本實(shí)用新型涉及教學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及高等數(shù)學(xué)概率教學(xué)演示裝置。
背景技術(shù):
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演示教學(xué)是教師在教學(xué)時(shí),把實(shí)物或直觀教具展示給學(xué)生看,或者作示范性的實(shí)驗(yàn),通過實(shí)際觀察使學(xué)生獲得感性知識(shí)以說明和印證所傳授知識(shí)的方法,演示教學(xué)能使學(xué)生獲得生動(dòng)而直觀的感性知識(shí),加深對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的印象,把書本上理論知識(shí)和實(shí)際事物聯(lián)系起來,從而形成正確而深刻的概念或結(jié)論;能提供一些形象的感性材料,引起學(xué)習(xí)的興趣,集中學(xué)生的注意力,有助于對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入理解、記憶和鞏固;能使學(xué)生通過觀察和思考,進(jìn)行思維活動(dòng),發(fā)展觀察力、想象力和思維能力。演示法是指在教學(xué)過程中,教師運(yùn)用直觀性教具,配合講授進(jìn)行示范性的操作表演,使學(xué)生從觀察中獲得感性認(rèn)識(shí)或驗(yàn)證理論知識(shí)的一種教學(xué)方法。
在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,概率是人們根據(jù)隨機(jī)事件發(fā)生的規(guī)律定義的概念,在古典概型教學(xué)中,授課老師為使學(xué)生更直觀的學(xué)習(xí)到概率方面的知識(shí),往往通過一些實(shí)際的概率演示實(shí)驗(yàn),其中最常做的是拋硬幣實(shí)驗(yàn),即經(jīng)過多次拋硬幣,統(tǒng)計(jì)出得到硬幣正反面向上的概率是二分之一;或是擲骰子,統(tǒng)計(jì)骰子每個(gè)點(diǎn)數(shù)出現(xiàn)的概率,即概率是六分之一;或是個(gè)數(shù)相同不同顏色的球,隨機(jī)抽取每個(gè)顏色球的概率,但目前在實(shí)驗(yàn)過程中,一般是需要老師人工進(jìn)行操作,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,降低了授課效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本實(shí)用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處,而提供一種高等數(shù)學(xué)概率教學(xué)演示裝置,它設(shè)計(jì)合理,安全可靠,針對(duì)現(xiàn)有的高等數(shù)學(xué)概率教學(xué)演示裝置做了相應(yīng)改進(jìn),解決了人工操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題。
為了解決背景技術(shù)所存在的問題,本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案:包括L型支撐架、上演示腔、下演示腔和電機(jī),上演示腔的縱截面呈倒梯形,上演示腔的底端與下演示腔的頂端連接形成沙漏狀的演示裝置,上演示腔與下演示腔連通,上演示腔與下演示腔連通處設(shè)有球形連通閥,球形連通閥中央為空心結(jié)構(gòu),球形連通閥連接旋轉(zhuǎn)把,旋轉(zhuǎn)把穿過上演示腔與下演示腔連接處的腔壁,所述的上演示腔頂端設(shè)有上端蓋,上端蓋上設(shè)有進(jìn)料口,進(jìn)料口與上演示腔連通,上端蓋頂端中央位置設(shè)有電機(jī),電機(jī)的輸出軸與攪拌軸連接,攪拌軸穿過上端蓋穿進(jìn)上演示腔內(nèi),攪拌軸上設(shè)有三排攪拌葉片,由上至下攪拌葉片的長(zhǎng)度依次減??;下演示腔底端設(shè)有下端蓋,下演示腔內(nèi)設(shè)有演示平臺(tái),演示平臺(tái)底端設(shè)有連接桿,連接桿底端穿過下端蓋與拉桿連接,演示平臺(tái)與下端蓋之間的連接桿上設(shè)有彈射彈簧;上演示腔和下演示腔連接外壁上垂直安裝支撐軸,支撐軸設(shè)置在L型支撐架上,且支撐軸穿過L型支撐架與手輪連接,支撐軸與L型支撐架連接處設(shè)有固定板。
所述的進(jìn)料口頂端設(shè)有端蓋。
所述的手輪進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn),手輪帶動(dòng)支撐軸進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型的有益效果是設(shè)計(jì)合理,安全可靠:
1)采用電機(jī)和攪拌葉片相互配合,可以使上演示腔內(nèi)的樣品攪拌均勻,使概率事件為隨機(jī)發(fā)生,避免人為操作的可能性;
2)采用球形連通閥,保證上演示腔內(nèi)的樣品逐個(gè)掉落到下演示腔內(nèi),便于逐一記錄和統(tǒng)計(jì)概率;
3)采用演示平臺(tái)和彈射彈簧配合使用,解決了人工拋樣品拾起樣品再拋樣品費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題,進(jìn)而提高了教學(xué)效率;
4)采用手輪360度旋轉(zhuǎn),起到了顛倒上演示腔和下演示腔的作用,可使下演示腔內(nèi)的樣品掉回上演示腔,便于進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。
本演示裝置,達(dá)到了一個(gè)裝置可進(jìn)行多種樣品概率統(tǒng)計(jì)的目的,不僅適用于大學(xué)中高等數(shù)學(xué)概率的教學(xué),而且適用于小學(xué)中“可能性的大小”的教學(xué),適合大規(guī)模推廣和使用。
附圖說明:
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型上演示腔和下演示腔連通時(shí)球形連通閥狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式:
