魔方你都能轻松玩转，还怕学不好数学？_果壳网_传送门
魔方你都能轻松玩转，还怕学不好数学？
【线上分享会.回顾】No.6 轻松玩转魔方，学好数学还难吗？主讲人：小圆老师主讲人介绍：世界魔方协会中国区官方代表；参与主办国内30余场世界魔方协会认证的魔方赛事。嘉宾：孙虹烨《最强大脑》第二季人气选手孙虹烨魔方品牌创始人下期预告：如何带小朋友做科学实验？线上免费分享，详情请见文末~~魔方的祖国是匈牙利。上课时，总有很多学生特别肯定的认为魔方是中国人发明的，看来小朋友的民族自豪感还是很强大的……其实匈牙利有三个特别伟大的发明：圆珠笔，安全火柴和魔方。发明魔方的人叫厄尔诺o鲁比克，出生于1944年的鲁比克教授今年已经71岁高龄了，他目前生活在匈牙利布达佩斯，偶尔到各个国家度假享受生活。——没错发明魔方的人还活着！魔方也只有短短41年历史。1974年，在布达佩斯大学，建筑学教授鲁比克先森制作了一个教具，他想用这个教具来增加学生们的空间想象能力。当他把这个涂了颜色的小东西打乱之后发现并不是那么好复原，于是他意识到了这个小东西是会让很多人产生兴趣的呀！他迅速的为这个发明申请了专利，接下来，他升职加薪，当上总经理，出任CEO，迎娶白富美，走上人生巅峰。这是真的，有江湖传言，鲁比克教授因为发明了魔方，成为了匈牙利首富。很快，魔方在全世界备受追捧，全世界最畅销的10大玩具里肯定有魔方。有数据统计说魔方的全球总销量是4亿个（哈哈哈哈，他一定没算中国的山寨版魔方卖了多少）……我大概就赶上了魔方第一次在中国火热的大潮。小时候去哥哥家玩，就玩哥哥的魔方。真有趣啊，那时候我大概3岁，即便过了20多年，我依然特别清晰的记得那个冬天的下午，我在哥哥家的沙发上坐了一个下午，专心致志的玩魔方，直到我妈叫我吃饭，我才依依不舍的放下魔方走到餐桌前。所以在我的世界，魔方能排第二重要（第一重要的还是吃吃吃……现在提起魔方这个词，已经不是单独一种玩具的称呼了，魔方已经变成一个很大的种类。有特别多种玩具都叫魔方。我们最常见的这种3*3*3的魔方，据说曾经叫做正六面体三等阶魔方，简称三阶魔方。同样的道理还有二阶魔方、四阶魔方、五阶魔方、六阶魔方、七阶魔方等等。目前世界上最高阶的魔方是22阶魔方。这款魔方的零件是由3D打印机打印完成的。如果大家路过玩具店，会看到很多种奇奇怪怪的魔方。我们叫做异形魔方。球型魔方小伙伴收藏的魔方我的爱好之一就是收藏好看好玩的魔方。当然我只能在我的有限的能力范围之内买一些不是那么特别贵的魔方。我有一些土豪朋友，不仅买了很多魔方，还做了很多专门放魔方的柜子。然后买了个房子来展示这些收藏。像下面这个图这样。膜拜土豪！目前wca认证的三阶魔单次还原的世界纪录是5.25秒。由美国选手Collin Burns创造。给大家看一下世界纪录：中国也有很多魔方高手，参加今天分享的就有其中一位：孙虹烨，参加《最强大脑》第二季晋级赛中以91分高分完成《魔方工厂》项目，顺利晋级中国战队。他今天的任务是教会大家如何在家里面和孩子一起自学魔方。下面有请孙老师为大家讲解：玩魔方有什么好处魔方是一个特别适合爸爸妈妈和小朋友一起互动的项目。在我很多的教学工作中发现，一开始小朋友上魔方课，是爸爸跟着来的，第二节课，妈妈也来了。最后几节课干脆爷爷奶奶姥姥老爷全家人一起都来了。一问为什么，他们说：孩子他爸拼的太快了，我们来跟着学一下，回去PK过他。真的是这样的，一个孩子学魔方，一家子受益，爸爸妈妈和孩子一起玩魔方PK，氛围超级好。