魔方小站校本课程.docx

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魔方小站校本课程

潍坊瀚声国际学校2017-2018学年魔方小站

校本课程文本材料

（2017-2018学年度第一学期）

部门：

行政管理中心

姓名：

娄立业

第一章：

（课程标准）

第一节：

课程目标

第二节：

内容标准

第三节：

实施建议

第四节：

课程评价

第二章：

（课程内容）

第一节：

第一学期校本课程内容及教学进度表

第一部分：

课程标准

一、课程目标

魔方是匈牙利建筑学教授和雕塑家厄尔诺·鲁比克于1974年发明的机械益智玩具，因此它的英文名便称为 Rubik's Cube。

鲁比克发现二十六个同样大小的小立方块围绕着同一个中心块转动，在他随手将魔方转了几下后，想将魔术方块复原是一件很困难的事，不久后鲁比克为自己的发明申请了专利，魔方风靡全球。

我们常见的魔方是3×3×3的三阶魔方，是一个正 6 面体，有6种颜色，由26块组成，有8个角块；12个棱块；6个中心块（和中心轴支架相连）， 魔方在1980年代最为风靡，至今未衰。

面世不久后，很多类似的玩具也纷纷出现，有些出自发明人鲁比克，有些则是出自别人之手。

包括4×4×4，2×2×2和5×5×5 版的魔方。

魔方可以锻炼人的手脑并用，对培养人的动作技能都十分有效；不仅可增强人的记忆力，丰富空间想象力，又可培养人的耐力和毅力。

通过玩魔方，可以提高人的理性，培养人的想象力和创造力，孕育全面、和谐发展的个性。

（一）知识教学目标

1、认识关于魔方的历史文化。

2、掌握复原3×3×3魔方的要求、方法和技巧。

3、拓展2×2×2和4×4×4的魔方教程。

（二）能力教学目标

1、掌握复原魔法的基本方法，增强动手能力。

2、全面训练学生的标准，增强动手能力。

3、增强学生的对西方魔方文化的认知，传承文化，贴近生活。

4、掌握拆卸魔方的基本方法，提高团结协作的能力。

（三）情感教学目标

1、培养学生课外学习的兴趣，增强学生的动手能力。

增强学生学习的自信心。

2、全面推进二七一教育，培植学生个性特长。

3、激发和发扬学生的思维和动手能力、开发智力，提高学生的兴趣。

使学生的思考能力大大加强，观察能力进一步提高，在以后的学习中能有团体合作精神。

二、内容标准

一、课程性质

魔方课程具有数学学科性质，是学校进行智育的重要途径之一。

（一）重视个性，最大限度地激发学生的潜能

课程适应二七一教育的要求，面向全体学生，全员育人，以学生的发展为本，培养学生的人文精神、思维能力、实践能力、创造能力和动手能力。

以贴近学生兴趣的、基础的、利于学生发展的魔方知识和技能，结合过程和方法，组成课程的基础内容。

坚持学生主动探究，重视个性与创新意识的培养，最大限度地开发学生潜能。

（二）各门学科沟通，养成学生信息素养和艺术修养

各门学科沟通与交融，为学生营造各种学科相互支持、相互补充的艺术学习环境，构建跨学科的相互渗透，扩展学生的认知空间，使学生受到启发，形成新的认识，达到认识上的飞跃，进而提高学生的综合素质。

强调把信息技术、魔方活动的内容和过程有机地整合，努力于学生的反思和自主合作探究的学习情境和问题情境，促进学生信息素养特别是艺术修养的养成。

（三）魔方课程是个人、社会、自然的内在整合

魔方课程具有综合性，体现了个人、社会、自然的内在整合，体现科学、艺术、道德的内在整合，我们将立足于人的个性的整体性，立足于每一个学生的健全发展；魔方课程具实践性，以活动为主要开展形式，强调学生亲身经历，体验感受，发展实践能力和创新意识；魔方课程具开放性，开放的内容和展现的形式以及多元的评价标准为每个学生的个性发展提供展示的舞台。

魔方本身是一种生生不息，永远都在变革发展的艺术，魔方活动中对作品不断改进、新的构思不断生成、方法和效果不断被发现，学生的认识和体验也不断地加深，魔方活动活动具自主性，在活动中将充分尊重学生的兴趣、爱好，教师只对其进行必要的指导，不包览学生的思维，不用自己狭隘的个人喜好影响、控制、约束学生。

