В исследовательской работе ученик изучил теоретический материал о кубике Рубика, научился собирать его и разные виды головоломок, устраивал мастер-классы для учеников начальной школы для знакомства с ними. Заинтересовал детей других классов. Совершенствовал свое время сборки головоломок.
Вложение | Размер |
---|---|
issledovatelskaya_rabota_kubik_rubika_-_gimnastika_dlya_uma.docx | 696.02 КБ |
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«ПЕРВОЕ ОТКРЫТИЕ»
Автор: Бураков Егор, ученик 4 А класса
«Кубик Рубика – гимнастика для ума»
Руководитель:
Сакерина Елена Алексеевна, учитель начальных классов
Ижевск
2021 г.
Содержание
3.1 Анкетирование
3.2 Мастер-класс
3.3 Выводы по практической части.
Введение
Сейчас все больше и больше времени дети проводят за компьютерными играми (телефон, планшет, компьютер). Эти игры настолько увлекают ребят, что они уже не могут без них жить.
В своей работе я хочу рассказать о других развлечения. Это головоломки. Я познакомлю вас с кубиком Рубика, который заинтересовал меня своей популярностью.
О кубике Рубика знаю не понаслышке. Мне подарили его, когда исполнилось 8 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 быстро все грани и еще на скорость. И вот я стал просматривать видео ролики на ютубе, затем освоил разные комбинации: «пиф-паф», …. и т.п. 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 кубики 2х2, 4х4, 5х5. А потом решил заняться сборкой кубиков Рубика и сборкой других механических головоломок.
Мне захотелось привлечь к этому одноклассников. Я стал тренироваться собирать на время.
Долгое время я изучал различные алгоритмы собирания кубика Рубика, и когда достаточно хорошо начал с ними справляться, я предложил своей учительнице Елене Алексеевне создать проект, который бы познакомил ребят с правилами сборки механических головоломок и рассказал им о том, как это интересно. Так родилась идея исследования «Кубик Рубика – гимнастика для ума». Совместно с моим учителем, я провел опрос в своем классе 4А и в классе 3Б, выявляющий интерес к этой головоломке. Вместе с Еленой Алексеевной в рамках проекта я планирую провести соревнования по скоростной сборке кубика Рубика среди всех желающих школьников в гимназии № 83.
Актуальность темы:
Головоломка - гимнастика ума. Решение головоломок развивает память, воображение, находчивость, сообразительность, наблюдательность, логическое мышление, пространственное воображение, моторику пальцев, координацию.
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 исследования – показать, что кубик Рубика не простая детская игрушка, а сложнейший математический тренажёр.
Задачи работы:
1. Изучить историю создания кубика Рубика;
2. Научиться определять различные виды головоломок и самому их собирать;
3. Познакомить ребят с алгоритмом сборки кубика Рубика;
4. Провести анкетирование и мастер-класс.
5. Сделать вывод.
Итак, выдвигается гипотеза: можно ли самостоятельно, с помощью обучающих сайтов по сборке кубика Рубика, научиться собирать его. Если я сам научусь собирать кубик Рубика, то смогу научить и других.
Предмет исследования: сборка разных головоломок Рубика.
Объект исследования: кубик Рубика.
Методы исследования: анализ, синтез, обобщение интернет-источников и научной литературы.
Практическая значимость исследования - научиться собирать разные виды головоломок Рубика, улучшить время сборки, заинтересовать учащихся нашей школы.
2.1. Биография Эрно Рубика
"Если вы любопытны, вы найдёте головоломки вокруг вас. Если вы решительны, вы их решите". Эти слова сказал Эрно Рубик.
Эрно Рубик родился 13 июля 1944 года в Будапеште, в Венгрии. 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 (Ernő Rubik) участвует в разработке всевозможных видеоигр, пишет статьи по различным темам архитектуры.
2.2. Что такое кубик Рубика. 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.
2.3 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.
2.4. Способы сборки головоломки
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.
Теперь и вы можете научиться решать одну из самых популярных головоломок в мире. В этом вам поможет универсальная схема кубика Рубика.
В обучении мне очень сильно помогают видео уроки Максима Чечнева и Евгения Бондоренко.
С момента изобретения кубика Рубика было придумано немало аналогичных головоломок, порой очень занятных, красивых и необычных (смотреть приложение)
1.Кубик Рубика для слепых
2.Мегаминкс
3.Петаминкс
4.Зеркальный кубик
5.Скваер, или неправильный кубик.
2.6 Первый всемирный чемпионат по спидкубингу
Первый чемпионат мира состоялся в 1982 году в Будапеште.
В нем приняли участие представители 19 стран – победители в национальных чемпионатах. Для решения предлагались три задания.
Засчитывалось лучшее время из трех попыток. От участников соревнования требовалось собрать кубик не более чем за 60 секунд.
1 место - 22,95 секунды, 2 место- 24,32 секунды, 3 место-24,49.
2.7 Выводы по теоретической части
Изучив теорию по теме, я узнал биографию Эрно Рубика. Понял, что из себя представляет кубик и историю его создания. Я познакомился с механизмом классического кубика. Рассмотрел способы сборки, проанализировал виды кубиков и узнал о всемирном чемпионате по спидкубингу.
3. Практическая часть
3.1. Анкетирование
Я провел исследование на актуальность головоломки с помощью анкетирования, в котором участникам нужно было ответить на вопросы.
Вопросы анкеты.
Участвовало 44 человека. Это учащиеся 4«А» и 3«Б» классов.
