魔方教案.docx

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魔方教案

隆化第五小学校兴趣小组活动计划

名称

趣味三阶魔方

周次

活动内容

1

介绍魔方概况

2

介绍魔方的类型和形式

3

魔方配色方案

4

魔方公式符号说明

5

魔方基本术语与玩法介绍

6

魔方层先法复原第一步——底棱归位

7

魔方层先法复原第二步——底角归位

8

魔方层先法复原第三步——中棱归位

9

魔方层先法复原第四步——顶棱面位

10

魔方层先法复原第五步——顶角面位

11

魔方层先法复原第六步——顶角归位

12

魔方层先法复原第七步——顶棱归位

13

魔方高级玩法介绍

14

魔方高级玩法要领

15

魔方高级玩法第一步——底棱归位

16

魔方高级玩法第二步——完成底层和中层

17

魔方高级玩法第三步——顶层面位

18

魔方高级玩法第四步——顶层归位

隆化第五小学校科技教案

名称

1、介绍魔方的发展历史

周次

第一周

活

动

内

容

一、介绍魔方的发展历史

1、提前让学生搜集魔方的发展历史

2、学生介绍

3、老师总结

魔方，Rubik'sCube又叫魔术方块，也称鲁比克方块。

是匈牙利布达佩斯建筑学院厄尔诺·鲁比克教授在1974年发明的。

魔方系由富于弹性的硬塑料制成的6面正方体。

魔方与中国人发明的“华容道”，法国人发明的“独立钻石”一块被称为智力游戏界的三大不可思议。

而魔方受欢迎的程度更是智力游戏界的奇迹。

二、注意事项：

在我们这种阶段的学生，在玩魔方大概要注意以下事项：

1.时间安排问题。

在各位想玩魔方的时刻，应该看看时间是否合理，不能在上课等不合理时间玩魔方；

2.不要浪费时间。

时间不等人，如果想复完六面，就应该上网看教程或找会复完六面的人请教

3.不要自以为是。

隆化第五小学校科技教案

名称

2、介绍魔方的类型和形式

周次

第二周

活

动

内

容

一、回顾发展历史

二、介绍魔方的种类

分别介绍各种魔方的概况，同时幻灯片播放图片

二阶魔方、三阶魔方~十二阶魔方、更高阶的魔方：

异型魔方、镜面魔方、SQ1、金字塔魔方、SkewbCube、非对称魔方、魔板等

三、介绍三阶魔方结构

三阶魔方实物演示，配以幻灯片播放，同时简要介绍玩法。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方配色方案

周次

第三周

活

动

内

容

一、魔方标准配色方案

魔方六个面贴纸通常由红，黄，蓝，绿，白，橙六种颜色组成。

各个时期和地方的版本贴纸方法会有区别，但基本上是前红、后橙、上黄、下白、左蓝、右绿。

　　如果没有这些限制魔方贴纸一共有多少种贴法呢？

答案是30种。

因为由于魔方立方体的对称性，不失一般性的，我们贴纸时不妨就指定蓝色为顶面。

他的对面就有5种贴法，剩下的4个面组成一个环。

这个环的4种颜色去除旋转后相同的情况有3*2种贴法。

这是因为，对于这个环，我们也可以不失一般性的就指定4种颜色中的一种颜色做为前面，他的对面有3种贴法，剩下的两面对应2种贴法，所以魔方贴纸的贴法有5*3*2=30种。

二、魔方其他配色方案

　　第一种是由香港生产的最初的配色，最早在80年代就有销售，现在大多数销售的和它不同的是将茶色换成了橙色。

　　第二种也是香港生产的，是和第一种同一系列的魔方，但是配色稍有不同。

　　第三种是由美国生产的，配色完全改动，由白对黄，蓝对绿，红对橙（现在最常见的配色方案）。

　　第四种是由匈牙利原产的，配色接近于美国产的魔方。

　　第五种是由日本生产的，与现在“标准配色”仅蓝白色互换。

这原本是rubik教授最初研发出魔术方块时的配色，而在传到日本流行后，rubik公司听取色彩研究者的意见，将一对相似色系的颜色安排在相对两边，而日本则维持原来的配色。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方公式符号说明

