DE19803926B4

DE19803926B4 - Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additions- und Subtraktionsbereich

Info

Publication number: DE19803926B4
Application number: DE1998103926
Authority: DE
Inventors: Thomas Hoppe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: DE19803926A1

Abstract

Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additions- und Subtraktionsbereich zur Aufnahme von mit Widerständen bestückten Zahlen (18, 19, 20) unter Verwendung eines Steuergerätes (1), das mit einem Fensterdiskriminator versehen ist,
wobei
– auf einer Ebene drei im gleichen Abstand nebeneinander positionierte Mittel (3, 4, 5) angeordnet sind, die Kontakte (6, 7, 8, 9, 10, 11) aufweisen, die zur Aufnahme der mit Widerständen bestückten Zahlen (18, 19, 20) dienen,
– an den Zahlen (18, 19, 20) die entsprechend ausgelegten Gegenkontakte (12, 13, 14, 15, 16, 17) angebracht sind,
– die Mittel (3, 4, 5) über eine Zuleitung (22) in Reihe an eine Spannungsquelle gelegt werden, wobei die Zuleitung (22) an jedem Mittel (3, 4, 5) unterbrochen ist,
– die Zahlen (18, 19, 20) die Zuleitung (22) als Reihenschaltung schließen, während an die Reihenschaltung eine Einrichtung zur Spannungsvergleichsmessung gekoppelt ist, um die entstehenden Spannungsabfälle durch die Zahlen...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additions- und Subtraktionsbereich.
Vorrichtungen zum Erlernen der Grundrechenarten sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bereits bekannt.
Aus der US 41 80 920 ist zum Beispiel ein rein mechanisch arbeitendes Lehrmittel bekannt, das unter anderem auch zum Erlernen von Rechenoperationen geeignet ist. Bei einer korrekten Anordnung von Zahlentäfelchen wird eine akustische Anzeige ausgelöst.
Die US 36 21 590 offenbart eine Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additionsbereich, wobei mit Kontakten versehene Spielelemente in entsprechende Aufnahmen einsteckbar sind und über eine Zuleitung in Reihe an eine Spannungsquelle gelegt sind, wobei die Zuleitung an jeder Aufnahme unterbrochen ist und die Spielelemente die Zuleitung als Reihenschaltung schließen. Die aus der vorstehend genannten Druckschrift bekannte Vorrichtung ist konstruktiv sehr einfach aufgebaut und ermöglicht es lediglich, vorgegebene Aufgaben nach Art eines Frage- und Antwortspiels zu lösen. Dabei werden in einer ersten Anzeigereihe der Vorrichtung die Additionsaufgaben und in einer zweiten, darunter verlaufenden Anzeigereihe die passenden Lösungen der Additionsaufgaben vorgegeben. Von einem Kind müssen die bereits vorgegebenen Lösungen jeweils der passenden Aufgabe zugeordnet werden, so dass die richtige Lösung auch durch bloße Auswahl aus den bereits vorgegebenen Lösungen erhalten werden kann und nicht unbedingt errechnet werden muss.
Ausgehend von der aus der vorstehend genannten Druckschrift bekannten Vorrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additions- und Subtraktionsbereich zur Verfügung zu stellen, die auf einfache Weise eine flexiblere Aufgabengestaltung ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additions- und Subtraktionsbereich zur Aufnahme von widerstandsbestückten Zahlen unter Verwendung eines Steuergerätes, das mit einem Fensterdiskriminator versehen ist, mit den weiteren Merkmalen des Anspruchs 1.
Dabei ist vorgesehen, dass ein Steuergerät der oben bezeichneten Art bei Betätigung drei Mittel, die inmitten einer Ebene im Abstand nebeneinander angeordnet sind und zur Aufnahme von widerstandsbestückten Zahlen dienen, an eine elektrische Spannungsquelle legt, wobei der Strompfad an jedem Mittel unterbrochen ist und an den jeweiligen Unterbrechungen Kontakte angebracht sind, die den Strompfad nach dem Aufbringen der Zahlen, welche die entsprechenden Gegenkontakte und einen Widerstand aufweisen, als Reihenschaltung schließen, wobei den Zahlen feste Widerstandswerte zugeordnet sind, die proportional zum Wert der Zahl Eins steigen und somit unterschiedliche im Verhältnis stehende, nach dem Ohmschen Gesetz resultierende Spannungsabfälle erzeugen. Der von der Mitte der Additions- und Subtraktionsgleichung abgenommene Spannungswert, der aus elektrotechnischer Sicht die Achse einer Spannungswaage bildet, wird dem Fensterdiskriminator zugeleitet, der Spannungen unterhalb, inmitten oder oberhalb eines fest definierten Toleranzbereiches erkennt und auswertet. Der Ausgang des Fensterdiskriminators liegt dauernd an einer Anzeigevorrichtung an, die bei Stromdurchgang ein Signal abgibt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in erster Linie für den Gebrauch durch Kinder gedacht und soll Kinder an den Umgang mit Zahlen und an das Grundrechnen gewöhnen. Dabei wird vorausgesetzt, dass das Kind die Bedeutung der Zahlen an sich schon versteht und mit Hilfe der Vorrichtung lernt, diese ins Verhältnis miteinander zu setzen.
