Научно - исследовательская работа «Кубик Рубика»

Научно-исследовательская работа

«Кубик Рубика»

Выполнил: 

В.И. Коротков

Ученик   3 «А» класса

МОАУ «СОШ № 72»

Руководитель:

С.А. Шагеева

Оренбург 2023 г.

Оглавление

Цель работы……………………………………………………………………….3

Объект и предмет исследования………………………………………………...3

Задача исследования…………………………………………………………….3

Гипотеза исследования………………………………………………………….3

Введение………………………………………………………………………….4

История создания кубика Рубика …………………………………..…………5

Виды головоломок на подобии кубика Рубика ……………………….……..6

Анкетирование…………………………………………………………..………..7

Как собрать кубик Рубика ……………………………………………………….8

Самый простой алгоритм сборки кубика Рубика для начинающих …………..9

Мастер-класс………………………………………………………………….….10

Вывод……………………………………………………………………………..11

Список литературы………………………………………………………………12

Приложение………………………………………………………………………13

Цель работы:

Раскрыть секреты кубика Рубика. Доказать, что это не просто игрушка, а сложный математический тренажер. Научить ребят собирать головоломку и привлечь одноклассников к развитию своих способностей.

Объект и предмет  исследования – кубик Рубика и похожие головоломки

Гипотеза исследования:

Есть ли для современных детей альтернатива телефонным играм в виде головоломок, на примере кубика Рубика.

Задача исследования:

Проверить на практике на сколько интересны детям головоломки.

Введение

Сейчас современные дети большую часть времени проводят за играми в мобильных телефонах. Даже на игровых площадках дворов можно встретить детей которые в них играют.

В своей работе я хочу рассказать о полезном развлечении, которое развивает у людей память, внимание, смекалку и мелкую моторику, а именно о головоломке кубик Рубика. Научно доказано что, собирая с кубик Рубика, дети становятся внимательнее, усидчивее и спокойнее. И еще главный плюс - у человека, который справился с кубиком Рубика и собрал все его стороны, заметно повышается самооценка и уверенность в собственных силах.

У меня кубик Рубика появился, когда мне было 8 лет. Чтобы правильно собирать кубик, я просмотрел много информации о различных способах сборки  кубика Рубика, и выбрал для себя, как мне показалось, самый простой. Этот способ состоит из определенного алгоритма, который я изучил и запомнил. С изучением мне помогал папа.

В своей работе я хочу подробно рассказать об одной из самых популярных головоломок  в мире и научить одноклассников собирать кубик Рубика.

1 История создания кубика Рубика

История кубика Рубика началась в марте 1970 года. Эрно Рубик увлекался  геометрией и трёхмерным предметным моделированием. По одной из версий кубик Рубика изначально создавался как учебное пособие. При помощи него Рубик пытался втолковать студентам основы математической теории и развить  у своих студентов способность пространственного мышления.

Вначале игрушка представляла собой набор из 27 деревянных кубиков с разноцветными гранями. В дальнейшем пришлось отбросить все лишнее. 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.

В качестве первоиспытателей головоломки выступали друзья Рубика и студенты подведомственной Академии.

В 1975 году Рубик получил патент на свое изобретение.

Успеха кубик Рубика добился в 1980 году, когда лицензию на его производство купила компания Ideal Toy Corporation (именно она дала головоломке имя Rubik’s Cube (кубик Рубика)). В дальнейшем это название закрепилось в большинстве языков мира.

2 Виды головоломок на подобии кубика Рубика

Знакомство с головоломкой, как правило, начинается с кубика Рубика 3х3, это и есть самая популярная головоломка, она хорошо знакома и детям, и взрослым. Потратив определенное количество времени, каждый новичок может научиться собирать классический кубик с цветными гранями, для это необходимо выучить лишь несколько несложных алгоритмов. Успех вызывает еще больший интерес и желание дальнейшего совершенствования. 

Помимо классического кубика Рубика 3х3 есть и другие виды головоломок. На сегодняшний день их существует огромное количество, они различаются по форме и размеру.

У меня дома есть три варианта головоломок: традиционный кубик Рубика 3х3, пирамида и миниатюрный кубик (Приложение 1).

Самыми необычными являются следующие головоломки      (Приложение 2):

- шестереночная головоломка

- скваер

- зеркальный кубик необычной формы

- мастер морфикс 6х6

- мастер пирамида

- аксель-куб 3х3.

Несмотря на их формы, собирать их не сложно. Для всех подобных головоломок нужно знать определенный алгоритм. Сам я никогда такие головоломки не собирал, но хочу попробовать.

