專利名稱：自主裝拆空間幾何體模型部件集的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種教、學(xué)用具，旨在提供一種“空間幾何體模型部件集”。
背景技術(shù)：
“幾何難，代數(shù)繁”，立體幾何是高中階段數(shù)學(xué)教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是一個(gè)突出的難點(diǎn)。難就難在年幼學(xué)生閱歷淺，缺乏空間想象能力，從而使教師教起來費(fèi)心，講起來費(fèi)勁。教育部新制定的《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》第22頁特別指出，“立體幾何初步的教學(xué)重點(diǎn)是幫助學(xué)生形成空間想象能力，教師應(yīng)該提供豐富的實(shí)物模型或利用計(jì)算機(jī)軟件呈現(xiàn)的幾何體，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征……”長(zhǎng)期以來，在我國的高中立體幾何教學(xué)中，有不少學(xué)校連最簡(jiǎn)單的立體幾何體模型都沒有，使得教師講授起來感到單調(diào)、枯燥，學(xué)生聽講起來感到抽象、難懂。即使部分學(xué)校的教師自制了一部分模型，也大都是木制、泥塑或者是鐵絲焊接的。其缺點(diǎn)是品種殘缺不全，數(shù)量少，只能做到教師演示，學(xué)生呆看；尤其是結(jié)構(gòu)固定，體積太大，存放累贅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述弊端，給高中師、生(學(xué)生為主)在執(zhí)行“新課標(biāo)”，實(shí)行“二次課改”，實(shí)施“探究式”教、學(xué)立體幾何知識(shí)時(shí)，提供一種能根據(jù)教學(xué)需要，選擇其中的部件裝接出各種各樣相應(yīng)的立體幾何體模型，包括空間直角坐標(biāo)系模型、空間向量模型的“自主裝拆空間幾何體模型部件集”。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的所述的空間幾何體模型部件集由3塊或3塊以上有機(jī)原料沖壓出的帶有高或?qū)蔷€的各種正多邊形或圓形框架ABCD和4根以上與上述框架垂直的圓桿FG以及一根長(zhǎng)度比所述圓桿FG短的中心柱HI組成；所述框架ABCD的頂點(diǎn)處均設(shè)有圓弧形卡口E，并且在所述框架ABCD的中心或重心處均設(shè)有圓柱形小插榫OO′；所述圓桿FG的兩頭或一頭相應(yīng)地設(shè)有一個(gè)可插進(jìn)所述框架ABCD上所設(shè)小插孔的圓柱形小插榫；所述中心柱HI兩端均帶有小孔J能套進(jìn)所述框架ABCD中心小插榫OO′；所述的空間幾何體模型部件集，還可以由一根有機(jī)原料沖壓出的略大于半圓的半圓環(huán)圓桿框架RS，所述半圓環(huán)圓桿框架RS與直徑相交S處設(shè)有圓孔S′，另一端與直徑相交R處帶有圓帽R′，圓帽的開口R′對(duì)準(zhǔn)著圓孔S′；還包括一根長(zhǎng)度大于所述半圓環(huán)圓桿框架RS直徑，其粗細(xì)度以能插進(jìn)所述半圓環(huán)圓桿框架RS的圓孔S′和圓帽開口R′且能自由轉(zhuǎn)動(dòng)為準(zhǔn)的圓棒軸桿UV，所述圓棒軸桿UV一頭U為鈍圓形，另一頭V可以設(shè)或不設(shè)立座；所述的空間幾何體模型部件集，還包括由金屬條桿車成的且其中一個(gè)端頭都帶有一定錐度的圓鈍頭圓形條桿ZZ′一根和圓形條桿XX′一根以及圓形條桿YY′一根；所述圓形條桿ZZ′分為兩段，一段的一端帶有母螺紋孔，另一段的一頭為正好能扭進(jìn)上段母螺紋孔的螺桿；所述圓形條桿XX′一端設(shè)有正方形板塊，該正方形板塊的正中央設(shè)有一個(gè)與主桿XX′垂直的方槽，且該方槽的正中央帶有一個(gè)正好能插進(jìn)圓形條桿ZZ′的圓孔T，另一端設(shè)有一根與上述圓孔壁平行的圓桿站腳；所述圓形條桿YY′一端設(shè)有長(zhǎng)方體方桿，該長(zhǎng)方體方桿的正中央也帶有一個(gè)正好能插進(jìn)圓形條桿ZZ′的圓孔T′，另一端設(shè)有方向與圓孔T′壁平行的圓桿站腳。
