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Rechen-Lehrmittel Die Erfindung betrifft ein Lehrmittel fur den Rechenunterrioht.
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Gegen das Erlernen des Rechnens besteht bei Kindern häufig eine starke
Abneigung. Diese rührt in der Regel daher, daß Kinder absbrakte Zahlen nur schwer
erfassen können, da eine anschauliche Vorstellung dieser abstrakten Zahlen schwerfällt.
Es ist bereits ein Rechen-Lehrmittel bekannt, bei welchem entsprechend der Höhe
der Zahl farbige Kugeln seitlich verschoben werden können.
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Dieses Rechen-Lehrmittel hat jedoch den empfindlichen Nachteil, daß
es sich nur zum Rechnen einfacher Aufgaben mit niedrigen Zahlen eignet.
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Es besteht daher die Aufgabe, ein Rechen-Lehrmittel zu schafen, welches
die Abneigung gegen das Rechnen durch Veranschaulichen von abstraktenZShlenwerten
beseitigt und auch die Durchführung komplizierter Rechenoperationen erlaubt.
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Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß ein Rechen-Lehrmittel
einen Signalkasten od.dgl. aufweist, an dem wenigstens zwei Jeweils fUr den Stellenwert
einer Zahl vorgesehene und für den Schüler wahrnehmbare Signalgeber vorgesehen sind,
und die Signalgeber
z.B. auf elektrischem Wege mit Impulsgebern
od.dgl. in Verbindung stehen. Beim Rechengerät erfolgt die Aufgabenstellung vorzugsweise
dadurch, daß einzelne Signalgeber mehrmals betätigt werden, wobei der Schüler durch
Zählen der den einzelnen Stellenwerten zugeordneten Impulse die zu einer Aufgabe
gehörenden Zahlen zusammensetzt.
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Zweckmäßig ist es, wenn wenigstens zwei den einzelnen Stellenwerten
von Zahlen zugeordnete Signalflächen am Signalkasten vorgesehen sind. Diese einzelnen
Signalrlächen können Je nach den Stellenwerten der Zahlen unterschiedliche Farben
aufweisen. In diesem Falle können die Signale z.B. im Aufleuchten der Signalflächen
bestehen.
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Gegebenenfalls kann der Signalkasten unterschiedliche, den einzelnen
Stellenwerten von Zahlen zugeordnete Geräuschgeber aufweisen. In diesem Falle erfolgt.
die Übermittlung der Zahlenwerte dadurch, daß für Jede Zahlenstelle das charakteristische
Geräusch so oft ertönt, wie es die Jeweilige Ziffer der Zahlenstelle verlangt. Ein
mit Geräuschgebern versehenes Rechen-Lehrmittel eignet sich besonders für die Unterrichtung
von Blinden. Das dauernde Umformen von Signalen in abstrakte Zahlen vermindert die
Abneigung des Rechnenden durch die damit verbundene Belebung des Unterrichtes.
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Gleichzeitig werden die Kinder zu erhöhter Konzentration gezwungen.
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Es kann zweckmäßig sein, einen Signalkasten mit optischen Signalgebern
in Kombination mit einem Signalkasten mit Geräuschgebern
zu verwenden.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn den einzelnen optischen Stellenwerten bestimmte Ton-
bzw. Geräuschwerte zugeordnet sind.
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Zur Kontrolle für den Aufgabeteller kann das Rechen-Lehrmittel wenigstens
ein die Impulse wiedergebendes und ggf. die Rechen-Operationen mitvollziehendes
Zählwerk aufweisen. Zweckmäßig ist es dabei, wenn ein Zählwerk mit mehreren Zahlenreihen
vorgesehen ist, die das Ergebnis und ggf. die Ausgangszahlen der Jeweiligen Aufgabenstellung
wiedergeben.
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Das Rechen-Lehrmittel kann Anzeiger für die Operations zeichen sowie
entsprechende Betätigungstasten für diese Anzeiger aufweisen.