參照各圖,本實(shí)用新型具體采用如下實(shí)施方式:包括L型支撐架1、上演示腔8、下演示腔12和電機(jī)6,上演示腔8的縱截面呈倒梯形,上演示腔8的底端與下演示腔12的頂端連接形成沙漏狀的演示裝置,上演示腔8與下演示腔12連通,上演示腔8與下演示腔12連通處設(shè)有球形連通閥11,球形連通閥11中央為空心結(jié)構(gòu),球形連通閥11連接旋轉(zhuǎn)把10,旋轉(zhuǎn)把10穿過上演示腔8與下演示腔12連接處的腔壁,所述的上演示腔8頂端設(shè)有上端蓋7,上端蓋7上設(shè)有進(jìn)料口5,進(jìn)料口5與上演示腔8連通,上端蓋7頂端中央位置設(shè)有電機(jī)6,電機(jī)6的輸出軸與攪拌軸連接,攪拌軸穿過上端蓋7穿進(jìn)上演示腔8內(nèi),攪拌軸上設(shè)有三排攪拌葉片9,由上至下攪拌葉片9的長(zhǎng)度依次減小;下演示腔12底端設(shè)有下端蓋17,下演示腔12內(nèi)設(shè)有演示平臺(tái)13,演示平臺(tái)13底端設(shè)有連接桿16,連接桿16底端穿過下端蓋17與拉桿15連接,演示平臺(tái)13與下端蓋17之間的連接桿16上設(shè)有彈射彈簧14;上演示腔8和下演示腔12連接外壁上垂直安裝支撐軸4,支撐軸4設(shè)置在L型支撐架1上,且支撐軸4穿過L型支撐架1與手輪3連接,支撐軸4與L型支撐架1連接處設(shè)有固定板2。所述的進(jìn)料口5頂端設(shè)有端蓋。所述的手輪3進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn),手輪3帶動(dòng)支撐軸4進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。
本高等數(shù)學(xué)概率教學(xué)演示裝置工作時(shí),上演示腔8頂端設(shè)有上端蓋7,上端蓋7與上演示腔8活動(dòng)連接,可以選擇通過螺紋連接的方式,上端蓋7上設(shè)有進(jìn)料口5,將概率試驗(yàn)中需要的樣品通過進(jìn)料口5放入上演示腔8內(nèi),樣品包括骰子、硬幣或者不同顏色的球等,上端蓋7頂端設(shè)有電機(jī)6,電機(jī)6的輸出軸與攪拌軸連接,攪拌軸穿進(jìn)上演示腔8內(nèi),上演示腔8內(nèi)的攪拌軸上設(shè)有攪拌葉片9,啟動(dòng)電機(jī)6帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn),進(jìn)而攪拌葉片9旋轉(zhuǎn),起到了攪拌樣品的作用,使概率為隨機(jī)發(fā)生,避免人為操作的可能性,使概率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果更為準(zhǔn)確。并且,攪拌葉片9由上至下的葉片長(zhǎng)度依次減小,符合上演示腔8的形狀,使上演示腔8內(nèi)的樣品無論上還是下都可以起到攪拌和攪拌均勻的效果。
攪拌樣品之后,旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)把10,則球形連通閥11空心的一面朝向上演示腔8和下演示腔12,使上演示腔8和下演示腔12連通,不需要連通時(shí),旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)把10,使球形連通閥11實(shí)心的一面朝向上演示腔8和下演示腔12,上演示腔8內(nèi)的樣品逐一掉落進(jìn)下演示腔12的演示平臺(tái)12上,統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣品出現(xiàn)的次數(shù),最終統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣品出現(xiàn)的概率,如果是硬幣或者骰子需要投擲的,則向下拉動(dòng)拉桿15,拉桿15通過連接桿16帶動(dòng)演示平臺(tái)向下,然后松開,通過彈射彈簧14的作用,演示平臺(tái)13恢復(fù)正常位置,則硬幣或者篩子被拋出,最終落到演示平臺(tái)13上,記錄每個(gè)面出現(xiàn)的次數(shù),以便統(tǒng)計(jì)出每個(gè)面出現(xiàn)的概率,節(jié)省人工拋擲拾起的時(shí)間,進(jìn)而提高了教師授課效率。
下演示腔12底端設(shè)有下端蓋17,下端蓋17與下演示腔12為活動(dòng)連接,可以采用螺紋連接的方式。
當(dāng)下演示腔12內(nèi)的樣品需要回到上演示腔8內(nèi)時(shí),旋轉(zhuǎn)手輪3,手輪3通過支撐軸4,達(dá)到顛倒上演示腔8和下演示腔12的目的,開啟球形連通閥10,則下演示腔12內(nèi)的樣品落回上演示腔8內(nèi)。手輪3可進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。
支撐軸4穿過L型支撐架1且通過固定板2起到固定連接的作用。
綜上所述,本高等數(shù)學(xué)概率教學(xué)演示裝置設(shè)計(jì)合理,安全可靠,采用電機(jī)6和攪拌葉片9相互配合,可以使上演示腔8內(nèi)的樣品攪拌均勻,使概率事件為隨機(jī)發(fā)生,避免人為操作的可能性;采用球形連通閥11,保證上演示腔8內(nèi)的樣品逐個(gè)掉落到下演示腔12內(nèi),便于逐一記錄和統(tǒng)計(jì)概率;采用演示平臺(tái)13和彈射彈簧14配合使用,解決了人工拋樣品拾起樣品再拋樣品費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題,進(jìn)而提高了教學(xué)效率;采用手輪3進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn),起到了顛倒上演示腔8和下演示腔12的作用,可使下演示腔12內(nèi)的樣品掉回上演示腔8,便于進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。本演示裝置,達(dá)到了一個(gè)裝置可進(jìn)行多種樣品概率統(tǒng)計(jì)的目的,不僅適用于大學(xué)中高等數(shù)學(xué)概率的教學(xué),而且適用于小學(xué)中“可能性的大小”的教學(xué),適合大規(guī)模推廣和使用。