本發(fā)明的效果是顯而易見的1、由于只需要用精制的模具沖壓數(shù)個(gè)頂點(diǎn)帶弧形卡口的正多邊形、圓形等平面框架和兩端或一端帶有小插榫的條桿，加之這兩類部件均可以根據(jù)需要重復(fù)使用，即一件多用，所以結(jié)構(gòu)和制造特別簡(jiǎn)單。
2、“天空月亮比水中真，手中學(xué)具較投影實(shí)”，由于該部件集主要是提供給學(xué)生自己裝拆各種空間幾何體模型的，所以可做到讓學(xué)生親手裝接，這就是讓學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)從自己實(shí)踐中來，從手中實(shí)物上來，從而增加了學(xué)生的自主實(shí)踐性、體驗(yàn)性、感悟性、積極性和創(chuàng)造性，實(shí)現(xiàn)了“教師為導(dǎo)，學(xué)生為本，師生互動(dòng)，演示探究”的新型教學(xué)理念，有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力，推進(jìn)素質(zhì)教育，克服了整個(gè)教學(xué)過程不是光由教師演示，學(xué)生坐著呆看，就總是用多媒體“放投影”的單調(diào)上課模式。
3、由于可自主裝拆，又可一件多用，部件很少，體積很小，故可用小盒包裝，加之不同部件色彩各異，鮮艷光亮，又用適中美盒包裝，極便師生攜帶、使用和存放。


圖1正方形框架俯視2正方形框架立體3圓形棱桿示意4中心柱示意5正方體模型裝接方法示意6圓柱體模型裝接方法示意7圓錐體模型裝接方法示意8圓臺(tái)體模型裝接方法示意9長(zhǎng)方形框架俯視10演示直線與平面相交模型裝接方法示意11演示直線與平面垂直模型裝接方法示意12演示平面與平面相交模型裝接方法示意13演示平面與平面垂直模型裝接方法示意14半圓形旋轉(zhuǎn)面框架正視15插旋轉(zhuǎn)面的旋轉(zhuǎn)體中心軸桿示意16演示球體裝接方法示意17空間直角坐標(biāo)系Z軸示意18空間直角坐標(biāo)系X軸俯視19空間直角坐標(biāo)系X軸正視20空間直角坐標(biāo)系Y軸俯視21空間直角坐標(biāo)系Y軸正視22空間直角坐標(biāo)系的裝接方法示意圖具體實(shí)施方式

一、部件如圖1至圖13所示，由3塊或3塊以上有機(jī)原料沖壓出的帶有高或?qū)蔷€的各種正多邊形或圓形框架(ABCD)和4根以上與上述框架垂直的圓桿(FG)以及一根長(zhǎng)度比所述圓桿(FG)短的中心柱(HI)組成；所述框架(ABCD)的頂點(diǎn)處均設(shè)有圓弧形卡口(E)，并且在所述框架(ABCD)的中心或重心處均設(shè)有圓柱形小插榫(OO′)；所述圓桿(FG)的兩頭或一頭相應(yīng)地設(shè)有一個(gè)可插進(jìn)所述框架(ABCD)上所設(shè)小插孔的圓柱形小插榫；所述中心柱(HI)兩端均帶有小孔(J)能套進(jìn)所述框架(ABCD)中心小插榫(OO′)；如圖14所示，由有機(jī)原料沖壓出一根略大于半圓的半圓環(huán)圓桿框架RS，在其一頭與直徑相交S處設(shè)有圓孔S′，另一端與直徑相交處帶有圓帽R′，圓帽的開口R′對(duì)準(zhǔn)著圓孔S′。再?zèng)_壓一根如圖15所示的其長(zhǎng)度大于上述半圓框架直徑，一頭U為鈍圓形，另一頭V可以設(shè)或不設(shè)立座，其粗細(xì)度以能插進(jìn)半圓環(huán)框架RS的圓孔S′和圓帽開口R′且能自由轉(zhuǎn)動(dòng)為準(zhǔn)的圓棒軸桿UV。