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Die Anzeige der Operationszeichen erfolgt dabei vorzugsweise auf optischem
Wege. Ohne eine Einrichtung für die Anzeige von Operationszeichen können diese durch
den Aufgabeneller angegeben werden.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 einen Signalkasten mit optischen Signalgebern, Fig. 2 einen mit
im Signalkasten verbundenen Schaltkasten, welcher zusätzlich einen Signalkasten
mit Geräuschgebern besitzt, Fig. 3 in schematischer Darstellung das Innere eines
mit Geräuschgebern versehenen Signalkastens sowie Fig. 4 und 5 abggewandelte Impulsgeber.
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Ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Rechen-Lehrmittel besteht aus einem
Signalkasten 2, welcher mit als Signaiflächen 31 ausgebildeten optischen Signalgebern
3 versehen ist, und einem mit Geräuschgebern 4 ausgestatteten Signalkasten 5. Dabei
ist im Ausführungsbeispiel ein Rechen-Lehrmittel 1 gezeigt, welches optische oder
akustische Signale bzw. deren Kombinationen ermöglicht. Jedem Signalgeber 3 bzw.
Geräuschgeber 4 ist eine Impulstaste 6 zugeordnet. Die Verbindung erfolgt über Leitungen
7, welche in einem KaXbel 8 zusammengefasst sind. Jeder Signalgeber 3 bedeutet einen
bestimmten Stellenwert einer Zahl. Bei Verwendung des Dezimalsystemes werden z.B.
durch Betätigen der Impulstaste 6a über den Signalgeber 3a die Hunderter-Zahlenwerte
bestimmt. Im Ausrührungsbeispiel sind Signalgeber 3 für vierstellige Zahlen vorgesehen.
Ein dreimaliges Betätigen der Impulstaste 6a würde z.B. beim Signalgeber 3a (Hunderter-Zahlenwert)
300" bedeuten.
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Auch der Signalkasten 5 ist zum Rechnen mit bis zu vierstelligen Zahlen
geeignet. In Fig. 3 sind vier verschiedene Aräuschgeber 4 dargestellt, welche Jeweils
einem bestimmten Stellenwert einer Zahl zugeordnet sind. Der Summer 4a bedeutet
im Dezimalsystem z.B. die Einer, die Klingel 4b die Zehner, das elektrische Horn
bc die Hunderter sowie der elektrische Gong 4d die Tausender. In Fig. 3 ist noch
ein Transbrmator 9 angedeutet. Dieser Transformator 9 erlaubt das Betreiben der
Geräuschgeber 4 mit einer niedrigeren als der Netzspannung. In Fig. 2 erkennt man
Schalllöcher 10, durch welche die durch Geräusche gegebenen Impulse besser hörbar
werden.
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Die Impulstasten 6 befinden sich an einem Schaltkasten 11, von welchem
aus das Kabel 8 zu dem Signalkasten 2 verläuft. Man erkennt deutlich, daß getrennte
Impulstasten 6 für die Betätigung der optischen Signalgeber 3 sowie Impulstasten
6 für die Betätigung der Geräuschgeber 4 vorgesehen sind. Dadurch ist ein getrenntes
Betätigen des Jeweils gewünschten Signalkastens 2 bzw. 5 möglich. Durch gleichzeitiges
Niederdrücken zweier einander zugeordneter Impulstasten , z.B. 6a und 6b kann auch
gleichzeitig ein optisches und ein akustisches Signal für - dem Beispiel folgend
- die Hunderter-Stelle gegeben werden. Der Signalkasten 5 mit den Geräuschgebern
4 ist in zweckmäßiger Weise direkt in Baueinheit mit dem Schaltkasten 11 verbunden.
