魔方教案

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2023年12月21日发(作者：)

授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动一：魔方简介

使学生了解魔方，对其产生兴趣，和学习的欲望。

魔方简史

魔方空间想象

魔方，视频

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's 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、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

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动二：底棱归位

完成三阶魔方的第一步复原

底层四个棱块正确复原的过程

底层四个棱块正确复原的空间想象观察能力

魔方

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

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动三：底角归位

复原魔方第一层四个角块

复原魔方第一层四个角块

复原魔方第一层四个角块的空间想象观察能力

魔方

公式2-1：（R U R'） 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：（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

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动四：中棱归位

复原魔方中层四个棱块的步骤

复原魔方中层四个棱块

复原魔方中层四个棱块

魔方

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。

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动五：顶棱面位

使顶层架十字

使顶层四个棱块的顶面颜色和顶层中心块颜色一样

使顶层四个棱块的顶面颜色和顶层中心块颜色一样

魔方

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。

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动六：顶角面位（一）

完成魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面的步骤

使魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面

使魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面

魔方

公式5-1：R' U2 R U R' U R

公式5-2：U' R U'U' 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 U'U' 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

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逆时针一圈。

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动七：顶角面位（二）

完成魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面的步骤

使魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面

使魔方的四个顶角的顶面色全部调至顶面

魔方

公式5-1：R' U2 R U R' U R

公式5-2：U' R U'U' 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

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动八：顶角归位

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

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

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

魔方

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。

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动九：顶棱归位（一）

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

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

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

魔方

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

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动十：顶棱归位（二）

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

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

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

魔方

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

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

教学过程

活动十一：展示汇报

使每个人都能完成魔方的还原过程

使每个人都能完成魔方的还原过程

使每个人都能完成魔方的还原过程

魔方

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。

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授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

活动十二：简单魔方比赛（初赛）

为了以广大同学喜闻乐见的形式，丰富同学们的课余生活，提高同学们的创新思维，特开展本活动

从比赛中完成对还原过程的总结

魔方的还原过程记忆

魔方

1.、海选：计时员事先将魔方调整好，参赛者在8分钟内还原一面即可进入复赛

2、复赛：将晋级选手随机打乱，四人一组，每两人一名计时员。在十分钟内看参赛者的还原情况，根据还原情况决出前三甲。（还剩两分钟时计时员提醒一次）

比赛规则：初赛每人只有一次机会，每次以十分钟为教学过程 比赛时间，复赛每人玩三次，最后取三项中成绩最好的一次作为最终成绩。所有参赛选手在10分钟内将六面还原的按完成时间排名。10分钟内未全部完成的按程度计分（一面记3分，一面中有7个或7个以上同色的记1分） 注意事项:

1比赛期间选手必须独立完成。

2、参赛选手不得强行拆卸魔方，若有犯者取消参赛资格，并照价赔偿。

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3、参赛者可自带魔方，但比赛前需工作人员将其打乱。

授课主题 活动十三：简单魔方比赛（复赛）

教学目的 为了以广大同学喜闻乐见的形式，丰富同学们的课余生活，提高同学们的创新思维，特开展本活动

教学重点 从比赛中完成对还原过程的总结

教学难点 魔方的还原过程记忆

教具准备 魔方

教学过程

复赛：将晋级选手随机打乱，四人一组，每两人一名计时员。在十分钟内看参赛者的还原情况，根据还原情况决出前三甲。（还

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剩两分钟时计时员提醒一次）

比赛规则：初赛每人只有一次机会，每次以十分钟为比赛时间，复赛每人玩三次，最后取三项中成绩最好的一次作为最终成绩。所有参赛选手在10分钟内将六面还原的按完成时间排名。10分钟内未全部完成的按程度计分（一面记3分，一面中有7个或7个以上同色的记1分） 注意事项:

1比赛期间选手必须独立完成。

2、参赛选手不得强行拆卸魔方，若有犯者取消参赛资格，并照价赔偿。

3、参赛者可自带魔方，但比赛前需工作人员将其打乱。

奖项设置：

冠军：（奖状+操行分30）亚军（奖状+操行分20）季军：（奖状+操行分10）

授课主题

教学目的

教学重点

教学难点

教具准备

活动十四：社团总结及问卷调查

了解学生对社团的意见

了解学生对社团的意见

了解学生对社团的意见

魔方及问卷调查表

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一、 由学生代表发言

教学过程 二、 问卷调查填写

三、 问卷调查统计

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本文标签： 魔方颜色棱块中心完成