Die einzige Figur zeigt in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Lehre der Erfindung. Anhand dieser Figur werden die Erfindung und ihre Funktion erläutert.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist das Steuergerät bezeichnet. Bei Betätigung von dessen Einschaltknopf 2 werden zum einen der Fensterdiskriminator, der durch zwei festgelegte Grenzspannungen über ein Fenster verfügt, welches einige mV unterhalb und oberhalb der halben Versorgungsspannung liegt, und die Zuleitung 22, die die drei Mittel 3, 4 und 5, die inmitten einer Ebene im Abstand nebeneinander angeordnet sind, umfasst, an eine elektrische Spannungsquelle gelegt. Die Zuleitung 22 ist jeweils an den Mitteln 3, 4 und 5 unterbrochen, wobei sich an den Enden der Unterbrechungen Kontakte 6, 7, 8, 9, 10 und 11 befinden, die so angeordnet sind, um sich mit den entsprechend ausgelegten Gegenkontakten 12, 13, 14, 15, 16 und 17 zu schließen. Durch Aufsetzen der mit Widerständen bestückten Zahlen 18, 19 und 20 wird die Zuleitung 22 als Reihenschaltung geschlossen. Somit entstehen an den widerstandsbestückten Zahlen 18, 19 und 20 Spannungsabfälle, die unterschiedlich groß sind, da jeder Zahl ein fest definierter Widerstandswert zugeteilt ist, welcher im proportionalen Verhältnis zum Zahlenwert steht. Der am Kontakt 9 entstandene Spannungsabfall wird über die Zuleitung 23 zum Eingang des Fensterdiskriminators geführt und mit dem Sollbereich verglichen. Da die Kombination der Zahlen in der Darstellung falsch ist, ist der am Kontakt 9 entstandene Spannungsabfall auch nicht in Höhe der halben Versorgungsspannung und somit auch nicht im Sollbereich des Fensterdiskriminators. Dadurch wird die Anzeigevorrichtung 21 durch den Ausgang des Fensterdiskriminators nicht mit Strom versorgt und kann somit nicht wirksam werden.
Das Kind soll nun die Zahlen 18, 19 und 20 solange kombinieren, bis die Gleichung der Additionsaufgabe richtig ist. Ist dieser Zustand erreicht, so entsteht am Kontakt 9 ein Spannungsabfall in Höhe der halben Versorgungsspannung, der somit in den Sollbereich des Fensterdiskriminators fällt. Dadurch liegt am Ausgang des Fensterdiskriminators eine Spannung an, die das Anzeigeinstrument 21 über die Zuleitung 24 mit Strom versorgt und dieses in einer noch zu erläuternden Weise betätigt.
Es ist auch denkbar, die Vorrichtung auf die Lösung von Kettenaufgaben zu erweitern. Dazu müssen noch weitere Mittel zur Aufnahme der Zahlen 18, 19 und 20 angebracht werden und elektrisch mit der Zuleitung 22 verbunden werden.
Die Mittel 3, 4 und 5 können Dauermagnete sein, wobei die Kontakte 6, 7, 8, 9, 10 und 11 unmittelbar an den Magneten angebracht sein können, so dass die entsprechend ausgelegten Kontakte 12, 13, 14, 15, 16 und 17 an den Zahlen 18, 19 und 20 durch die Magneten angezogen werden und so schnell austauschbare und elektrisch sichere Verbindungen entstehen. Wählt man als Mittel 3, 4 und 5 einfache Steck-, Schraub- oder Klemmfassungen, so tragen die Zahlen 18, 19 und 20 die entsprechenden Verbindungen.
Die Widerstände an den Zahlen 18, 19 und 20 können feste Werte besitzen oder einstellbar sein. Sie können von außen oder in Hohlräumen der Zahlen 18, 19 und 20 angebracht sein, wobei die Kontakte 12, 13, 14, 15, 16 und 17 nach außen geführt sind.
Hat das Kind nun die richtige Kombination der Zahlen 18, 19 und 20 gefunden, fließt ein Strom durch die Anzeigevorrichtung 21. Somit kann die Anzeigevorrichtung 21 selbständig ein Signal abgeben. Zum anderen besteht die Möglichkeit, das Signal aus der Anzeigevorrichtung 21 mit einem Druckknopfschalter 25 auszulösen. Das Signal kann akustisch durch einen Lautsprecher 26 oder optisch durch ein Leuchtmittel 27 gegeben werden.
Durch Drehen der Vorrichtung um 180 Grad kann das Kind unter Berücksichtigung der erforderlichen Rechenzeichen, die Subtraktionsaufgaben in gleicher Weise lösen.

