[發明專利]數學中的抽象環的形象化演示裝置

有效

• 申請號: 201610178348.9
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105654814B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 楊海;付瑞琴
• 申請（專利權）人: 西安工程大學;西安石油大學
• 主分類號: G09B23/02
• 分類號: G09B23/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明提供一種數學中的抽象環的形象化演示裝置，包括光滑圈環；所述圈環上套置有可在圈環上周向滑動的弧形滑塊，即集合塊；各集合塊沿所述圈環圍成一周；各集合塊上均標記有字母，并且，存在相鄰的三個集合塊，它們的字母按如下方式標記，外側兩個集合塊標記相同的字母，而中間一個集合塊標記有所述外側兩個集合塊的字母與另一個字母的組合；另有一個集合塊，它所標記的字母是該集合塊兩側的集合塊上的字母的組合；除前述四個集合塊外，其余集合塊上分別標記一個不同的字母。該演示裝置可以形象地將由一組給定的集合所張成的最小抽象環演示出來，從而大幅降低學習難度。

技術領域

本發明涉及教學器材領域，特別地，是涉及一種數學教學器材。

背景技術

在數學教學領域，對于抽象環的概念始終是一個難以理解的概念，所有的教科書，基本上只給出其文字定義，大致如下：環由一組集合構成；對于環中的任意兩個集合，它們的交集、并集、差集，都屬于該環中的集合；即，環是一個由集合作為元素的集合集，對該集合集中的各元素之間作一系列交、并、差運算后得到的元素，仍屬于該集合集。

在此基礎上，教科書便開始展開一系列抽象理論推導，得出各種不同的定理或命題；然而，對于環中的元素如何作運算，而經過一系列運算后所得的元素仍屬于該環，到底是如何一個概念，教科書始終沒有給出一個形象的解釋；如，由一組給定的集合，由它們所張成的最小環，到底是如何一種結構，始終沒有形象的解釋；這導致學生通常會認為，環內任意元素間經過任意有限次運算后所得元素仍屬于該環，則環內元素必然數量龐大，結構復雜，從而難以想象環的具體結構，使后續的學習陷入較大的困難。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種數學中的抽象環的形象化演示裝置，該演示裝置可以形象地將由一組給定的集合所張成的最小抽象環演示出來，從而大幅降低學習難度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該數學中的抽象環的形象化演示裝置包括光滑圈環；所述圈環上套置有可在圈環上周向滑動的弧形滑塊，即集合塊；各集合塊沿所述圈環圍成一周；各集合塊上均標記有字母，并且，存在相鄰的三個集合塊，它們的字母按如下方式標記，外側兩個集合塊標記相同的字母，而中間一個集合塊標記有所述外側兩個集合塊的字母與另一個字母的組合；另有一個集合塊，它所標記的字母是該集合塊兩側的集合塊上的字母的組合；除前述四個集合塊外，其余集合塊上分別標記一個不同的字母。

作為優選，所述集合塊具有中央滑孔，所述圈環穿過該中央滑孔；所述集合塊的側面具有一條與所述圈環平行的側向開口，該側向開口剖切至所述中央滑孔，使所述集合塊可以通過所述側向開口從圈環上取下；且所述側向開口的開口寬度稍小于所述圈環的橫截面直徑，限制集合塊從圈環上自行脫落。

作為優選，所述圈環由玻璃環管構成，所述玻璃環管內設有沿圈環路徑延伸的燈條；所述集合塊可在所述圈環上繞集合塊自身軸線旋轉，并且集合塊與圈環的曲率中心重合時，即集合塊自身的弧形軸線的凹口朝向所述圈環的圓心時，集合塊與圈環之間寬松配合，使集合塊可沿圈環的圓形路徑自由滑動；當集合塊繞自身軸線旋轉至其軸線的凹口朝向所述圈環外側時，集合塊與圈環相互卡緊；并且所述集合塊一半透光，另一半不透光，具體地，所述集合塊與圈環的曲率中心重合時，以所述圈環所在平面為分界面，集合塊處于該分界面一側的部分為透光部分，處于該分界面另一側的部分為不透光部分。