XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Кубик Рубика
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Сейчас все больше и больше времени дети проводят за компьютерными играми (телефон, планшет, компьютер). Я не играю в компьютерные игры, так как большую часть отвожу выполнению домашних работ по учебным предметам.
В своей работе я хочу рассказать о своем увлечении. Это сборка кубика Рубика. Я познакомлю вас с кубиком Рубика, который заинтересовал меня.
О кубике Рубика знаю не понаслышке. Мне подарили его, когда исполнилось 11 лет. Это было моё первое знакомство с ним. Считаю эту головоломку прекрасной игрушкой и хорошим подарком, развивающим память, мелкую моторику и, конечно же, терпение. Раньше мне было очень интересно, а как же собрать кубик . И вот я стал просматривать видео ролики на ютубе, затем освоил разные виды сборки. Я научился собирать только одну грань кубика, затем одну грань с первым рядом, потом второй ряд. Постигнув сборку кубика 3х3, я не остановился на достигнутом научился собирать 4х4.
В течении года я изучал различные алгоритмы собирания кубика Рубика, и когда достаточно хорошо начал с ними справляться, я принял решение написать исследовательскую работу, которая бы познакомила ребят с правилами сборки кубика и рассказала им о том, как это интересно и увлекательно.
Актуальность работы: Кубик Рубика - это один из видов головоломок. Решение головоломок развивает память, воображение, находчивость, сообразительность, наблюдательность, логическое мышление, пространственное воображение, моторику пальцев, координацию, усидчивость.
Всё это помогает усваивать предметы математического цикла, прививает новые навыки, расширяет круг общения, повышает коммуникативные способности детей. Это то, что так необходимо ребенку в нашем современном мире.
Цель работы: Понять и научиться собирать кубик Рубика.
Для этого надо решить следующие задачи:
1) изучить материал из различных источников о кубике Рубика;
2) провести сборки кубика по данной теме;
3) проанализировать и систематизировать полученные данные, сделать выводы;
4)Провести анкетирование и мастер-класс.
5) оформить исследование в виде презентации;
6) выступить с презентацией на школьной научно-практической конференции;
7) заинтересовать других ребят своей работой.
Гипотеза: Если я изучу различные алгоритмы сборки, то научусь собирать кубик Рубика.
Объект исследования: кубик Рубика.
Предмет исследования: механическая головоломка, суть и возможности сборки.
Методы работы исследования:
-
Сбор и анализ информации по выбранной теме.
-
Выбор наиболее интересных фактов о кубике.
-
Проведение сборок.
-
Создание презентации как продукта своей работы.
Этапы работы над работой :
1)подготовительный (поиск и сбор информации);
2) технологический (анализ и обобщение информации);
3) презентативный (создание презентации «Кубик Рубика»);
4) заключительный (выводы о проделанной работе).
На защиту выносится презентация для тех, кому эта тема близка и интересна.
II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
II.I. Раздел теоретический.
Глава 1. Биография Эрно Рубика
Эрно Рубик родился 13 июля 1944 года в Будапеште, в Венгрии. Его отец Эрнё Рубик-старший был авиаинженером на заводе в Эстергоме, мать Магдольна Санто — поэтесса. С раннего детства в Эрно обнаружился крупный дар к наукам. В 1967 году он окончил инженерный факультет технического университета. Затем изобретатель решил сменить ориентиры и стал обучаться на скульптора и дизайнера. Достигнув и на данном поприще больших успехов, Эрно получил профессию архитектора и начал работать в данном направлении.
После многолетнего труда в области строительства и дизайна, Рубик решил попробовать собственные силы в издательском деле – он стал редактором одного из журналов, где публиковались всевозможные занимательные головоломки, загадки, ребусы. В 1974 году им была изобретена вещь – это «Кубик Рубика». В 1983 году ученый и изобретатель создал собственную студию, занимающуюся разработкой и изготовлением логических головоломок.
В настоящее время Эрно Рубик участвует в разработке всевозможных видеоигр, пишет статьи по различным темам архитектуры.
Глава 2. Что такое кубик Рубика и его история создания.
История возникновения Кубика Рубика уходит в 70-е годы прошлого столетия. Эрно увлекался математикой и трёхмерным предметным моделированием, находя его безупречным способом для развития у своих студентов способностей пространственного мышления.
Перед тем как кубик приобрёл свои знакомые 6 цветов, Эрно испробовал множество других вариантов оформления: "раскраску" из чисел или картинок, но всё это было не то. В 1974 году работа над созданием кубика была завершена, сразу же всем стала очевидна особенность кубика Рубика.
