快乐魔方第一课时（校本课程）详细版课件.ppt

江山市城东实验学校 2015年10月,头脑风暴,之快乐魔方,魔方的起源 魔方的结构 魔方的玩法,快乐魔方,第一课时,什么是魔方？,魔方，英文正式名称是Rubiks Cube,台湾叫魔术方块，香港叫扭計骰，是匈牙利布达佩斯建筑学院鲁比克教授在年发明的。魔方种类较多，平常说的都是最常见的三阶立方体魔方。其实，也有二阶、四阶、五阶等各种立方体魔方，还有其它的多面体魔方，也可以是其它多边形和球形、板形等。,RUBIK 教授与他发明的三阶魔方,魔方的种类与变化（多阶魔方）,魔方的种类与变化（异形魔方）,魔方的种类与变化（异形魔方）,魔方的影响力,二十多年前，魔方用她独有的魔力征服了全世界，并以惊人的销量成就了玩具界史无前例的奇迹。当年魔方不但被誉为“最有教育意义的玩具”，还获得“1980 年最佳游戏发明奖”、以及“20 世纪最有影响的 100 项发明之一”。 魔方与中国的华容道、法国的单身贵族（独立钻石棋）同被称谓智力游戏界的三大不可思议。根据估计，自发明来，魔方在全世界已经售出了约3亿多只。,三阶魔方的结构,三阶立方体魔方由个小方块和一个三维十字连接轴组成，小方块有个在面中心，个在角上，个在棱上，物理结构非常巧妙。,三阶魔方的结构,它每个面纵横都分为三层，每层都可自由转动，通过层的转动改变小方块在立方体上的位置，各部分之间存在着制约关系，没有两个小块是完全相同的。,三阶魔方的结构,红色橙色蓝色绿色黄色白色,三阶魔方的变化,三阶魔方别看只有26个小方块，变化可真是不少，魔方总的变化数为或者约等于4.3X1019（4300亿亿）。如果你一秒可以转3下魔方，不计重复，你也需要转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。三阶魔方总变化数的道理是这样：六个中心块定好朝向后，就构成了一个坐标系，在这个坐标系里，8个角色块全排列8!，而每个角色块又有3种朝向，所以是8!*38，12个棱色块全排列每个有2种朝向是12!*212，这样相乘就是分子，而分母上3*2*2的意义是，保持其他色块不动，不可以单独改变一个角色块朝向(对应3)， 单独改变一个棱色块朝向(对应2)，和单独交换一对棱色块或一对角色块的位置(对应另一个2)。,魔方的玩法,魔方的基本玩法是把颜色已经搅乱了的各个面还原到每个面都是一种颜色，随着对魔方研究的深入，魔方的玩法也由简单的复原，向复合型手、眼、脑协调运用等多样化竞技运动发展：快速还原、单手还原、闭目还原（盲拧）、最少步还原等等。 魔方表演蒙眼拧魔方.qsv 魔方表演脚拧魔方.qsv 魔方表演魔方世界纪录.qsv,魔方中的科学,数学：首先引起的是数学家们的兴趣，魔方首次风靡全球时，其最吸引人的是还原问题，因此，当时的数学家们出尽风头。他们根据群论和线性代数等专门的数学理论和知识，借助电子计算机，得到了各种各样的魔方复原方法。而现在的研究和计算机技术的提高，对魔方的研究已大大超过了当时的水平。现在已经可以利用计算机算出每种状态的最简还原方法，不过现在最大的难题是谁也还不知道22步或23步的魔方最远状态的样子。人工智能领域，魔方是的一个重要研究对象；计算机领域；物理学家建立了魔方和粒子物理的关系。化学家通过魔方的变换来使得自己加强对物质的认识。魔方的物理构造也是建筑学方面的优良教具。相信了解魔方的人越来越多，魔方还可以被引入更多的科学研究领域给更多的科研人员以帮助。,完,