[其他]固定式″几何体″教学模型平面预制框

说明书

本实用新型涉及一种固定式数学“几何体”教学模型。

在数学“几何体”及其他空间图形的教学中，利用实体模型培养学生的空间想象能力是普遍采用的较好方法。随着现代教学的发展，这些模型不仅是课堂演示的教具，也应成为教师与学生随手使用的工具或学具。

目前常用的这类模型分固定式与配接式。前者用途单一，但由于结构稳定，外形清晰逼真，故至今还作为演示的教具被大量使用。固定式大致又分实心型（如木块、塑料块模型）、平板空心型（如有机板材粘接模型）和框架空心型，前两者由于较难表现几何体内部的结构，特别是添加内部截线与截面有困难，在教学功用方面还以框架型为好。但目前大量使用的固定式框架模型一般均采用立体焊接、立体表面处理的方法制作，而且产品怕压，因而对制作的技术、工艺以及产品的包装、运输要求均较高；这样，虽说材料成本很低，作为商品，成本即很高。而且也正由于上述缺陷，使模型很难型大，在课堂教学中演示效果不理想；也很难做小，使成为普遍能接受的小型学具。

本实用新型的目的是提供一套固定框架式“几何体”模型的平面预制框。这种预制框可由一些很简单的凸多边形框（折边段或圆）用平面压焊、平面表面处理的方法制作，在产品运至销售地或使用者手中后，再可以方便地折成立体状，连接少数一、两个接点即成模型，避免原模型在制作、包装、运输上的麻烦。

本实用新型通过寻找固定框架式模型上的最佳分割点（或线），将立体框架展成平面框来实现。

实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1表示正方体的平面预制框［1］及立体成型过程，图中［1］表示预制框（下类同），弧形箭头表示弯折方向（下同），成型后的正方体上的“0”表示最后连接点（下同）。虚线表示该框边视需要保留。如：由使用者自己完成最后连接点的，则保留该边使最后连接较易进行，也牢固；有专用设备或厂方在销售地大批完成最后连接时则可不要此边，以下使最后连接处成为双边，影响美观。（下同）。该框的结构及成型法也适用于长方体、平行六面体、各种直棱柱及一般棱柱。

图2表示正三棱柱的平面预制框［2］及立体成型过程，其结构与成型法也适用于一般直三棱柱、斜三棱柱与楔体。

图3表示正面体的平面预制框［3］及立体成型过程，其结构与成型法也适用于一般三棱锥。

图4表示正四棱锥的平面预制框［4］及立体成型过程，其结构与成型法也适用于一般四棱锥及至一般偶数棱锥。

图5表示正三棱台的平面预制框［5］及立体成型过程，其结构与成型法也适用于一般三棱台。

图6表示正五棱锥的平面预制框［6］及立体成型过程，其结构与成型法也适用于一般五棱锥及至一般奇数棱锥。

图7表示正四棱台的平面预制框［7］及立体成型过程，其结构与成型法也适用于一般四棱台与长方台。

图8表示正八面体的平面预制框［8］及立体成型过程，其结构与成型法也适用于一般八面体。该图中，还特别说明其预制框是由两个很简单的六边形框［15］交叉重叠，在四个交点处压焊得到的。图中平面框上的“”处表示压焊点。

图9表示圆柱的平面预制框［9］及立体成型过程。

图10表示圆台的平面预制框［10］及立体成型过程。

图11表示圆台的平面预制框［11］及立体成型过程。

图12表示球体的平面预制框［12］、［16］及立体成型过程，图中为能清楚地显示其结构，三圆间隔画开，实际制作时应贴近。该预制框另附加一根长相当于最外圆直径的直线材［16］，在预制框［12］拆成球体后，最后两个连接点应与该直线材一起连接，使球体具有三维方向上的直径显示。

图13表示正十二面体的平面预制框［13］及立体成型过程。

图14且示正二十面体的平面预制框［14］及立体成型过程，［17］［18］、［19］表示由三种平行四边形框分解而得的折线段。此便说明：即使是比较复杂的几何体，其预制框也只需用三种简单的折线段［17］、［18］、［19］及一根直线段［20］材料交広重叠压焊得到。平面框［14］中的“”处也表示压焊点。

以上实施例已包含所有常用的“几何体”模型。

从这些实施可看出，这里实际上将固定式立体模型的制作分解成两个步骤：前一步骤完全以平面形式进行，并已完成结构制作中的绝大部分；后一步骤仅需将平面预制框折起，完成少数一、两个点的连接（正十二面体［13］、正二十面体［14］为四个），由于些时模型已基本稳定成型，个别点的连接用普通的锡焊甚至细丝绑扎即可完成，这十分容易，甚至一般用户都是可以办到的。

本实用新型就是前一步骤的产品。由于其主要的制作、包装、运输完全以平面方式进行，所以制作时可大量使用操作技术要求低、效率高的高温压焊，表面处理也可方便地采取一些较好的办法、如挂镀，使产品外观精致；对外装、运输的要求大大降低，这样又将框架式横型本身用材要求低的优势充分发挥出来，使整个成本大幅度下降。上述高温压焊的方法不用焊剂，焊处金属丝熔合，使整个框架融为一体，其连接牢度也远远超过原来使用的焊剂点焊方法。于是，使用该实用新型既可以使现用演示教具放大足够的倍数，又可缩小为个人使用的精巧的小模型，达到更好的教与学的效果。