Gegebenenfalls können auch die optischen Signalgeber 3 in diese Baueinheit mit einbezogen
werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung besitzt das Rechen-Lehrmittel
1 ein Zählwerk 12, welches in diesem Ausführungsbeispiel drei Zahlenreihen 13, 14
und 15 besitzt. Dabei können die Zahlenreihen 13 und 14 die Ausgangs zahlen der
jeweiligen Aufgabenstellung wiedergeben, während die Zahlenreihe 15 das Ergebnis
einer Aufgabe festhalten kann. Das Zählwerk 12 erlaubt auf diese Weise dem Aufgabensteller
eine Kontrolle und erleichtert ihm die Handhabung des Rechen-Lehrmittels 1.
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Außerdem erkennt man noch in Fig. 1 Anzeiger 16 für die vier Operationszeichen
17. Diese Anzeiger 16 werden durch die BetätigungsXtasten 18 in Gang gesetzt.
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Das Rechen-Lehrmittel 1 gestattet eine Programmierung der Aufgabenstellung,
wenn z.B. Lochstreifen oder Nockenwalzen die Impulstasten 6 betätigen. Außerdem
können die Impulstasten 6 selbsttätige Blinkgeber besitzen, welche solange Impulse
bzw.
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Signale abgeben, wie die Impulstaste 6 niedergehalten wird.
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Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß die Signalflächen 31 so nebeneinander liegen und den Stellenwerten von Zahlen
zugeordnet sind, wie es dem optischen Schriftbild von Zahlen entspricht, so daß
mit dem errindungsgemäßen Rechen-Lehrmittel 1 auf einfache Weise eine Veranschaulichung
abstrakter Zahlen möglich ist. Dadurch wird die Abneigung gegen den Rechen-Unterricht
vermindert.
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Eine vereinfachte Ausführung des Zählwerkes 12 kann darin bestehen,
daß nur eine oder ggf. zwei Zahlenreihen vorgesehen sind.
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Damit werden nur die Ausgangszahlen einer Aufgabenstellung nacheinander
oder ggf. auch gleichzeitig festgehalten oder das Zählwerk mit einer Zahlenreihe
gibt nur das Endergebnis an.
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Weiterhin kann ein z.B. einreihiges Zählwerk 12 zunächst nacheinander
die Ausgangszahlen und anschließend durch Mitvollziehen der Rechenoperation das
Ergebnis anzeigen. Ein solches Zählwerk 12 ist zweckmäßigerweise ebenso mit dem
Schaltkasten 12 und ggf.
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einem Signalkasten verbunden, wie es Fig. 2 zeigt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung bestehdarin, daß mit Geräuschgebern
4 in einem Signalkasten 5 die Unterrichtung von
Blinden im Rechnen
vereinfacht wird.
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In Fig. 1 erkennt man noch, daß die einzelnen Signalflächen 31 insbesondere
wenn eine größere Anzahl von ihnen vorgesehen ist, Zeichen 19, 20 aufweisen können,
die ihrem Jeweiligen Stellenwert zugeordnet sind. Dabei ist angedeutet, daß diese
Zeichen z.B. die Form von geometrischen Zeichen 19 - im AusfUhrungsbeispiel ein
Dreieck - oder von Buchstaben-Zeichen 20 - im Ausführungsbeispiel ein "T" - besitzen
können. Weiterhin können die Signalflächen 31 selbst die Form von sie unterscheidenden
Zeichen haben. Zusätzlich oder anstelle der Zeichen 19, 20 können die Signalflächen
auch je nach Stellenwert unterschiedliche Farben besitzen.
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Anstelle der in Fig. 2 vorgesehenen Impulstasten 6 kann nach einer
vorteilhaften und zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung
als Impulsgeter wenigstens mechanisch, elektrisch oder elextronisch wirksam gemachter
und mit den Signalgebern in Verbindung
stehender Wählschalter # mit vorzugsweise zehn Wählmöglichkeiten vorgesehen sein.