如圖17所示，用金屬條桿車成的一根分為兩段的，一段的一端帶有母螺紋孔；而另一段的一頭帶有正好能扭進(jìn)上段母螺紋孔的螺桿，這一段的另一端頭部則是帶有一定錐度的圓鈍頭的圓桿ZZ′。
如圖18、圖19所示，沖壓出的一根一端設(shè)有正方形板塊另一端為有一定錐度的圓鈍頭的圓形條桿XX′。該正方形板塊的正中央設(shè)有一個(gè)與主桿XX′垂直的方槽，方槽的正中央帶有一個(gè)正好能插進(jìn)ZZ′軸上螺桿的圓孔T，另一端設(shè)有一根與上述圓孔壁平行的圓桿站腳。
如圖20和圖21所示，沖壓出的一根一端設(shè)有長(zhǎng)方體方桿，該方桿的正中央也帶有一個(gè)正好能插進(jìn)ZZ′軸螺桿的圓孔T′；另一端也設(shè)有方向與小圓孔壁平行的圓桿站腳，且其端頭為帶有一定錐度的圓鈍頭的圓形條桿YY′。
二、裝接方法演示1、裝接柱、錐、臺(tái)體模型的
具體實(shí)施例方式由于部件集中的部件可裝接成的空間幾何模型繁多，而裝接方法又大同小異，所以現(xiàn)只以一個(gè)正方體模型裝接法步驟為例，作為裝接其它所有立體幾何模型之示范，以避免贅述。
如圖5所示，將兩塊正方形平面框架ABCD中心小插榫OO′分別插進(jìn)中心柱HI兩端的小孔J中；將4根棱桿FG兩端的小插榫分別插進(jìn)上述平面框架ABCD之頂點(diǎn)A、B、C、D側(cè)面圓弧形卡口小孔E中；至此，正方體模形ABCD-A′B′C′D′即裝接成功。
如果將另一塊正方形平面框架ABCD圓弧形卡口E分別卡住上述裝接成的正方體模形ABCD-A′B′C′D′的棱桿且沿著棱桿平行地上下滑動(dòng)，即可活靈活現(xiàn)地演示出“由一個(gè)平面多邊形沿某一個(gè)方向平移形成的空間幾何體叫做棱柱”的定義(江蘇教育出版社《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書<必修>》·教學(xué))。
用同樣的原理，如圖6至圖8，根據(jù)裝接的需要，從部件集中選取相應(yīng)的部件，按與上述大體相同的裝接方法，即可裝接出其它的棱柱、錐、臺(tái)和圓柱、錐、臺(tái)體幾何模型。
2、裝接空間點(diǎn)、線、面位置關(guān)系模型的
具體實(shí)施例方式如圖10和圖11，將圓形棱桿HI的一端套進(jìn)正方形框架ABCD中心的小榫OO′，即為演示直線與平面相交或垂直的模型。
將兩塊正方形框架ABCD的兩個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)圓弧形卡口E分別卡住寬度與正方形邊長(zhǎng)相等的如圖9所示的長(zhǎng)方形框架KLMN的邊框KL和邊框MN上，即為如圖12和圖13，演示兩個(gè)平面或者相交互相垂直的模型。
3、裝接旋轉(zhuǎn)體形成的模型
具體實(shí)施例方式僅以球體形成模型為例。
如圖15所示，將圓棒軸桿UV的鈍圓形一頭V，插進(jìn)如圖14所示的半圓環(huán)框架一端的圓孔洞，并且一直伸插到頂住直徑另一端圓帽的孔口里面。這樣，一個(gè)如圖16所示的，能演示“半圓平面繞著它的直徑旋轉(zhuǎn)一周所形成的空間幾何體叫做“球”的演示模型就制作成了。
用類似的方法，即可實(shí)施圓柱、圓錐和圓臺(tái)等旋轉(zhuǎn)體形成的演示模型。
4、裝接空間直角坐標(biāo)系模型
具體實(shí)施例方式將圖20圖21所示的部件YY′的長(zhǎng)方體部位卡進(jìn)如圖18、圖19所示的部件XX′上方塊上的槽口中，注意將YY′上的腳桿朝下，再將如圖17所示的部件ZZ′一段上的螺桿從上面插進(jìn)上述對(duì)準(zhǔn)的小孔T中，再在XX′、YY′有站腳的一面將ZZ′軸帶有母螺孔的另一段扭上、扭緊，這樣，如圖22所示，空間直角坐標(biāo)系模型即裝接成功。
權(quán)利要求
