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Lehrgerät für die Volksschule, insbesondere für den Rechenunterricht
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lehrgerät für den Unterricht in der
Volksschule zu schaffen, das aus zusammensteckbaren Bauelementen nach Art eines
Baukastens besteht und vielseitig verwendbar ist. Die Bauelemente sollen zur Herstellung
beliebiger Flächenmuster zusammensteckbar sein. Es soll aber auch auf so gebildeten
Flächen eine zweite Ebene aus einer beliebigen Kombination dieser Bauelemente befestigt
werden können, wobei diese einzeln oder in Gruppen umsetzbar und leicht wieder lösbar
sein müssen. Die zuletzt genannte Forderung liegt beispielsweise im Rechenunterricht
vor, wenn dargestellt werden soll, wie oft eine Zahl in einer größeren Zahl enthalten
ist.
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Gemäß der Erfindung besteht das Gerät aus quadratisch ausgebildeten,
in der Mitte mit Löchern versehenen Plättchen, die an zwei benachbarten Seitenflächen
Nuten und an den beiden übrigen Seitenflächen in diese Nuten passende Klemmzungen
zur Herstellung kantenglatter bzw. kantenversetzter Verbindungen in der Ebene tragen,
und aus mit einem Schaft versehenen, in die Mittellöcher der Plättchen einsteckbaren
Knöpfen, die außerdem zur Festlegung einer zweiten Plättchenebene auf einer bereits
vorhandenen Plättchengrundebene dienen.
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In Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Plättchen zu einer Leiste
zusammengefaßt, wobei der Lochabstand dem von zwei miteinander verbundenen Plättchen
entspricht.
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Für den Rechenunterricht faßt man zweckmäßigerweise zehn Plättchen
zu einer Leiste zusammen.
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Die Nuten und Klemmzungen verlaufen in Weiterbildung der Erfindung
parallel zur Längsmittellinie der jeweiligen Seitenfläche und über deren ganze Länge,
und die Klemmzungen sind an ihren freien Enden verjüngt ausgebildet.
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Es ist zweckmäßig, sowohl die Plättchen als auch die Knöpfe farbig
auszubilden.
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An der Unterseite tragen die Plättchen und Leisten Stege.
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Der Schaft der farbig ausgebildeten Knöpfe ist hohl und zwecks Erzielung
einer unterschiedlichen Haftwirkung in seinem Unterteil dünner ausgebildet als in
seinem Oberteil.
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Mit den Plättchen allein sind bereits zahlreiche Darstellungen in
der Ebene möglich, beispielsweise beim Unterricht in Heimatkunde oder in Verkehrsschulung
zur Darstellung des Schulweges.
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Besondere Bedeutung hat das Gerät im Rechenunterricht, bei dem einem
Plättchen der Zahlenwert »eins« und einer Zehnerleiste entsprechend der Zahlenwert
»zehn« zugeordnet wird. Damit lassen sich nicht nur Zahlen in vorteilhafter Weise
vielseitig als Flächenmuster, sondern auch alle Grundrechnungsarten einschließlich
der Bruchrechnung sinnfällig darstellen.
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Ein weiterer Vorteil des Gerätes ist darin zu sehen, daß der Ergebniswert
ohne Abbau der ausgangswertigen Grundebene von derselben gelöst und mit ihr zur
vergleichenden Darstellung gebracht werden kann. Das hat zur Folge, daß nicht nur
wertvereinigende, sondern auch werttrennende Rechenfunktionen gegenständlich als
Gleichung dargestellt werden können.
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Es sind zwar Rechengeräte bekannt, die mit Hilfe von farbigen Zählkörpern
auf Lochleisten oder -brettern die Wertdarstellung der Zahlen anstreben. Diese Einrichtungen
sind aber an starre, nach Form und Größe nicht veränderbare Lochsysteme gebunden.
Dadurch ist jede Veranschaulichung der Form nach einseitig im Sinne des jeweils
der Vorrichtung zugrunde liegenden Lochsystems festgelegt. Außerdem sind die Werte
nur unter Heranziehung der gesamten Lochfläche darstellbar. Schließlich sind Wertveränderungen
bzw. -umsetzungen nur mittels der einzelnen Zählkörper möglich.
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Es ist weiterhin ein Rechengerät bekannt, das mit zwei vollkommen
getrennt gehaltenen Tragflächen arbeitet, von denen die eine quadratisch, die andere
leistenförmig gestaltet ist. An Drahtstiften werden durch einzeln aufzuhängende
Pappscheiben die Werte dargestellt. Außer der Bewegbarkeit der Pappscheiben ist
keinerlei Variabilität vorgesehen, so daß die obigen Feststellungen auch hier mit
vollem Bezug gelten.