3«Б» класс
4«А» класс
По итогам работы с анкетой мне удалось выяснить:
Вопросы | 3 «Б» класс | 4 «А» класс |
1.Кто придумал кубик? | Большинство детей ответило верно, что это Рубик и многие знают названия головоломок. | Многие понятия не имеют, кто это, мало кто знает, как называются головоломки |
2.Как называются эти головоломки? | ||
3.Умеешь ли ты собирать головоломки? Какие? (написать названия) | Дети в 3 классе плохо знают названия головоломок и не умеют их собирать. | Дети 4 класса много написали разных головоломок и возможно умеют их собирать. |
4.Умеешь ли ты собирать 1-2 грани? | Многие ребята умеют собирать 1 – 2 грани | |
5.Умеешь ли ты собирать весь кубик? | Очень мало детей умеют собирать весь кубик. |
Вывод: Анкетирование показало, что кубик Рубика актуален среди детей! Мало кто умеет собирать полностью кубик, не знают, как это сделать и хотят научиться!
3.2. Мастер класс с одноклассниками
Я провел мастер-класс по сборке кубиков в нашем классе. Многие мои одноклассники приобрели кубик, и мы часто вместе собираем, учим и учимся друг у друга. Эти занятия очень увлекательны, с одной стороны - они укрепляют нашу дружбу, с другой развивают логическое мышление, пространственное воображение.
Мои занятия получили неожиданное продолжение: возникла идея провести школьные соревнования по спидкубингу.
Мои результаты:
Кубик Рубика 3х3 – 1,35 сек;
Кубик Рубика 2x2 – 43 сек;
Иви куб -17 сек;
Фишер куб – 1,46 сек;
Цилиндр Рубика – 2,48 сек.
Пираминкс 2x2 – 43 сек.
3.3 Выводы по практической части
Моё исследование показало, что данные механические головоломки очень актуальны в нашей школе в 3 Б и 4 А классах. Я делаю вывод, что они актуальны и среди других ребят моего возраста. Так же я узнал, что не все дети умеют собирать их. Мастер-класс в нашем классе помог нам научиться разным видам сборок. Учащиеся других классов тоже хотят научиться. В отличие от компьютерных игр, кубик не вызывает зависимости, а позволяет развиваться и учиться.
4.Заключение
Собирать кубик не только интересно, но и полезно! Это развивает память, гибкость и скорость мышления, помогает быстро оценивать обстановку и принимать решение, развивает усидчивость и способность добиваться результата. При сборке кубиков нужно знать и применять большое количество алгоритмов, правильно выбрать необходимый в нужной ситуации и перейти к выбору следующего алгоритма в тот момент, пока выполняется текущий.
Мне сборка кубиков помогает снять психологическую нагрузку за день, и я получаю массу удовольствия, собирая кубик снова и снова.
Я увлекаюсь сборкой кубиков всего полгода. За это время я собрал коллекцию головоломок: кубики Рубика 2х2, 3х3, 4х4; Скьюб; Зеркальный кубик, Цилиндр, Пираминкс, Звезда, Цветок, Иви куб, Мастер Морфикс, Мегаминск, Скрученный кубик, Скваер, Фишер, и другие. В дальнейшем я планирую её пополнять. Все свои головоломки я с легкостью умею собирать.
Закончив свою работу, я могу сказать, что всё то, что было задумано получилось. Моя гипотеза подтвердилась. Я сам научился собирать не только классический кубик 3х3, но и кубик 5х5, и еще 10 похожих головоломок. Я могу помочь тем, кто ещё не овладел алгоритмом сборки, но очень хочет научиться собирать. Куб не имеет минусов, поэтому я считаю, что это одна из лучших головоломок, как для ребенка, так и для взрослого! И это действительно сложный математический тренажер.
Перспективы:
1. Изучение новых способов сборки и создание своего.
2. Проведение мастер-классов по сборке кубика Рубика.
3. Совершенствование в спидкубинге.
4. Освоение новых головоломок, аналогичных кубику Рубика.
5. 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.
Виды кубиков Рубика
Кубик Рубика для слепых
Основная идея такого кубика — использовать вместо цветов различные фактуры, вроде металла, дерева, пластика, резины, камня, ткани… Человек может не глядя на такой кубик почувствовать «рисунок» на его гранях и сложить его.
Мегаминкс
Кроме стандартного мегаминкса существуют головоломки- с аналогичным устройством, но с большим количеством слоёв, подобно тому как кроме обычного трёхслойного кубика Рубика есть 4x4x4, 5x5x5 и т.д. Такие головоломки называются гигаминкс, тераминкс, петаминкс.
Петаминкс
Петаминкс — самая сложная головоломка
из существующих аналогов кубика Рубика.
Она из состоит из 12 разноцветных граней,
каждая из которых представляет собой
пятиугольник с девятью слоями. Для создания
этого кубика было потрачено 75 часов. Только
представьте, сколько времени уйдет на его
решение.
Зеркальный кубик
В нем совсем нет цветов, все фрагменты отличаются только размером, а кроме этого, их внутренние поверхности зеркальны.
Скваер, или неправильный кубик
Из состояния слева на фото необходимо сложить кубик именно «в форму кубика».
Интересные факты о кубике Рубика
«Яндекс» открыл доступ к нейросети "Балабоба" для всех пользователей
Сказка об одной Тайне
Эта весёлая планета
Фильм "Золушка"
3 загадки Солнечной системы