周次

第四周

活

动

内

容

一、魔方公式符号

1、F、B、L、R、U、D分别代表前、后、左、右、上、下层。

若是顺时钟旋转，则直接写上符号；若是逆时钟旋转，则在符号后加上“'”或是“i”；若是旋转半圈，则在符号后加上“2”或是“²”。

2、x、y、z分别代表将整个魔方做R、U、F，因为在速解魔方的时候，并不会总是将一个面朝向自己。

3、f、b、l、r、u、d分别代表前、后、左、右、上、下两层，代表连中间层一起转。

4、M、E、S代表旋转中间层，相当于l'L、d'D、f'F。

在最少步骤还原的比赛中，规定：

5、x、y、z不记步数。

F、B、L、R、U、D旋转90°或180°都算做一步。

M、E、S旋转90°或180°都算做两步。

二、学生练习，教师巡视指导。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方基本术语与玩法介绍

周次

第五周

活

动

内

容

一、魔方基本术语

N阶：

阶数是指魔方每个边所具有的块数，比如三阶魔方每个边就有3个小块。

　　复原：

指魔方从非原始状态到原始状态的过程。

　　POP（飞棱）：

指在复原中魔方的某些组成部分从魔方上面脱离的情况，如果是出现在比赛中作为无效的复原过程。

　　DNF（弃权）：

即DidNotFinish指魔方复原者感觉无法在自己满意的时间内完成魔方而弃权的情况，在比赛中可以有一次DNF。

　　SUB的原文是「Subtraction」，意思就是「减、少于」的意思，在这里是「在XX秒以下」的意思。

例：

3x3方块SUB-30，就是指平均速度在30秒以下。

　　DNS是“Didnotstart”的简称，指放弃了一次复原机会，没有开始复原，即开始前弃权。

二、常见玩法

1、普通玩法

2、竞速玩法

3、最少步骤还原

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方层先法复原第一步——底棱归位

周次

第六周

活

动

内

容

一、学习新知识

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1-1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

图1

图1-1

二、学生练习，教师巡视指导。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方层先法复原第二步——底角归位

周次

第七周

活

动

内

容

一、学习新知识

1、魔方的四个底角正确归位以后一定会出现倒T字型。

先看图2-1和图2-2，首先我们先确定目标块的位置是在他要正确归位的正上面的位置，然后我们再看白色的面朝向何方，就很快的能快速判断出来是下图几种情况中的哪一种了。

复原基本思想：

先将目标角块调至顶层侧面，再转动能与之相连形成顺色整体的面，使目标角与底棱连成一个（1×1×2）的归位整体，再转至正确的位置。

图2-1

图2-2

公式2-1：

（RUR'）

公式2-2：

（F'U'F）

白色朝右，第一步就旋转右层

白色朝前，第一步就旋转前层

图201

图202

图203

用两次公式2-1

用两次公式2-2

用三次公式2-1

（RUR'）U'（RUR'）

（F'U'F）U（F'U'F）

（RUR'）（RUR'）

U'（RUR'）

二、学生练习，教师巡视指导

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方层先法复原第三步——中棱归位

周次

第八周

活

动

内

容

一、学习新知识

魔方中间层共有四个棱块，也只是四个棱块需要复原（注意中间层没有角块哟），图3-1和图3-2是两个比较常见的情形，我们主要介绍的就是这两种情况的复原方法，仔细分析比较这两个公式，步骤虽然有点多，可是很好记忆哟。

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。

图3-1

图3-2

图301

公式3-1：

（U'F'UF）

（URU'R'）公式3-2：

（URU'R'）

（U'F'UF）公式3-1+U2+公式3-1或者

公式3-2+U2+公式3-2

二、学生练习，教师巡视指导

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方层先法复原第四步——顶棱面位

周次

第九周

活

动

内

容

一、学习新知识

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）。

当顶棱已经面位，请省略这一步。

这一步我们只用一个公式就可以完成顶部十字，如果你现在的状况正好是图4-1的情况，你只需要用一个公式4就可完成顶部十字，如果是图4-2的情况，你只需要连续用两次公式即可完成，如果是图4-3的情况，我们用三次公式4即可转成十字。