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Im Rechenunterricht kommt den Knöpfen außer ihrer technischen Haltefunktion
im Zusammenwirken mit den Plättchen in pädagogischer Hinsicht eine doppelte Bedeutung
zu. Dadurch, daß sie plastisch und farbig aus der Ebene herausragen, erhöhen sie
schlechthin die Anschaulichkeit. Da die Plättchen
ihrerseits farbige
Wertdifferenzierungen ermöglichen. kann durch sie in entsprechender Kombination
eine bestimmte erste Wertordnung dargestellt werden. Unabhängig davon lassen sich
auf dieser Flächenkombination die Knöpfe nach einem zweiten Ordnungsprinzip farbig
gruppieren. Damit ist durch die Knöpfe weiterhin die Möglichkeit gegeben, auf einer
Wertordnung eine andere zur vergleichenden Darstellung zu bringen.
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Im Zusammenwirken mit den Knöpfen wird auch die Bedeutung ersichtlich,
die die Löcher der Plättchen haben. Sind die Löcher nicht durch Knöpfe besetzt.
so stellen sie Wertlücken dar und bedeuten rechnerisch eine vorzunehmende Ergänzung
oder eine vorgenommene Subtraktion. Bei dem Erfindungsgegenstand sind im Gegensatz
zu den bekannten Einrichtungen Leerlöcher also nur insoweit vorhanden, als sie einen
rechnerischen Bezug haben.
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Die mittels der Knöpfe gegebene Möglichkeit, zwei Plättchenebenen
übereinander anzuordnen, gewinnt in all den Rechenfällen eine Bedeutung, in denen
ein gegebener Wert verändert in Erscheinung treten und gleichzeitig als Ausgangswert
existent bleiben soll. Dadurch ist es möglich, die zwei Seiten einer Rechen-Gleichung
gegenständlich darzustellen. Dies geschieht dadurch, daß die obere Wertebene in
Durchführung der jeweiligen Rechenoperation gelöst und neben der konstant gebliebenen
Basis dem Ergebnis entsprechend gruppiert wird. Besonders wichtig ist diese Möglichkeit
bei allen Funktionen, die eine Wertverminderung oder Teilung bewirken, also bei
Subtraktion, Zerlegen, Teilen und Enthaltensein.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung durch ein Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 das quadratische Einerplättchen in Ansicht von
unten (A), im Schnitt (B) und in Seitenansicht (C), F i g. 2 einen Knopf in Seitensicht,
F i g. 3 den für kleine Geräte vorgesehenen Knopf in Seitensicht, F i g. 4 den mit
seinem unteren Stielteil in ein Plättchen gesteckten Knopf, F i g. 5 den zwei Plättchen
zusammenhaltenden Knopf.
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Das Lehrgerät besteht aus quadratischen Plättchen, rechteckigen Leisten
und Knöpfen.
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Das quadratische Plättchen 3 (F i g. 1) trägt in der Mitte eine Bohrung
1. An zwei gegenüberliegenden Kanten sind auf der Unterseite Stege 2 angeordnet.
Dadurch wird ein Abstand des Plättchens von der Unterlage erzielt. Zwei benachbarte
Seitenflächen des Plättchens tragen parallel zur Längsmittellinie oberflächenparallele
durchgehende Nuten 4, 5, die beiden übrigen Seitenflächen entsprechend angeordnete
und in die Nuten 4, 5 klemmend passende Klemmzungen 6, 7. Das freie Ende der Klemmzungen
ist zwecks leichterer Herstellung der Klemmverbindung verjüngt ausgebildet. Dieses
Einerplättchen ist hundertfach vorhanden, fünfzig sind hell- und fünfzig dunkelgefärbt.
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Die rechteckige Leiste entspricht in der Anordnung der Nuten und Klemmzungen
den Plättchen 3; sie besitzt aber die zehnfache Länge. An der Unterseite der Leisten
sind jeweils an den beiden Enden und in der Mitte Stege entsprechend den Stegen
2 der F i g. 1 angeordnet. Diese Zehnerleiste ist zehnfach vorgesehen und entspricht
in ihren Farben den Plättchen. Die Knöpfe 8 (F i g. 2) sind mit einem Schaft versehen,
der zwei verschiedene Haftgrade aufweist. Sein unterer Teil 10 ist dünnwandig und
konisch, geschlitzt, spiralig od. dgl. ausgebildet, so daß er sich durch »Einschnäbeln«
leicht in eine Bohrung einstecken läßt und klemmend gehalten ist (F i g. 4). Der
obere Teil 9 des Schaftes ist starkwandiger ausgebildet und besitzt gegebenenfalls
Haftwülste, Rastringe od. dgl. zur Erhöhung der Klemmwirkung. Die Klemmwirkung soll
jedoch nur so sein. daß eine sichere Verbindung zwischen Knopf und Plättchen bzw.
