楊沛凡

幾何基礎涉及的點動成線、線動成面，以及面動成體理論，只通過平面幾何圖形展示和老師口頭描述，不好理解。于是，我想設計制作一種趣味性和知識點相結合的教具，能夠直觀展示幾何中的點、線和面的關系，讓嚴肅的幾何課變得直觀易懂、充滿樂趣。

經(jīng)過一年多時間的構思設計、改進和調(diào)試，我完成了教具的電路設計和模型制作。

起初，幾何板采用的是半透明材質(zhì)，但展示效果不理想，于是，我更換為薄木板，視覺清晰，在外緣加上反光條，更加醒目。最終實施方案中，我利用點動控制開關代替絕緣片，操作更加簡便。

這項綜合光電原理進行三維空間趣味演示的裝置最終獲得成功，并取得了國家實用新型專利。

本發(fā)明包括框架和展示單元，展示單元包括幕板、安裝座、旋轉電機、連接件、展示件、條形LED燈，以及點狀LED燈。

展示時，啟動旋轉電機，旋轉電機帶動與其旋轉端固定連接的水平連接板旋轉，此時由于人的視覺延遲特點，透過幕板可以觀察到點狀LED燈形成圓圈，條形LED燈形成了帶有一定寬度的圓環(huán)面，多種幾何板自轉形成三維立體圖形，從而完成點-線、線-面、面-體的幾何圖形展示，操作簡單。

這項作品的發(fā)明創(chuàng)新點是結合圖形演示及光電元件于一體，利用光電顯示和人的視覺延遲特點，真實呈現(xiàn)點動成線、線動成面、面動成體的三維空間圖形的動態(tài)效果，把抽象理解轉化為形象記憶，便于老師演示和同學們觀摩。

（本作品榮獲天津市第三十四屆青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新項目一等獎、2019年中國“上?！眹H發(fā)明創(chuàng)新展覽會金獎、2020中國澳門第八屆國際發(fā)明展金獎。作者：天津市南開大學附屬中學學生;指導教師：張文義、王家元）