(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正数が１から昇順に１刻みで上方向に等間隔で表示された正数表示部と、負数が−１から降順に１刻みで下方向に等間隔で表示されると共に０に相当する起点部を介して前記正数表示部の下方に配置された負数表示部と、前記正数表示部および前記負数表示部に沿って上下動可能に構成されて任意の数を指示する指示部と、前記正数表示部における前記正数および前記負数表示部における前記負数の表示間隔と同じ厚みの複数の玉と、前記起点部近傍において水平方向にスライド可能に構成され前記指示部側にスライドさせられたときに前記玉を載置可能にし、かつ当該指示部から離反する側にスライドさせられたときに載置状態の前記玉を落下させるスライド板と、上面に前記玉を載置可能に構成されると共に前記指示部と共に上下動して当該上面が当該指示部によって指示される数のほぼ真横に配置され、かつ前記スライド板から落下した前記玉を捕捉する玉受けとを備えていることを特徴とする計算学習具。
【請求項２】
前記指示部は、任意の前記数を指示する位置に仮固定可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の計算学習具。
【請求項３】
前記複数の玉は、磁力によって相互に連結可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の計算学習具。
【請求項４】
前記起点部よりも上方が建物を模して形成されると共に、前記起点部よりも下方が屋外を模して形成され、かつ金庫を模した模型または絵図が前記正数表示部の近傍に配設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の計算学習具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、幼少期における子供達に正数および負数の加減算を習得させるための計算学習具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
正数同士の加減算については、例えば左項に相当する数のコインと、右項に相当する数のコインとを１カ所に集める作業によって、子供達に対して、その計算の過程を具体的に学習させることができる。この学習方法によれば、コインの増減結果を視覚的かつ直感的に理解させることができるため、正数同士の加減算を比較的容易に習得させることができる。しかし、負数を含む加減算については、コインを用いてその計算過程を学習させることは困難である。このため、一般的には、負数を含む加減算の学習に際しては、例えば黒板やグラフ用紙に数直線を描き、その数直線上での数の動きを例に挙げて説明することにより、負数の意味を理解させつつ、加減算を学習させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の学習方法には、以下の問題点がある。すなわち、数直線を用いての学習方法では、コインを用いた学習方法とは異なり、物を実際に動かすことなく計算の過程を説明している。このため、負数の意味やその加減算を視覚的かつ直感的に理解させるのは困難となる。このため、従来の学習方法には、負数の意味を確実に理解できない子供達に対して算数嫌いを招くおそれがあるという問題点がある。また、この学習方法では、子供達の理解度に応じて学習を進めることができないため、理解が不十分な子供にとって、早期に習得させるのが困難となるという問題点もある。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、負数を含む加減算を容易に習得させることが可能で、しかも、各人の理解度に応じて学習を進めることが可能な計算学習具を提供することを主目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の計算学習具は、正数が１から昇順に１刻みで上方向に等間隔で表示された正数表示部と、負数が−１から降順に１刻みで下方向に等間隔で表示されると共に０に相当する起点部を介して正数表示部の下方に配置された負数表示部と、正数表示部および負数表示部に沿って上下動可能に構成されて任意の数を指示する指示部と、正数表示部における正数および負数表示部における負数の表示間隔と同じ厚みの複数の玉と、起点部近傍において水平方向にスライド可能に構成され指示部側にスライドさせられたときに玉を載置可能にし、かつ指示部から離反する側にスライドさせられたときに載置状態の玉を落下させるスライド板と、上面に玉を載置可能に構成されると共に指示部と共に上下動して上面が指示部によって指示される数のほぼ真横に配置され、かつスライド板から落下した玉を捕捉する玉受けとを備えていることを特徴とする。
【０００６】