Claims

Vorrichtung zum Erlernen der Grundrechenarten im Additions- und Subtraktionsbereich zur Aufnahme von mit Widerständen bestückten Zahlen (18, 19, 20) unter Verwendung eines Steuergerätes (1), das mit einem Fensterdiskriminator versehen ist, wobei – auf einer Ebene drei im gleichen Abstand nebeneinander positionierte Mittel (3, 4, 5) angeordnet sind, die Kontakte (6, 7, 8, 9, 10, 11) aufweisen, die zur Aufnahme der mit Widerständen bestückten Zahlen (18, 19, 20) dienen, – an den Zahlen (18, 19, 20) die entsprechend ausgelegten Gegenkontakte (12, 13, 14, 15, 16, 17) angebracht sind, – die Mittel (3, 4, 5) über eine Zuleitung (22) in Reihe an eine Spannungsquelle gelegt werden, wobei die Zuleitung (22) an jedem Mittel (3, 4, 5) unterbrochen ist, – die Zahlen (18, 19, 20) die Zuleitung (22) als Reihenschaltung schließen, während an die Reihenschaltung eine Einrichtung zur Spannungsvergleichsmessung gekoppelt ist, um die entstehenden Spannungsabfälle durch die Zahlen (18, 19, 20) auszuwerten, und – der Ausgang der Einrichtung dauernd an einer Anzeigevorrichtung (21) liegt, die bei Stromdurchgang ein Signal gibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3, 4, 5) elektrotechnische Elemente sind, wie Dauermagneten, an denen die Kontakte (6, 7, 8, 9, 10, 11) angeordnet sind, oder Steck-, Klemm- oder Schraubfassungen, und dass die auf den Zahlen (18, 19, 20) angeordneten Kontakte (12, 13, 14, 15, 16, 17) in entsprechender Weise ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände an den Zahlen (18, 19, 20) einstellbare oder feste Werte aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (21) bei Stromdurchgang selbständig ein Signal abgibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal akustisch oder optisch gegeben wird.