜2上开设有与第三挂杆9和第四挂杆10相对应的杆槽二，给予第一挂杆7、第二挂杆8、第三挂杆9和第四挂杆10充足的运动空间。

[0055] 实施例二：

[0056] 请参阅图3‑

[0057] 图6，在实施例一的基础上，本实施例中又提供了如下技术方案：横柜1的底部和纵柜2的侧面均固定安装有U型柜11，U型柜11内滑动设置有测量尺12，测量尺12的正面设有刻度；

[0058] 通过两根螺纹杆3的运动确定弹性绳1001的形状后(此时弹性绳1001是正方向、菱形或三角形)，通过两个测量尺12，能够获得计算该形状周长或面积的所需尺寸，教师可以命令学生根据教具的实时状态，计算对应形状的周长或面积，寓教于乐，既能够起到高效的教育效果，同时也富有趣味性；

[0059] 在本实施例中，测量尺12的中间位置是零点，右侧是正值，左侧是负值，计算弹性绳1001对应形状周长或面积的所需数据，需要根据学生自己对测量尺12的观察进行绝对值求和，增大了计算难度，提高学生对数值的敏感度，进而对数学思维进行训练；

[0060] 如，三角形的弹性绳1001，其底边的一端位于‑5处，另一端位于5处，此时底边长就需要进行绝对值求和，和是10。

[0061] 然而这样测量尺12的位置始终固定的话，就容易会有一些学生投机取巧，同时计算难度也较小，往往正负值两边都是相等的，因此，针对这个问题，本实施例中又提供了如下技术方案：

[0062] 如图4所示，螺纹杆3的中部固定安装有主动轮13，主动轮13的外壁啮合有从动轮14，从动轮14底部的中心处固定安装有竖轴15，竖轴15的底端延伸至U型柜11内并固定连接有驱动齿轮16，驱动齿轮16与测量尺12背面的齿牙相啮合，这样一来，螺纹杆3旋转时，还会带动主动轮13旋转，主动轮13旋转带动其外壁啮合的从动轮14旋转，从动轮14旋转通过竖轴15带动驱动齿轮16旋转，驱动齿轮16旋转即可带动测量尺12左右移动；

[0063] 从而，每次螺纹杆3旋转时，测量尺12的位置都会发生变化，使得学生在每次计算时，都需要观察测量尺12并进行绝对值求和，避免学生因熟悉测量尺12位置而偷懒的情况；

[0064] 通过上述结构，再计算三角形的弹性绳1001时，若其底边的一端位于‑5处，那么其另一端可能会位于2处，也可能会位于3处，此时再绝对值求和，难度就稍微增大，需要细致的观察。

[0065] 计算弹性绳1001组成的形状的周长还是面积，教师可以自己指定，也可以设置随机机构随机选择，本实施例中，随机机构如图5和图6所示：

[0066] U型柜11上固定安装有选择箱17，选择箱17内通过转轴转动设置有转动轮18，转动轮18与测量尺12的边缘齿牙相啮合，这样一来，测量尺12在被螺纹杆3带动而移动时，也会带动转动轮18旋转；

[0067] 在转动轮18的正面均匀设置有若干个选择标识，选择箱17的正面通过盖板19所封闭，且盖板19上开设有用于裸露出单个选择标识的裸露槽20，转动轮18停止旋转后，从裸露槽20中裸露出哪种选择标识，便可以确定是计算周长还是面积，在图6中，A代表计算周长，B代表计算面积。

[0068] 实施例三：

[0069] 请参阅图7‑

[0070] 图10，在实施例一或实施例二的基础上，本实施例中又将横柜1和纵柜2设置成可相对转动的，以便于获得更多的弹性绳1001形状，同时也便于进行收纳、储存，比如，当横柜1与纵柜2之间呈四十五度夹角时，就便于获得长方形或不等边三角形的弹性绳1001，进一步的丰富了弹性绳1001的样式，更便于学生对平面几何的了解。

[0071] 在本实施例中，如图7所示，横柜1的背面固定安装有转动轴21，纵柜2的正面固定安装有固定套22，转动轴21转动设置在固定套22内，从而，通过转动轴21在固定套22内转动设置，便可相对旋转横柜1和纵柜2；

[0072] 如图8所示，固定套22的内壁均匀设置有若干个限位块24，相邻两个限位块24之间活动卡设有伸缩块23，伸缩块23活动伸缩设置在转动轴21上，本实施例中，限位块24和伸缩块23相对的一侧均是平滑的弧面；

[0073] 伸缩块23的具体伸缩结构是：在伸缩块23的末端固定安装有压板25，压板25活动设置在板槽26内，板槽26开设在转动轴21的内部，其中压板25与板槽26的内底壁之间还固定设置有第一弹簧27；