1.一種空間幾何體模型部件集，其特征在于所述的空間幾何體模型部件集由3塊或3塊以上有機(jī)原料沖壓出的帶有高或?qū)蔷€的各種正多邊形或圓形框架(ABCD)和4根以上與上述框架垂直的圓桿(FG)以及一根長(zhǎng)度比所述圓桿(FG)短的中心柱(HI)組成；所述框架(ABCD)的頂點(diǎn)處均設(shè)有圓弧形卡口(E)，并且在所述框架(ABCD)的中心或重心處均設(shè)有圓柱形小插榫(OO′)；所述圓桿(FG)的兩頭或一頭相應(yīng)地設(shè)有一個(gè)可插進(jìn)所述框架(ABCD)上所設(shè)小插孔的圓柱形小插榫；所述中心柱(HI)兩端均帶有小孔(J)能套進(jìn)所述框架(ABCD)中心小插榫(OO′)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的空間幾何體模型部件集，其特征在于所述框架為大小完全相同正方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的空間幾何體模型部件集，其特征在于所述框架為長(zhǎng)方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的空間幾何體模型部件集，其特征在于所述框架為大小相同的圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的空間幾何體模型部件集，其特征在于所述框架為大小不同的圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的空間幾何體模型部件集，其特征在于所述框架為一塊圓形。
7.一種空間幾何體模型部件集，其特征在于包括一根由有機(jī)原料沖壓出的略大于半圓的半圓環(huán)圓桿框架(RS)，所述半圓環(huán)圓桿框架(RS)與直徑相交(S)處設(shè)有圓孔(S′)，另一端與直徑相交(R)處帶有圓帽(R′)，圓帽的開口(R′)對(duì)準(zhǔn)著圓孔(S′)；還包括一根長(zhǎng)度大于所述半圓環(huán)圓桿框架(RS)直徑，其粗細(xì)度以能插進(jìn)所述半圓環(huán)圓桿框架(RS)的圓孔(S′)和圓帽開口(R′)且能自由轉(zhuǎn)動(dòng)為準(zhǔn)的圓棒軸桿(UV)，所述圓棒軸桿(UV)一頭(U)為鈍圓形，另一頭(V)可以設(shè)或不設(shè)立座。
8.一種空間幾何體模型部件集，其特征在于包括由金屬條桿車成的且其中一個(gè)端頭都帶有一定錐度的圓鈍頭圓形條桿(ZZ′)一根和圓形條桿(XX′)一根以及圓形條桿(YY′)一根；所述圓形條桿(ZZ′)分為兩段，一段的一端帶有母螺紋孔，另一段的一頭為正好能扭進(jìn)上段母螺紋孔的螺桿；所述圓形條桿(XX′)一端設(shè)有正方形板塊，該正方形板塊的正中央設(shè)有一個(gè)與主桿(XX′)垂直的方槽，且該方槽的正中央帶有一個(gè)正好能插進(jìn)圓形條桿(ZZ′)的圓孔(T)，另一端設(shè)有一根與上述圓孔壁平行的圓桿站腳；所述圓形條桿(YY′)一端設(shè)有長(zhǎng)方體方桿，該長(zhǎng)方體方桿的正中央也帶有一個(gè)正好能插進(jìn)圓形條桿(ZZ′)的圓孔(T′)，另一端設(shè)有方向與圓孔(T′)壁平行的圓桿站腳。
全文摘要
一種空間幾何體模型部件集，由有機(jī)原料沖壓出的帶有高或?qū)蔷€的各種正多邊形、圓形、半圓形平面框架和與其垂直的圓桿部件和中心柱以及帶座半圓環(huán)、可裝接空間坐標(biāo)系的部件組成，根據(jù)裝接的需要，從部件集中選取相應(yīng)的部件，即可裝接出諸如柱、錐、臺(tái)、球體的模型、空間點(diǎn)、線、面相互之間位置關(guān)系的模型以及空間直角坐標(biāo)系和空間向量的模型；該部件集一件多用，結(jié)構(gòu)和制造都很簡(jiǎn)單，克服了整個(gè)教學(xué)過程中教師演示，學(xué)生坐著呆看的弊端，特別適合高中師、生(學(xué)生為主)在教、學(xué)立體幾何知識(shí)時(shí)的需要。
文檔編號(hào)G09B23/00GK1825386SQ20061003878
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者呂鋒 申請(qǐng)人:呂鋒