1、校本课程系列魔方1授课主题 第一课:魔方简介教学目的 使社员了解魔方,对其产生兴趣,和学习的欲望。教学重点 魔方简史教学难点 魔方空间想象教具准备 魔方,视频教学过程 一、简介: 魔方,也称鲁比克方块,台湾称为魔术方块,香港称为扭计骰,英文名字是:Rubiks Cube。三阶魔方是由富于弹性的硬塑料制成的 6 面正方体。核心是一个轴,并由 26 个小正方体组成。包括中心方块有6 个,固定不动,只有一面有颜色。边角方块(角块)有 8 个(3 面有色)可转动。边缘方块(棱块) 12 个(2 面有色)亦可转动。此外除三阶魔方外还有二阶、四阶至十三阶,近代新发明的魔方越来越多,它们造型不尽相同,但都是
2、趣味无穷。玩具在出售时,小立方体的排列使大立方体的每一面都具有相同的颜色。当大立方体的某一面平动旋转时,其相邻的各面单一颜色便被破坏,而组成新图案立方体,再转再变化,形成每一面都由不同颜色的小方块拼成。据专家估计三阶魔方所有可能的图案构成约为 4.31019。玩法是将打乱的立方体通过转动尽快恢复成六面成单一颜色。二、魔 方 的 类 别二阶、三阶、四阶、五阶、六阶、七阶、异型魔方、镜面魔方、SQ魔方三 、 三 阶 魔 方 结 构三阶魔方核心是一个轴,并由 26 个小正方体组成。包括中心方块 6 个,固定不动,只一面有颜色。边角方块 8 个(3 面有色 )(角块)可转动。边缘方块 12 个(2 面
3、有色 )(棱块)亦可转动。魔 方 总 的 变 化 数 为 43, 252, 003, 274, 489, 856, 000。 或者 约 等 于 4.3X1019。 如 果 一 秒 可 以 转 3 下 魔 方 , 不 计 重 复 , 需 要转 4542 亿 年 , 才 可 以 转 出 魔 方 所 有 的 变 化 , 这 个 数 字 是 目 前 估 算宇 宙 年 龄 的 大 约 30 倍 。四、观看视频速拧视频、比赛视频、单手还原、盲拧等校本课程系列魔方2授课主题 第二课:底棱归位教学目的 完成三阶魔方的第一步复原教学重点 底层四个棱块正确复原的过程教学难点 底层四个棱块正确复原的空间想象观察能力
4、教具准备 魔方教学过程 又称底部架十字我们这一步要复原的四个棱块的相对位置顺序要注意,由于我们以白色中心块做底层,按照我们现在的主流魔方的贴纸的帖法(上黄下白,前蓝后緑,左橙右红) ,如果我们先复原了白蓝这个棱块,那我们在保持白色中心块在底部的情况下,白红的棱块就一点要放在白蓝棱块的右边,白橙棱块放在白蓝棱块的左边,白緑棱块放在白蓝棱块的对面,由于魔方的中心块不会发生变化,所以在复原的过程中,我们是以中心块为参照物的,第一步我们在复原白蓝、白红、白绿、白橙这四个棱块的时候,我们可以先把白色面旋转到顶层,和黄色中心块同一个平面,然后再把他对应的另一个颜色(蓝或红或緑或橙)经过旋转最上层,使之和对
5、应的中心块的颜色同色,这样我们再旋转 180 度,对应的棱块就正确复原到底部了。 注意:图 101 的情况是没有正确归位的情况,需要调整白蓝和白红两个棱块的位置,才是正确的完成了底棱归位校本课程系列魔方3授课主题 第三课:底角归位教学目的 复原魔方第一层四个角块教学重点 复原魔方第一层四个角块教学难点 复原魔方第一层四个角块的空间想象观察能力教具准备 魔方教学过程公式 2-1:(R U R) 公式 2-2:(FUF )公式 2-1 记忆技巧:白色朝右,第一步就旋转右层公式 2-2 记忆技巧:白色朝前,第一步就旋转前层公式 2-1:(R U R)右面顺时针一圈,上面顺时针一圈,右面逆时针一圈公式
6、 2-2:(FUF)前面逆时针一圈,上面逆时针一圈,前面顺时针一圈校本课程系列魔方4授课主题 第四课:中棱归位教学目的 复原魔方中层四个棱块的步骤教学重点 复原魔方中层四个棱块教学难点 复原魔方中层四个棱块教具准备 魔方教学过程公式 3-1:(U F U F )(U R U R)公式 3-2 :(U R U R)(U F U F)当碰到图 301 的情形时, 你需要的棱色块不在顶面,而在中间层棱块的位置,但颜色反了,碰到这种情况或者类似这种情况,我们就用 3-1 或者 3-2 的公式把最上面一层的其他颜色的棱块转移到该位置,我们要的那个蓝红棱块就自然换到顶层了,这稍微有点麻烦,不过这种转换的思