[0074] 从而，用力转动转动轴21时，伸缩块23会被挤压回缩，并通过压板25压缩第一弹簧27，当伸缩块23的位置与另一处相邻限位块24间的间隙位置相对应时，其又会在第一弹簧
27的弹力作用下弹出，卡到相邻限位块24间的间隙内，从而限制住转动轴21的位置；

[0075] 在本实施例中，限位块24均匀设置有八个，从而使得转动轴21，也即横柜1可以相对纵柜2每次四十五度的转动。

[0076] 如图9和图10所示，第三挂杆9和第四挂杆10上均开设有限位槽29，限位槽29的首尾两端分别开设有第一卡槽30和第二卡槽31，第一卡槽30和第二卡槽31内活动卡设有定位块32，定位块32活动设置在活动槽33内，活动槽33开设在第一螺母5内插槽的内壁上，且定位块32与活动槽33的内侧壁之间还固定设置有第二弹簧34；

[0077] 从而，通过上述机构的设置，能够使第三挂杆9和第四挂杆10可以相对其对应的螺母移动，在横柜1和纵柜2相互错开时，需要使第三挂杆9和第四挂杆10伸出，以与第一挂杆7和第二挂杆8等长，便于挂载弹性绳1001，此时，定位块32在第二弹簧34的弹力作用下卡在第一卡槽30内；

[0078] 而当需要横柜1和纵柜2对齐收纳时，就需要内推第三挂杆9和第四挂杆10，以防止第三挂杆9和第四挂杆10阻碍横柜1的移动，此时，定位块32在第二弹簧34的弹力作用下卡在第二卡槽31内；

[0079] 如图10所示，第一卡槽30和第二卡槽31相对的一端均是平滑的弧面，定位块32的两侧均是平滑的弧面，既能够准确、稳定的对第三挂杆9和第四挂杆10进行横向定位，同时也便于推动调整。

[0080] 实施例四：

[0081] 请参阅图11和图12，在实施例二的基础上，本实施例中又提供了一种周长或面积答案的书写机构，具体的：

[0082] 横柜1和纵柜2的末端均活动卡设有U型板35，U型板35的内壁固定安装有书写板36，书写板36上活动设置有擦板37，教师通过书写板36可以书写答案，以方便学生对照，当然，也可以将教具分发给学生，让学生直接在书写板36上写上答案，而通过擦板37，则可以便捷的擦除书写板36上书写的答案，以便于下一次的使用。

[0083] 在本实施例中，如图12，擦板37的两端部均通过立柱固定连接有滑块38，滑块38滑动设置在侧柜39内，侧柜39固定安装在U型板35的侧面，且滑块38与侧柜39的内侧壁之间还固定设置有第三弹簧40；

[0084] 从而，当测量尺12的位置被调整(向左移动)时，其也会推动擦板37移动(此时第三弹簧40通过立柱和滑块38被压缩)，以擦除书写板36上的上一次答案，方便此次使用。

[0085] 本发明的工作原理及使用流程：

[0086] 通过两根螺纹杆3，能够分别使第一挂杆7和第二挂杆8相互远离或相互靠近、第三挂杆9和第四挂杆10相互远离或相互靠近，弹性绳1001套在四根挂杆上，通过四根挂杆的位置变换，能够变化出正方形、不同大小的菱形，变化过程直观、清楚，方便低年级学生观察，从而便于对他们关于几何图形的数学思维进行训练；

[0087] 也可以将弹性绳1001套在任意三根挂杆上，组成等腰三角形，并通过改变等腰三角形的底边长和腰长，来获得不同大小的等腰三角形；

[0088] 通过两根螺纹杆3确定弹性绳1001的形状后，通过两个测量尺12，能够获得计算该形状周长或面积的所需数据，教师可以命令学生根据教具的实时状态，计算对应形状的周长或面积，寓教于乐，既能够起到高效的教育效果，同时也富有趣味性；

[0089] 测量尺12有正值和负值，计算对应形状周长或面积的所需数据，需要根据学生自己的观察进行绝对值求和，增大了计算难度，提高学生对数值的敏感度，进而对数学思维进行训练；

[0090] 螺纹杆3旋转时，还会带动主动轮13旋转，主动轮13旋转带动其外壁啮合的从动轮14旋转，从动轮14旋转通过竖轴15带动驱动齿轮16旋转，驱动齿轮16旋转即可带动测量尺
12左右移动，从而，每次螺纹杆3旋转时，测量尺12的位置都会发生变化，使得学生在每次计算时，都需要观察测量尺12并进行绝对值求和，避免学生因熟悉测量尺12位置而偷懒的情况。