在用公式的过程前，请旋转上层和图4-1或者4-2的情况再开始做公式。

提示：

在使用公式之前，请注意魔方上层的位置，如图4-1，我们是把已经面位的两个棱块的位置旋转放置在左上和右上位置，如果我们没有这样放置，是放置到前上和后上的位置，我们就用公式4，用过公式后是不能形成十字的。

图4-1

相对顶棱面位

图4-2

相邻顶棱面位

图4-3

无顶棱面位

公式4：

F（RUR'U'）F'

两遍公式4

两遍公式4+U+公式4

三、学生练习，教师巡视指导。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方层先法复原第五步——顶角面位

周次

第十周

活

动

内

容

一、学习新知识

当我们完成了顶层十字以后，我们来完成顶角的面位（即顶层角块的翻色），我们还是先观察一下，现在我们的魔方的四个角块是什么状况，如果是已经有一个角的黄色在顶层，其他三个角的顶面颜色不是黄色，我们来对照图5-1和图5-2看是那种情况，我们首先把顶层面是黄色的那个角块移动到前右的位置，再来对照图示，看是图5-1的情况还是图5-2的情况，是那种情况，我们对应用那个公式来完成即可完成顶角面位的步骤，如果不是这两种情况，那一定是下图中的其他5种情况其中的一种情况，按照这5种情况的对应图示放好自己的魔方，然后按照对应的操作步骤来完成。

如图503的情况，顶层两个已经面位的角块放置在后面的位置，先用一次公式5-2后，上层旋转180度也即做一下U2就完全是图5-1的情况，再用一次公式5-1即可完成四个角块的面位。

其实很多朋友也可以自己琢磨其他方法来实现这5种情况的角块面位步骤，只要我们弄明白了公式5-1和公式5-2是怎么来翻色的，就很轻松的实现其他情况的先转换成一角面位，其他三角要翻色的情况，自己动脑多想想，很简单的。

图5-1

图5-2

公式5-1：

（RU’2R'）U’（RU'R'）

公式5-2：

（R'U2R）U（R'UR）

图501

图502

图503

图504

图505

公式5-1+

公式5-2

公式5-1

公式5-2

公式5-1

U2+公式5-2

公式5-1

U+公式5-1

公式5-1

公式5-1

二、学生练习，教师巡回指导。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方层先法复原第七步——顶棱归位

周次

第十一周

活

动

内

容

一、学习新知识

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。

图6

图6-1

公式6：

（RB'RF2）（R'BRF2）R2

二、学生练习，教师巡回指导。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方层先法复原第六步——顶角归位

周次

第十二周

活

动

内

容

一、学习新知识

魔方顶层的四个角块正确归位以后，我们来观察顶层的四个棱块，正常情况下，你手中现在的魔方状态应该是下图四种情况中的一种，如果是图7-1的情况，我们只需要做一次公式7即可完成，如果是其他三种情况，请按照图示对应的操作描述来两次运用公式7来完成顶棱的归位。

如图703，我们首先需要把魔方放置的状态和图703的状态一样（即后上层的棱块和左上层的棱块需要互换可完成归位，右上次的棱块和前上层的棱块互换可以完成归位），我们用一次公式7，完成后，我们来做一步U'（即上层逆时针旋转90度）后，我们这个时候的状况就完全是图7-1的情况，这时候，我们再用一次公式7即可完成魔方的全部复原了。

图7

图7-1

图701

图702

图703

公式7：

（RU'R）

（URUR）

（U'R'U'R2）

公式7两次

公式7+U+公式7

公式7+U'+公式7

二、学生练习，教师巡回指导。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方高级玩法介绍

周次

第十三周

活

动

内

容

一、魔方高级玩法

这是三阶魔方目前比较流行的一种快速复原法，它是层先法的一种，只是完成的步骤比较简短，此方法共四步完成，简称CFOP（CROSS->F2L->OLL->PLL），综合难度系数虽然比较高，但熟练掌握后可以最快的复原。