この計算学習具では、例えば「（＋３）＋（−１）＝（＋２）」を例にして負数を含む加算を学習する際には、まず、スライド板を指示部側にスライドさせ、そのスライド板の上に３つの玉を載置する。次いで、負数表示部の「−１」を指示するように指示部を移動させる。この際には、玉受けの上面が「−１」のほぼ真横に配置される。次に、スライド板を指示部から離反する側にスライドさせる。これにより、スライド板から玉が落下し、玉受けが玉を捕捉する。この際には、玉受けの最も上方に位置する玉の上面が正数表示部の「＋２」のほぼ真横に位置する。この結果、「（＋３）＋（−１）」の計算結果である「（＋２）」が表示される。したがって、負数を含む加減算であっても、玉の載置、指示部の移動、およびスライド板のスライド操作といった操作を通じて計算過程を視覚的かつ具体的に説明することが可能となるため、負数の意味や加減算を直感的かつ視覚的に理解させることが可能となる。この結果、これらを容易に習得させることが可能となる。また、この計算学習具では、子供達自身が操作を通じて学習を進めることできるため、各人の理解度に応じて学習を進めることも可能になる。
【０００７】
請求項２記載の計算学習具は、請求項１記載の計算学習具において、指示部は、任意の数を指示する位置に仮固定可能に構成されていることを特徴とする。
【０００８】
例えば指示部が数と数との中間を指示した状態で操作が進められた場合、誤った計算結果を求めてしまうおそれがある。この計算学習具では、指示部を上下動させた際には、指示部が任意の数を指示する位置で仮固定される。したがって、指示部に対する誤操作に起因して誤った計算結果が求められてしまうことが防止される。
【０００９】
請求項３記載の計算学習具は、請求項１または２記載の計算学習具において、複数の玉は、磁力によって相互に連結可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
この計算学習具では、玉受けに複数の玉を載置する際に、その複数の玉が磁力によって相互に連結する。したがって、１つずつ載置する場合と比較して容易に載置でき、しかも、載置状態では、玉の崩れに起因しての玉受けからの脱落を防止することが可能になる。
【００１１】
請求項４記載の計算学習具は、請求項１から３のいずれかに記載の計算学習具において、起点部よりも上方が建物を模して形成されると共に、起点部よりも下方が屋外を模して形成され、かつ金庫を模した模型または絵図が正数表示部の近傍に配設されていることを特徴とする。
【００１２】
この計算学習具では、加減算の過程において数が増加するときには、指示部または玉を建物の屋内（金庫）側に移動させ、数が減少するときには、指示部または玉を屋外側に移動させる。また、その計算結果が正数のときには、指示部または玉が屋内（金庫）に位置し、負数のときには、屋外に位置する。したがって、数の増減および計算結果をイメージで直感させることが可能となるため、負数を含む加減算をより確実に習得させることが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る計算学習具の好適な発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
最初に、計算学習具１の構成について、図１〜３を参照して説明する。
【００１５】
計算学習具１は、図１に示すように、学習具本体２および複数の玉３，３・・を備えている。学習具本体２は、全体として一戸建ての住宅を模して樹脂または紙で形成され、上半分および下半分がそれぞれ住宅の屋内および屋外を模して形成されている。この場合、屋内部分には、正数表示部１１および金庫１２が部屋壁の部分に形成されると共に、床の間１３が形成されている。また、住宅の床部分には、正数表示部１１に連なる起点部１４が形成されると共にスライド板１５が配設されている。さらに、学習具本体２の外壁部分には、玉３を収納する収納部１６が形成されている。
【００１６】
この場合、正数表示部１１は、図２に示すように、１〜１０までの正数が１刻みで上方向に等間隔で表示されると共に、「現金（＋）」という文字が表示されて構成されている。また、スライド板１５は、その上面が起点部１４と面一となり、かつ水平方向である矢印Ａ，Ｂの向きでスライド可能に配設されている。このスライド板１５は、矢印Ｂの向きでスライドさせられたときに、後述する筒部３１を起点部１４の位置で閉塞し、矢印Ａの向きでスライドさせられたときに筒部３１を開口する。
【００１７】
一方、屋外部分には、地面を模して芝生２１および道路２２が描かれており、芝生２１の部分には、起点部１４を介して正数表示部１１に連なる負数表示部２３が形成されている。この場合、負数表示部２３は、図２に示すように、−１〜−１０までの負数が１刻みで下方向に等間隔で表示されると共に、「借金（−）」という文字が表示されて構成されている。
【００１８】