Dabei genügen bereits neun verschiedene Einstelimöglichkeiten des Wählschalters,
um die zehn WShlmöglichkeiten zu erzielen, da die Darstellung der Ziffern "Null"
keines Impulses und keines Signales bedarf. Dementsprechend sind neun Kontakte K
vorgesehen.
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In Fig. 4 ist dargestellt, daß als ählschaltern Sein mit verschiedenen
Kontakten K verbindbarer Schalthebel H od.dgl.
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vorgesehen sein kann. Dieser besitzt einen Einschaltknopf E, welcher
nach dem Vorwählen einer besimmten Schaltstufe deren
endgültiges
Einschalten ermöglicht. Dabei kömen die den einzelnen durch die Signalgeber sichtbar
zu machenden Ziffern entsprechenden Kontakte - welche in Fig. 4 auch entsprechend
nummeriert sind -bei elektrischer Verbindung durch den Schalthebel und den Einstellknopf
jeweils zum Auslösen einer ihrem Ziffernwert entsprechenden Anzahl von Impulsen
vorgesehen sein.
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In Fig. 4 ist der Schalthebel z.B. mit dem Kontakt K verbunden, welcher
der Ziffer 4 entspricht. Nach Auslösung mit Hilre des Einstellknopfes E wird dementsprechend
am zugehörigen Signalgeber einvtermaliges Blink- oder Geräuschsignal ausgelöst,
z.B. mittels elektronischer Schaltung.
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In Fig. 5 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform dargestellt.
Dabei ist als Wä.hlschalterine vorzugsweise gegen eine Rückstellkraft, z.B. eine
Rückstellfeder, einstellbare Schaltscheibe S od.dgl. und davon beaufschlagte Kontakte
K vorgesehen und Jeder beim Rückdrehen der Scheibe S od.dgl. überstrichene Kontakt
K ist zur Abgabe eines Impulses an den bzw.
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die Signalgeber vorgesehen. Man erkennt, daß die Schaltscheibe S eine
Zunge Z besitzt, welche die auf einem Kreisring angeordneten Kontakte K überstreichen
kann. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Einschaltknopr E vorgesehen, welcher
ein ungestört es Vorwählen ermöglicht und erst für die Rückdrehbewegung der Scheibe
S betätigt wird. ähnlich wie bei ir Ausführungsform nach Fig. 4 sind auch in diesem
Ausführungsbeispiel neun verschiedene Koantaktstellen K vorgesehen.
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Durch entsprechende elektrische bzw. elektronische Schaltungen können
die dargestellten Wählschalter nacheinander die einzelnen Signalgeber beaufschlagen.
Es ist Jedoch auch insbesondere zur Erleichterung der B-edienung möglich, dass Jedem
Signalgeber ein eigener Wählschalter zugeordnet ist. Dadurch wird außerdem die elektrische
bzw. elektronische Einrichtung des erfindungsgemäßen Rechen-Lehrmittels weniger
aufwendig. Gegenüber der Ausführungsform mit Impulstasten hat eine Ausführung mit
Wählschaltern den Vorteil, daß auf eigene Zählwerk ggf. verzichtet werden kann,
da Fehlbedienungen, welche insbesondere beim Sichtbarmachen höherwertiger Ziffern
möglich sind, besser vermieden werden können.
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Das Auslösen von neun Signalen zum Darstellen der Ziffer 9 ist einfacher
mit Hilfe einer solchen ählschaltung möglich, da ein Mitzählen durch den Bedienenden
oder ein Zählwerk nicht mehr erforderlich ist.
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InsbesondereFei Verwendung eines Wählschalters gemäß der Fig. 4 für
Jeden Signalgeber ist auch nachträglich noch eine Kontrolle der dargestellten Zahlen
möglich, solange die einzelnen Schalthebel in der eingestellten Stellung gelassen
werden.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung
dargestellten Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einen als auch in
beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.