Кубик, который выходил с конвейера был собранным по цветам. Но стоило лишь слегка поиграть со свежеиспечённым кубиком, и вернуть первоначальное единообразие было уже крайне сложно. Впервые с этой проблемой столкнулся, что и не удивительно, сам Эрно и привела проблема к неожиданно длительным мучениям. В подобной ситуации и по сей день оказывается всякий, кто пытается впервые собрать эту знаменитую головоломку.
В 1975 этом году Рубик получил венгерский патент на своё детище, но выпуск первой партии головоломок начался только к концу 1977 года.
Глава 3. Механизм
Классический кубик представляет собой куб 3×3×3. Он состоит из 54 граней малых кубиков, составляющих один большой куб. Каждая грань куба состоит из девяти квадратов и окрашена в один из шести цветов: красный, оранжевый, белый, жёлтый, синий, зелёный.
Основа куба — трехмерная крестовина. Центральные кубики окрашены только с одной стороны, с которой видны. Восемь маленьких угловых кубиков окрашены с трех сторон. Остальные двенадцать кубиков расположены посередине, окрашены только с двух видимых сторон. 26 кубиков назвать кубиками можно лишь условно, все они имеют разные выемки.
Глава 4. Схема сборки кубика 3х3
Различные системы сборки позволяют по-разному подойти к вопросу.
Существует несколько схем, позволяющих новичкам довольно быстро научиться складывать кубик Рубика. Вот одна из них:
1. Для начала нужно собрать крест, концы которого имеют продолжение на соседних гранях. Универсальной методики нет – все приходит с практикой.
2. Далее нужно завершить всю сторону, на которой был собран крест, и собрать пояс из деталей вокруг нее. Важно проследить, чтобы каждый пояс был одноцветным.
3. Теперь нужно собрать второй пояс и переходить к противоположной стороне кубика.
4. Собираем на этой стороне крест так же, как в самом начале.
5. Завершаем всю сторону.
6. Теперь приводим в порядок углы кубика – делаем так, чтобы цвета на них соответствовали цветам сторон, к которым они повернуты.
7. Остается только правильно повернуть детали, имеющие всего по 2 стороны. Кубик собран.
II.II. Раздел практический.
Глава 1. Виды сборки
|
№ |
Название сборки 3х3 |
Результат |
|
1 |
Ромашка |
|
|
2 |
Белый крест |
|
|
3 |
Жёлтый крест |
|
|
4 |
Жёлтая плоскость |
|
|
5 |
Нижний ряд |
|
|
6 |
Второй ряд |
|
|
7 |
Финальная сборка |
|
|
6 |
4х4 Сборка центров |
Глава 2. Анкетирование
Я провел исследование на актуальность головоломки с помощью анкетирования, в котором участникам нужно было ответить на вопросы.
20 ученикам 6 г класса я задал следующие вопросы:
1.Пытались ли вы хотя бы раз собирать кубик Рубика?
2. Можете ли Вы собрать полностью одну грань?
3. Можете ли Вы полностью собрать весь кубик рубика?
4.Сколько вам лет?
Опрос показал, что 90% испытуемых когда-то пытались собирать кубик рубика, 70% умеют собирать 1 грань или цвет, а 30% умеют полностью собирать кубик рубика.
Глава 3. Мастер-класс
Я провёл мастер-класс в 5в классе, на котором собирали белый крест, белую плоскость. Учащиеся с интересом выполняли сборки и в дальнейшем продолжат остальные виды сборок.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Завершив свою работу, я могу сказать, что всё то, что было задумано, в целом получилось. Я сам научился собирать кубик Рубика. Теперь я могу помогаю овладеть алгоритмом сборки, тем кто хочет научиться собирать кубик. В отличие от компьютерных игр, кубик не вызывает зависимости, а позволяет развиваться и учиться.
Список литературы
1. Дубровский В. Статья «Математика волшебного куба», журнал «Квант» № 8, 1982, стр.22-27,48.
2. Калужнин Л.А., Сущанский В.И.. Преобразования и перестановки.-М.: Наука.Главная редакция физико-математической литературы, 1985 – 160 с.
3. Константинов И. Статья «Венгерский кубик», журнал «Наука и жизнь» № 3, 1981, стр.131-135.
4. Константинов И. Статья «Собрать кубик. Это не сложно», журнал «Наука и жизнь» № 5, 1983, стр.114-119.
5. Сборник материалов московских выездных математических школ под редакцией А. Заславского, Д. Пермякова, А. Скопенкова, М. Скопенкова и А. Шаповалова. М.: МЦНМО, 2009.
6. Ссылки видео на ютуб- канале .