さらに、計算学習具１の内部には、円筒状に形成されると共にその内面が黒色に塗装された筒部３１が、正数表示部１１および負数表示部２３に沿って配設されている。また、筒部３１の内部には、筒部３１の外部に位置するつまみ３２に連結されて筒部３１に沿って上下動可能に形成された玉受け３３が収納され、筒部３１の下半分側の正面には、芝生２１と同色系かつ半透明の薄板で形成された窓３４が設けられている。
【００１９】
この場合、つまみ３２は、本発明における指示部に相当し、図２に示すように、−１０〜１０の数の中から任意の数を指示可能に正数表示部１１および負数表示部２３に沿って上下動可能に構成されている。また、つまみ３２は、任意の数を確実に指示できるように１刻み毎に段階的に上下動するように構成され、任意の数を指示した位置で仮固定される。この場合、正数表示部１１および負数表示部２３の各数にそれぞれ対応させた溝を複数形成し、つまみ３２と玉受け３３とを連結する棒状部分がその溝に嵌合する構成を採用することで、つまみ３２を容易に仮固定することができる。
【００２０】
一方、玉受け３３は、その上面がつまみ３２によって指示される数のほぼ真横に位置する。また、玉受け３３は、周面が灰色に塗装され、その底部には、図３に示すように、玉受け３３の上下動に伴って伸縮する伸縮部３５が取り付けられている。この伸縮部３５は、玉受け３３の周面と同じ灰色に着色された所定幅の帯状薄紙部材を螺旋状に巻き回して形成され、その一端が玉受け３３の底面に固定され、その他端が筒部３１の底部に固定されている。したがって、つまみ３２を操作して玉受け３３を上動させた際には、同図（ｂ）に示すように、伸縮部３５が伸張して玉受け３３をその位置で支持する。また、つまみ３２を操作して玉受け３３を下動させた際には、筒部３１の内面が芝生２１よりも黒ずんで見え、玉受け３３を上動させた際には、玉受け３３および伸縮部３５の周面が芝生２１と同化して見えるようになっている。
【００２１】
玉３は、全体が玉受け３３と同色の灰色の樹脂で円筒状に形成され、正数表示部１１および負数表示部２３に表示されている数の表示間隔と同じ厚みで形成されている。この玉３の内部には磁石が埋設されており、玉３，３・・を積み重ねた際には、その磁石の磁力で一体的に連結される。
【００２２】
次に、計算学習具１を用いた負数を含む加減算の学習方法について、図４，５を参照して具体的に説明する。
【００２３】
最初に、負数を含み、計算結果が正数となる加算の学習方法について、「（−２）＋（＋５）＝（＋３）」を例に挙げて説明する。まず、スライド板１５をスライドさせることにより、図４（ａ）に示すように、起点部１４において筒部３１を閉塞する。次いで、つまみ３２を負数表示部２３の「−２」の位置に位置合わせする。この際には、玉受け３３の上面が負数表示部２３における「−２」のほぼ真横に位置する。このため、学習具本体２を正面から見たときには、窓３４を介して玉受け３３の周面および伸縮部３５の周面が芝生２１とほぼ同色に見えるため、筒部３１の内面（黒色）によって、あたかも深さ「−２」の穴が地面に形成されたかの如く見える。この場合、穴の深さが負数「−２」を意味することを理解させる。
【００２４】
次いで、５個の玉３を連結させた状態でスライド板１５の上に載置する。この際に、載置された玉３の数は正数の数を意味することを理解させる。次に、矢印Ａの向きでスライド板１５をスライドさせる。これにより、同図（ｂ）に示すように、玉３，３・・が落下して玉受け３３の上に載置される。この際には、５個の玉３のうち下側の２個が地面の穴に埋まり、上側の３個が建物の屋内に残される。この結果、最も上方の玉３の上面が正数表示部１１の「＋３」のほぼ真横に位置する。したがって、つまみ３２の移動（「−２」）、玉３の載置（「＋５」）、およびスライド板１５のスライド操作（「＝」）によって計算結果が得られ、その計算結果が玉３における上面の位置によって値「＋３」になることを容易に理解させることができる。
【００２５】
次に、負数を含み、計算結果が負数となる加算の学習方法について、「（＋２）＋（−４）＝（−２）」を例に挙げて説明する。まず、図５（ａ）に示すように、２個の玉３を連結させた状態でスライド板１５の上に載置する。次いで、つまみ３２を負数表示部２３の「−４」の位置に位置合わせする。この際には、玉受け３３の上面が負数表示部２３における「−４」のほぼ真横に位置する。このため、深さ「−４」の穴が地面に形成される。次に、矢印Ａの向きでスライド板１５をスライドさせることにより、同図（ｂ）に示すように、玉３，３が落下して玉受け３３の上に載置される。この際には、２個の玉３が地面の穴に埋まり、その上に深さ「−２」の穴が形成される。この結果、上側の玉３における上面が負数表示部２３の「−２」のほぼ真横に位置する。したがって、玉３の載置（「＋２」）、つまみ３２の移動（「−４」）、およびスライド板１５のスライド操作（「＝」）によって計算結果が得られ、その計算結果が玉３における上面の位置によって値（「−２」）になることを容易に理解することができる。
【００２６】
