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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 周 次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 介绍魔方概况 介绍魔方的类型和形式 魔方配色方案 魔方公式符号说明 魔方基本术语与玩法介绍 魔方层先法复原第一步——底棱归位 魔方层先法复原第二步——底角归位 魔方层先法复原第三步——中棱归位 魔方层先法复原第四步——顶棱面位 魔方层先法复原第五步——顶角面位 魔方层先法复原第六步——顶角归位 魔方层先法复原第七步——顶棱归位 魔方高级玩法介绍 魔方高级玩法要领 魔方高级玩法第一步——底棱归位 魔方高级玩法第二步——完成底层和中层 魔方高级玩法第三步——顶层面位 魔方高级玩法第四步——顶层归位 趣味三阶魔方 活 动 内 容

隆化第五小学校科技教案 名称 周次 1、介绍魔方的发展历史 第一周 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 活 魔方,Rubik's Cube 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 动 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 内 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: 容 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 周次 2、介绍魔方的类型和形式 第二周 一、回顾发展历史 活 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 动 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、 Skewb Cube 、非对称魔方、 内 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 周次 魔方配色方案 第三周
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 周次 魔方公式符号说明 第四周 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 活 号后加上“'”或是“i”;若是旋转半圈,则在符号后加上“2” 或是“²”。 动 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。 内 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。 容 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 周次 魔方基本术语与玩法介绍 第五周 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。 活 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 动 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 Did Not Finish 指魔方复原者感觉无法在自己 内 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, 容 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“Did not start” 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 周次 魔方层先法复原第一步——底棱归位 第六周 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 活 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, 动 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 内 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 容 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 二、学生练习,教师巡视指导。

图 1-1

隆化第五小学校科技教案 名称 周次 魔方层先法复原第二步——底角归位 第七周
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。

活 图 2-1 动 公式 2-1: (R U R') 图 2-2 公式 2-2: (F'U'F)

白色朝右,第一步就旋转右 白色朝前,第一步就旋转前 内 层 层



图 201 用两次公式 2-1 (R U R') U' (R U R')

图 202 用两次公式 2-2 (F'U'F)U (F'U'F)

图 203 用三次公式 2-1 (R U R')(R U R') U' (R U R')

二、学生练习,教师巡视指导

隆化第五小学校科技教案 名称 周次 魔方层先法复原第三步——中棱归位 第八周
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 动 图 3-2 图 301 内



公式 3-1:(U' F' U F ) (U R U' R') 公式 3-2 :(U R U' R') (U' F' U F) 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 周次 魔方层先法复原第四步——顶棱面位 第九周
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。



动 图 4-2 相邻顶棱面位 两遍公式 4 F' 三、学生练习,教师巡视指导。 式4



图 4-1 相对顶棱面位

图 4-3 无顶棱面位 两遍公式 4 + U + 公



公式 4:F(R U R'U')

隆化第五小学校科技教案 名称 周次 魔方层先法复原第五步——顶角面位 第十周
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。







容 图 5-1 公式 5-1: 公式 5-2: 图 5-2

(R U’2 R') U’(R U' R') (R' U2 R)U(R' U R)

图 501 公式 5-1+

图 502 公式 5-1 公式 5-2

图 503

图 504

图 505 公式 5-1

公式 5-1 公式 5-1

U2 + 公式 U+ 公式 公式 5-1 公式 5-2 5-2 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 周次 魔方层先法复原第七步——顶棱归位 第十一周 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。 活

动 6-1 内

图 6



公式 6: (R B' R F2) ( R' B R F2) 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 周次 魔方层先法复原第六步——顶角归位 第十二周 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。





内 图7 容 图 701 图 7-1 公式 7: (R U' R) (U R U R) 图 702 图 703

公式 7 两 公式 7+U+公 次 式7

公式 7 +U'+ 公 式7

( U' R' U' 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 周次 魔方高级玩法介绍 第十三周 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 活 (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。 动 CROSS ( 底 层 十 F2L(前两 内 字) 层 ) OLL(顶层面 PLL(顶层归 位) 位)



隆化第五小学校科技教案 名称 周次 魔方高级玩法要领 第十四周 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 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' F R R u R' 第二类: 二缺二 L R u' R L L R u R L R' u R' R' u' R 或 R u' R 或

隆化第五小学校科技教案 名称 周次 魔方高级玩法第二步——完成底层和中层 第十六周



基 本 形 态

01、y' (U' R' U R)

02、 (URU'R')







基 本 规 律 之 切 位 相 连 基 本 规 律 之 同 向 相 连

03、 (R U R')

04、y' (R' U' R)

05、U'(R U R' U) (R U R')

06、 (U' R U' R' U) y' (R' U' R)

07 、 y' (U R' U' R) (U'2 R' U R)

08、 U' (R U R' U2) (R U' R')

09、y' U R' U2(R U'2 R' U R)

10、 U' (R U'2 R' U2 ) ( R U' R')

隆化第五小学校科技教案 名称 周次 魔方高级玩法第四步——顶层归位 第十七周
01、(R U'2) R' U'(R U' R') 02、(R U) (R' U) (R U2 R') 和 U' (R' U2) R U (R' U R) 04、R U'2 (R'2 U') (R2 U') (R'2 U'2 R)


点+ 系列

03、(R U R' U) (R U' R' U) (R U2 R') 和 (R U'2) (R' U' R U R' U') (R U' R') 05、(r U R' U')(r' F R F')



06、 (R U R' U R U'2 R')U (R U'2 R' U' R U' R')



07、F' (r U R' U')(r' F R)



田 系 列

F(R U' R' U') (R U R' F') (r' U2) (R U R' U) r

R U'2 (R'2 F R F')(R U'2 R')

(r U2) R' U' R( U') r'

隆化第五小学校科技教案 名称 周次 魔方高级玩法第三步——顶层面位 第十八周

01、(R2 U)(R U R' U')(R' U')(R' U R')



(11 步)



三棱换 (11 步) 或 三角换

02、(R U' R)(U R U R)(U' R' U' R2)



03、(l U' R)D2(R' U R)D2 R2 (09 步)



04、x' R2 D2(R' U' R)D2(R' U R') (10 步)

05、(R'2 u' R U' R)(U R' u)(R2 f R' f') (12 步)

三棱换 (13 步) 且 三角换 (12 步)

06、(R U R')y'(R2' u' R U')(R' U R' u R2)

07、(R2 u)(R' U R' U')(R u') (R2' F' U F)

08、(R' d' F) (R2 u) (R' U) (R U' R u' R'2) (12 步)


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