Leiste gewährleistet ist. Nur durch diesen zweiten gesteigerten Hafteffekt ist es
möglich, zwei Plättchen- bzw. Leistenebenen mittels der Knöpfe zu verbinden, ohne
daß diese beim Aufsetzen auf die Basis stauen und bei weiterem Druck schließlich
herausfallen. F i g. 5 zeigt zwei übereinander angeordnete und mittels des Schaftes
gehaltene Einerplättchen.
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Um die Handhabung der Knöpfe bei kleinen Ausführungen des Gerätes
zu erleichtern, ist noch eine weitere Ausführungsform vorgesehen (F i g. 3). Die
Knöpfe 8 sind niedriger ausgebildet und tragen einen Griffstiel 11 mit kugelförmig
verdicktem Ende. Dieser Griffstiel 11 ist elastisch. Soll also ein bestimmter Stiel
erfaßt werden. so weichen die benachbarten aus.
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Die Knöpfe sind zweihunderfach vorgesehen und anteilmäßig in fünf
Farben gehalten.
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Für die Aufbewahrung der Einzelteile ist zweckmäßigerweise ein Kästchen
vorgesehen, dessen Boden als dezimal gegliedertes Hunderter-Lochbrett gestaltet
ist und das in seinen Abmessungen der längsseitig zusammengefügten Leistenfläche
entspricht. Die Lochanordnungen in den Leisten und im Boden des Kästchens sind kongruent.
Bei umgestülptem Kasten ist mit diesem Boden zusätzlich eine homogene Rechenfläche
bekannter Art gewonnen. - Da die beiden Seitenwände den Abstand der seitlichen Leistenstege
haben, lassen sich die flächig zusammengesteckten Leisten als zerlegbarer Deckel
auf das Gehäuse aufklemmen und ganz oder teilweise lösen. - Der Innenraum des Kastens
ist in Richtung und Breite der Deckelleisten durch Zwischenwände in zehn Knopffächer
unterteilt, von denen seitlich zwei durchlaufende Längsfächer für die Plättchen
ausgespart sind.
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Das Klassenmodell ist größer ausgebildet. Es erfordert deshalb ein
stabileres Gehäuse und zusätzlich eine Tragschiene.
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Die Arbeitsweise des Gerätes wird an zwei Beispielen näher ausgeführt:
a) am Rechenfall des Enthaltenseins »7 in 21« und b) an dem heimatkundlichen bzw.
verkehrkundliehen Thema »Mein Schulweg«.
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Zu a) Aus zwei Zehnerleisten und einem Einerplättchen wird, farbig
wechselnd, eine zusammengesetzte Leiste gebildet. Diese dient als Basis, auf die
einundzwanzig linear zusammengeklemmte Plättchen mittels der ihnen zugeordneten
einundzwanzig Knöpfe als kongruente zweite Ebene aufgesteckt werden, wobei die Plättchen
durch zwei und die Knöpfe durch drei Farben in Siebenergruppen gegenseitig abgegrenzt
sind. Im Nacheinander werden die Plättchen samt der Knöpfe gruppenweise von der
Grundleiste gelöst und rechts davon plaziert. Dadurch ist der Rechenfall »7 in 21«
so gegenständlich dargestellt, daß das Kind zu dem entstandenen Gleichungsymbol
leicht
die sprachliche Formulierung zu finden vermag.
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Zu b) Leere Plättchen und Leisten, linear zusammengesteckt, symbolisieren
die Straßen, wobei die Hauptverkehrswege in doppelter Breite dargestellt werden
können. Alle Kreuzungen, Einmündungen u. dgl. werden seitlich angesetzt. Durch überall
anklemmbare Randplättchen, auf denen mittels Stäbchen die Verkehrszeichen angebracht
sind, wird der Weg beschildert. So kann jedes Kind seinen eigenen Schulweg individuell
zur Darstellung bringen. Knöpfe, die auch mit Fußgänger-, Radfahrer- oder Autoattrappen
versehen werden können, dienen als Verkehrsteilnehmer, so daß sowohl die heimatkundlich-geographische
Seite dieses Themas als auch sein verkehrserzieherischer Gehalt sinnfällig ausgewertet
werden kann.