3 Анкетирование

Для того чтобы понять насколько известен кубик-Рубина школьникам, я провел анкетирование среди одноклассников. Ребятам нужно было ответить на следующие вопросы (Приложение 3):

1. Знаете ли вы что такое кубик-Рубика?

2 .Пытались ли вы хотя бы раз собирать кубик-Рубика?

3. Можете ли Вы собрать полностью одну грань?

4. Можете ли Вы полностью собрать все грани?

5.  Хотели бы Вы научиться полностью собирать кубик-Рубика?

В анкетировании приняли 21 человек. По итогам анкеты, я сделал вывод о том, что многие из ребят знакомы с головоломкой. Несколько человек умеют собирать одну сторону. И всего два одноклассника могут  полностью собрать  кубик Рубика.

4 Как собрать кубик Рубика

Собрать кубик Рубика можно огромным количеством последовательных поворотов сторон. Любой желающий может научиться  его собирать. Для этого на просторах интернета есть большое количество обучающего видео. Для тех кто не хочет пользоваться интернетом, можно приобрести обучающую литературу в книжном магазине. Также при покупке головоломки в некоторых из них уже есть брошюра с подсказами по сборке кубика Рубика.

Кубик Рубика на столько популярная головоломка что существует даже Всемирная организация Кубика– некоммерческая организация, которая организовывает соревнования по его  скоростной сборке.

Участвовать в соревнованиях по скоростной сборке кубика может каждый желающий. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте организации и прийти в указанный день и указанное место.

Самая быстрая сборка кубика Рубика 3х3 в настоящее время составляет 3,47 секунды. Этот мировой рекорд был установлен в 2018 году Юшенгом Ду. Он сократил на 0,75рекорд Феликса Земдегса, но и ему, и всем остальным рекордсменам, есть куда расти – специальный робот собрал кубик 3х3 всего за 0,38 секунду.

5 Самый простой алгоритм сборки кубика Рубика для начинающих.

Вот самый простой способ собрать кубик Рубика который я изучил и которым я хочу поделиться с ребятами:

Собираем ромашку (произвольным вращением сторон) – по середине желтый цвет, вокруг него белый крест.

Собираем правильный крест – сопоставляем по цвету ребра на кресте и центры сторон и переворачиваем на белую строну

С помощью техники «пиф-паф» (правой рукой) –собираем первый слой с белой стороной.

С помощью техники «пиф-паф» (правой и левой руками) собираем второй слой кубика.

Собираем крест на желтой стороне – поворачиваем фронтальную сторону (которая смотрит на нас) по ходу часовой стрелки на 90⁰ делаем 1 раз «пиф-паф» правой рукой, возвращаем фронтальную сторону на место (поворот на 90⁰ против хода часовой стрелки). Этот алгоритм делаем до получения  желтого креста.

Выставляем все углы по своим местам – с помощью техники  «пиф-паф» сначала правой рукой 3 раза, потом левой 3 раза, и так до получения положительного результата.

Переворачивае кубик желтым крестом вниз, с помощью технии «пиф-паф» собираем желтую сторону.

Переворачиваем кубик желтой стороной вверх и окончательно собираем кубик Рубика – с помощью техники «пиф-паф» 1 раз правойрукой, 1 раз левой рукой, 5 раз правой рукой, 5раз левой рукой.

Кубик Рубика собран!

6 Мастер-класс

Я начал изучать секреты кубика Рубика с 8 лет. Изучив алгоритм, я научился собирать головоломку. Среди одноклассников я проводил мастер-класс. Мы с ребятами собирали кубик на время (Приложение 4).

Мой результат: кубик 3х3 за 2 мин 47 сек

Мини кубик 3х3 за 12 мин, но мой рекорд 7 сек

Результаты Вани Есипова: кубик 3х3 за 32 сек

Результаты Ромы Ливицкого: кубик 3х3 за 26 мин

Заключение

В данной научной работе я узнал историю появления кубика Рубика, изучил несколько алгоритмов сборки,  также узнал о многих различных головоломках на подобии кубика.  Я сделал вывод, что многим ребятам интересно собирать головоломку. Чтобы скоротать время не обязательно сидеть в телефоне, достаточно иметь такую головоломку как кубик Рубика. Такие занятия развивают моторику, память и внимание. Это лучшая головоломка для взрослых и детей.

Приложения

Приложение 1

Приложение 2.

Приложение 3.

Приложение 4.

Скачано с www.znanio.ru