また、以上の操作を理解した子供達に対しては、つまみ３２の上方への移動が負数の減算を意味することを理解させることで、例えば「（−３）−（−２）」といった、負数の減算を容易に習得させることができる。
【００２７】
このように、この計算学習具１では、起点部１４上に配置された玉３の数と穴の深さとで、正数の数および負数の数を容易に理解させることができる。また、計算結果についても、正数のときには、玉３が屋内の金庫の近くに配置され、負数のときには、穴が形成されたかの如く演出されるため、計算結果が正負いずれであるかを視覚的かつ直感的に理解させることができる。さらに、正数表示部１１に「現金（＋）」、負数表示部２３に「借金（−）」と表示されているため、「正数」および「負数」といった言葉に馴染みの薄い子供達でも、実生活に即した言葉に置き換えて理解することができる。さらに、黒板や紙面上に描かれた数直線を参照しつつ説明を聞くだけの学習方法とは異なり、遊び感覚で計算学習具１を操作することにより、子供達の興味が促進される結果、加減算の早期習得が実現される。
【００２８】
なお、本発明は、上記した本発明の実施の形態に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、住宅を模して形成した計算学習具１の例について説明したが、本発明における計算学習具の形状はこれに限定されず、例えば、工場を模して形成したり、ビルディングを模して形成したりすることもできる。また、本発明の実施の形態では、正数表示部１１および負数表示部２３に算用数字を表示した例について説明したが、例えば正数表示部１１および負数表示部２３に各正数および負数を示す点字を付して、視覚障害を持つ子供でも操作可能なように構成することもできる。この場合には、玉３、つまみ３２および玉受け３３の位置と、正数表示部１１および負数表示部２３の点字とを手で触ることにより、容易に負数を含む加減算を習得することができる。さらに、コンピュータを用いて、本発明の実施の形態に示した計算学習具１の動作をＣＲＴなどの表示部に表示させることによって加減算を習得させることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の計算学習具によれば、正数表示部および負数表示部と、上下動可能に構成されて任意の数を支持する指示部と、複数の玉と、スライド板と、指示部と共に上下動可能に構成された玉受けとを備えたことにより、指示部の移動、玉の載置およびスライド板の操作といった一連の操作を通じて計算過程を視覚的かつ具体的に説明できるため、負数の意味や加減算を直感的かつ視覚的に理解させることができ、これにより、負数を含む加減算を容易に習得させることができる。また、子供達自身が操作を通じて学習を進めることができる結果、各人の理解度に応じて学習を進めることができる。
【００３０】
また、請求項２記載の計算学習具によれば、任意の数を指示する位置に仮固定可能に指示部を構成したことにより、指示部に対する誤操作に起因しての誤った計算結果の算出を防止することができる。
【００３１】
さらに、請求項３記載の計算学習具によれば、磁力によって相互に連結可能に複数の玉を構成したことにより、１つずつ載置する場合と比較して容易に載置でき、しかも、玉受けからの脱落を防止することができる。
【００３２】
さらに、請求項４記載の計算学習具によれば、建物を模して形成すると共に正数表示部の近傍に金庫を模した模型または図画を配設したことにより、数の増減および計算結果をイメージで直感させることができるため、負数を含む加減算をより確実に習得させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る計算学習具１の外観斜視図である。
【図２】学習具本体２の構成を説明するための説明図である。
【図３】学習具本体２におけるつまみ３２、玉受け３３および伸縮部３５の外観斜視図であって、（ａ）は伸縮部３５を縮めた状態の外観斜視図、（ｂ）は伸縮部３５を伸張させた状態の外観斜視図である。
【図４】「（−２）＋（＋５）＝（＋３）」を例にして計算学習具１の動作原理を説明するための説明図であって、（ａ）はつまみ３２の移動および玉３の載置が完了した状態の説明図、（ｂ）はスライド板１５をスライドさせた状態の説明図である。
【図５】「（＋２）＋（−４）＝（−２）」を例にして計算学習具１の動作原理を説明するための説明図であって、（ａ）は玉３の載置およびつまみ３２の移動が完了した状態の説明図、（ｂ）はスライド板１５をスライドさせた状態の説明図である。
【符号の説明】
１  計算学習具
２  学習具本体
３  玉
１１  正数表示部
１２  金庫
１４  起点部
１５  スライド板
２１  芝生
２３  負数表示部
３２  つまみ
３３  玉受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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