CROSS（底层十字）

F2L（前两层）

OLL（顶层面位）

PLL（顶层归位）

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方高级玩法要领

周次

第十四周

活

动

内

容

高级玩法的要领主要有三点：

一、减少复原步骤 

减少复原步骤的要点是尽快的全部掌握高级玩法的公式。

为什么呢，因为入门玩法平均要花100~130步左右才能复原，而用高级玩法约60步就可以复原了。

在记忆高级玩法公式的过程中，掌握一定的科学记忆规律，会节省不少的时间，效率也会更高一些。

二、减少发呆时间  

 1、观察的发呆       

2、换手的发呆

三、练就娴熟的手法

练手法先从基本手法练起，在一周左右时间可以基本掌握基本手法的要领，基本掌握了基本手法的要领后，就可以对照视频教程中的手法来记忆和练习高级公式了。

基本手法的练习是一项基本功，这项基本功越扎实，以后在练公式手法的时候，上手的就越快，领悟、理解的就越好，反之亦然，基本手法需要我们在学习高级玩法的过程中，不断反复的加强练习，套用一句话，没有最快，只有更快，相信你的双手可以转出更快的速度的。

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方高级玩法第一步——底棱归位

周次

第十五周

活

动

内

容

一、学习新知识

随意打乱魔方，不限定观察时间，观察并写出如何在8步内完成的公式，并验证完成，练习一段时间，满意后，开始练习，限定在15秒内，观察并写出如何在8步内完成的公式，并验证完成；练习满意后，同样限定在15秒内，快速观察并迅速记忆牢固如何在8步内完成，15秒后凭记忆快速完成复原；上阶段练习满意后，进入另一个高要求阶段训练，用标准打乱公式打乱魔方，不仅在15秒，快速观察并迅速记忆牢固如何在8步内完成，同时快速拿起魔方，眼睛不看底层的四个白色棱块，双手快速完成，眼睛快速寻找第一组的f2l。

做到最后高要求阶段有相当的难度，需要循序渐进的练习，不可急于求成。

正所谓水到渠成，瓜熟蒂落，功到自然成。

第一类：

三缺一

R'FR

R'u'R或

RuR'

Ru'R或

R'uR'

第二类：

二缺二

LRu'RL

LRuRL

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方高级玩法第二步——完成底层和中层

周次

第十六周

活

动

内

容

基本形态

01、y'

（U'R'UR）

02、（URU'R'）

基本规律

之切位相连

03、（RUR'）

04、y'（R'U'R）

05、U'（RUR'U）（RUR'）

 06、（U'RU'R'U）y'（R'U'R）

基本规律

之

同向相连

    07、y'（UR'U'R）（U'2R'UR）

    08、U'（RUR'U2）（RU'R'）

    09、y'UR'U2（RU'2R'UR）

    10、U'（RU'2R'U2）（RU'R'）

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方高级玩法第四步——顶层归位

周次

第十七周

活

动

内

容

点+系列

    01、（RU'2）R'U'（RU'R'）

    02、（RU）（R'U）（RU2R'）和

U'（R'U2）RU（R'UR）

    03、（RUR'U）（RU'R'U）（RU2R'）和

（RU'2）（R'U'RUR'U'）（RU'R'）

    04、RU'2（R'2U'）（R2U'）（R'2U'2R）

    05、（rUR'U'）（r'FRF'）

    06、（RUR'URU'2R'）U（RU'2R'U'RU'R'）

    07、F'（rUR'U'）（r'FR）

田

系

列

F（RU'R'U'）

（RUR'F'）

RU'2（R'2FRF'）（RU'2R'）

（r'U2）

（RUR'U）r

（rU2）R'U'R（U'）r'

隆化第五小学校科技教案

名称

魔方高级玩法第三步——顶层面位

周次

第十八周

活

动

内

容

三棱换

或

三角换

（11步）

01、（R2U）（RUR'U'）（R'U'）（R'UR'）

（11步）

 02、（RU'R）（URUR）（U'R'U'R2）

（09步）

 03、（lU'R）D2（R'UR）D2R2

（10步）

04、x'R2D2（R'U'R）D2（R'UR'）

三棱换

且

三角换

（12步）

05、（R'2u'RU'R）（UR'u）（R2fR'f'）

（13步）

06、（RUR'）y'（R2'u'RU'）（R'UR'uR2）

（12步）

07、（R2u）（R'UR'U'）（Ru'）（R2'F'UF）

（12步）

08、（R'd'F）（R2u）（R'U）（RU'Ru'R'2）