完全符合二七一教育价值观。

二、课程基本理念

第一：

魔方特有的魅力，使课程内容与不同年龄阶段学生的情感和认识特征相适应，以形式多样的活动内容，激发学生的学习兴趣，面向学生的生活世界和社会实践，帮助学生体验生活并学以致用，使学生在实际生活中领悟数学的独特价值，在一种广泛的文化情境中认识魔方的多样性、对社会生活的独特贡献，并学会健康愉悦地、自由负责地、智慧而富有创意地生活，谋求自我、社会与自然和谐发展。

第二：

兴趣是学习的基本动力之一。

课程强调通过发挥魔方特有的魅力，使课程内容与不同年龄阶段的学生的情意和认知特征相适应，以灵活多样的教学方法激发学生的学习兴趣，并使这种兴趣转化为持久的情感态度。

第三：

魔方是一种以学生经验与生活为核心的实践性课程。

本课程将基于学生的直接经验，密切联系学生自身生活和社会生活、文化资源，鼓励学生进行体验性、探究性、合作性学习，努力使每个学生都得到最大限度的个人发展，获得成功的感受。

突出魔方的多元化和个性化，结合小学的各门学科，利用学校的资源，培养学生整合创新意识，充分发挥魔方教育在素质教育中的作用，体现基础教育改革的精神。

第四:

在魔方学习过程中，引导学生通过综合学习和探究学习，强调互动的师生关系和交流合作。

建立浓浓的家庭是亲情关系。

注重整体的、多元化的过程性的评价，采用“自我参照标准”，突出学习过程的体验、情感、态度、价值感观、综合能力，为促进学生发展而进行评价。

三、实施建议

1.场地：

多媒体教室

2.器材：

课桌、魔方、投影仪

3.魔方课的基本要求:

（1）上课前必须准备好相应的魔方，笔记本，双色笔。

（2）上课时根据相应的小组对号入座，小组长检查人员出勤情况，并保证课堂纪律。

（3）上课时不能拿着魔方打闹，以免发生意外事故。

（4）魔方要有计划有步骤，循序渐进，切忌一腔热血、断断续续。

要持之以恒，力求系统的掌握复原魔方的有关知识和方法。

（5）要保持课堂的整洁和安静。

四、课程评价

（一）学习评价的指导思想：

通过学习评价，使其促进学生自主学习的能力，培养学生良好的学习习惯，激发学生对魔方的兴趣。

（二）学习评价的方式：

1．学习评价指标

（一）：

学生自评与互评相结合，即上课出勤情况、课堂纪律情况、参与练习情况、团结协作情况；重视学生自我评价。

帮助他们树立信心发现自我，学会反思，自我改进。

并有利师生互动，促进师生共同发展。

2．学习评价指标

（二）：

平常上课情况和考核情况相结合。

注重对活动过程的评价和在过程中的评价。

评价不仅仅是看结果，更重要是学生在过程中是否在自己原有的基础上有所提高。

要充分体现魔方的多样化、个性化、创造性等基本特征。

弱化评价的甄别功能，以鼓励为主，肯定学生的进步和发展，起到反馈调节、展示激励、反思总结、积导向的作用，更好地促进师生发展。

3．学习评价指标（三）：

教师综合评定，给与相应加分。

上述评价等第均为：

优秀、良好、待优三档

第二部分：

课程内容

课程名称：

魔方小站

本课程共分为七步还原魔方

一、第一学期学校课程开课计划

授课主题

第一课：

魔方简介

教学目的

使学生了解魔方，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：

Rubik'sCube。

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4.3×10^19。

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

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4.3X10^19。

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

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

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

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：

（RUR'）公式2-2：

（F'U'F）

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：

（RUR'）

右面顺时针一圈，上面顺时针一圈，右面逆时针一圈

公式2-2：

（F'U'F）

前面逆时针一圈，上面逆时针一圈，前面顺时针一圈

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'UF）（URU'R'）

公式3-2：

（URU'R'）（U'F'UF）

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。

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（RUR'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。

授课主题

第六课：

顶角面位

（一）

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'U2RUR'UR

公式5-2：

U'RU'U'R'U'RU'R'

公式5-1：

R'U2RUR'UR

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'RU'U'R'U'RU'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。

授课主题

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'U2RUR'UR

公式5-2：

U'RU'U'R'U'RU'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

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：

RB'RF2R'BRF2R2

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。

授课主题

第九课：

顶棱归位

（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：

（RU'R）（URUR）（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

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：

（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、展示汇报

相互打乱魔方的色块，重新恢复。

对有能力的同学，计时完成。

请最优秀的同学台前展示。