7、想可好好领会一下,在以后的学习过程中会经常用到类似的魔方转换思想。校本课程系列魔方5授课主题 第五课:顶棱面位教学目的 使顶层架十字教学重点 使顶层四个棱块的顶面颜色和顶层中心块颜色一样教学难点 使顶层四个棱块的顶面颜色和顶层中心块颜色一样教具准备 魔方教学过程公式 4: F (R U R U)F两遍公式 4两遍公式 4 + U + 公式 4魔方底下两层复原以后,我们接着要来复原最上面的顶层了。首先我们要在顶层架一个十字也就是让顶层的四个棱块先面位(先不考虑顺序是否正确),顶层四个棱块面位以后的效果如图 4。 当顶棱已经面位,请省略这一步。校本课程系列魔方6授课主题 第六课:顶角面位(一)教学
8、目的 完成魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面的步骤教学重点 使魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面教学难点 使魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面教具准备 魔方教学过程公式 5-1:R U2 R U R U R公式 5-2:U R UU R U R U R公式 5-1:R U2 R U R U R右面逆时针一圈,上面顺时针两圈,右面顺时针一圈,上面顺时针一圈,右面逆时针一圈,上面顺时针一圈,右面顺时针一圈。公式 5-2:U R UU R U R U R上面逆时针一圈,右面顺时针一圈,上面逆时针两圈,右面逆时针一圈,上面逆时针一圈,右面顺时针一圈,上面逆时针一圈,右面逆时针一圈。校本课程系列魔方7授
9、课主题 第七课:顶角面位(二)教学目的 完成魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面的步骤教学重点 使魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面教学难点 使魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面教具准备 魔方教学过程 公式 5-1:R U2 R U R U R公式 5-2:U R UU R U R U R公式 5-1+公式 5-2公式 5-2+公式 5-1公式 5-2 + U2 + 公式 5-1公式 5-1 + U 公式 5-1公式 5-1+公式 5-1校本课程系列魔方8授课主题 第八课:顶角归位教学目的 使面位的四个顶角的其他两面颜色和对应面的中心块颜色同色教学重点 面位的四个顶角的其他两面颜色和对应面的中心
10、块颜色同色教学难点 面位的四个顶角的其他两面颜色和对应面的中心块颜色同色教具准备 魔方教学过程这一步我们在复原顶层角块的时候,先观察有无两个侧面颜色一样的情况,如图 6-1 所示,如果有,同色的侧面面向自己的位置,即F 面,用公式 6 即可完成,如果不是这种情况,可随便用一次公式6,就一定会出现有两个角块的侧面颜色一样的情况,我们再用一次公式 6 即可完成。公式 6: R B R F2 R B R F2 R2右面顺时针一圈,后面逆时针一圈,右面顺时针一圈,前面顺时针两圈,右面逆时针一圈,后面顺时针一圈,右面顺时针一圈,前面顺时针两圈,右面顺时针两圈。校本课程系列魔方9授课主题 第九课:顶棱归位
11、(一)教学目的 使已经面位的四个顶棱的另一面的颜色和所在的另四个面的中心块颜色同色教学重点 使已经面位的四个顶棱的另一面的颜色和所在的另四个面的中心块颜色同色教学难点 使已经面位的四个顶棱的另一面的颜色和所在的另四个面的中心块颜色同色教具准备 魔方教学过程公式 7: (R U R)(U R U R)(U R U R2)右面顺时针一圈,上面逆时针一圈,右面顺时针一圈上面顺时针一圈,右面顺时针一圈,上面顺时针一圈,右面顺时针一圈,上面逆时针一圈,右面逆时针一圈,上面逆时针一圈,右面顺时针两圈校本课程系列魔方10授课主题 第十课:顶棱归位(二) 和展示汇报教学目的 使已经面位的四个顶棱的另一面的颜色和所在的另四个面的中心块颜色同色和展示完成全过程教学重点 使已经面位的四个顶棱的另一面的颜色和所在的另四个面的中心块颜色同色教学难点 使已经面位的四个顶棱的另一面的颜色和所在的另四个面的中心块颜色同色教具准备 魔方教学过程 一、顶棱归位(二)公式 7: (R U R)(U R U R)(U R U R2)公式 7 两次公式 7+U+公式 7公式 7 +U+公式 7二、展示汇报相互打乱魔方的色块,重新恢复。对有能力的社员,计时完成。请最优秀的同学台前展示。