但是呢，现在人们有很多对魔方的误解，比如玩魔方需要记公式，比如魔方仅仅只是一个玩具。但是其实，魔方并没有那么简单。我们来看两季最强大脑有六个个魔方项目，最强大脑是一个“让科学流行起来”的科学严谨的综艺节目，一个玩具六次登上最强大脑的舞台，魔方的魅力可见一斑。手眼脑协调。上面小圆放的世界记录的视频，5秒钟，我们还没看清楚魔方就已经复原了。全过程选手都没有停顿。这就需要我们手眼脑的协调，手在转着，眼睛在找着，脑子在思考着，一刻都不挺。并且魔方需要很强的逻辑思维，这是左脑，需要对颜色的快速反应和敏感，这是右脑。一个小小的玩具，左右脑就都锻炼了。 提高孩子的专注力和执行能力。我见过最小的玩魔方的孩子是2岁多，20多秒复原。所以年龄并不是影响孩子学不会魔方的基本因素，那什么才是呢？是专注力和执行力。小孩子学不会玩魔方只是因为他的专注力还够。其实魔方并不难，只要按照老师的方法一步一步做下来就好了。所以孩子通过一段时间的魔方学习，最直观的改善就是他坐得住了。并且回家也远离ipad，手机整天抱着个魔方转。提高孩子的记忆力，学习记忆方法。高级方法需要记住119条基本公式，这时候我们就会教孩子一些记忆方法。一条公式由20多个英文字母和一个图形组成，如果一个孩子119条公式都能记住并且灵活运用，还怕他记不住英语单词吗？！教会孩子如何学习。上面小圆分享了很多异形魔方的照片，但其实很多魔方的原理都是相通的，比如会了三阶魔方以后，很多魔方就都可以玩了，这跟我们的数学特别相似。数学就是老师讲一道例题，然后变形以后，再让孩子做，魔方也用到了这样的变形的思想。我是学数学专业的，魔方其实就是一个一个的模型，完全可以应用到平时的生活学习当中。最后一点预防老年痴呆。各个年龄的小朋友大朋友都可以来玩魔方。魔方中的一些数学知识魔方中的数学问题主要涉及组合数学、线性代数、群论。关系最密切的是群论。如果你尝试着玩过魔方，你会发现，无论怎么转动，想要在魔方上造成单个2循环（2个棱块单独交换位置，或者是2个角块单独交换位置）是不太可能的。这就需要从数学的角度来解释这个问题啦。简单来说，群泛指具有类似性质的事务的集合。群论是由德国数学家迦罗瓦在研究高次代数方程求解的问题中创立的。群论是在实践中发展起来的，从本质上说，它是对对称性的一种抽象描述，而对称性又是宇宙中许多事物的共同特性，因此群论创立以后，在物理、化学、生物等许多科学中获得了广泛的应用，并取得了许多非凡的成就。魔方被发明以后，魔方的结构、旋转特性、甚至单独块的循环换位，正是对群论的许多基本概念和定理的最好诠释。通过魔方来学习群论，会让理论的变得具体，不在抽象难懂。反过来，在群论的指导下，魔方六面的还原也会变得有规律可循，容易掌握，不在高深莫测、难以捉摸。即使是对数学不敢兴趣的纯粹魔方玩家，对魔方中的数学有一定的了解，也会提高他玩魔方的技巧和熟练程度，有助于对魔方更深层次的理解。我在给学生上课的时候，讲到最多魔方和数学的直接联系就是魔方的变化总数：三阶魔方总的变化数为43,252,003,274,489,856,000。或者约等于4.3X10^19。那么这个数字是怎么算出来的呢？其实就是分别算出棱块角块的状态，然后在减掉对称结构中重复出现的状态。当然这些都是比较高年级的学科内容，给小朋友讲课的时候我们会用一些最简单的生活中能遇到的问题打比方，指导学生用数学的办法去算某个步骤的情况总数，再用公式结合指法进行优化。平时不喜欢数学题目的小朋友，也会愿意拿起笔来写写算算，毕竟，玩总是最开心的事情嘛。我的有些学霸小伙伴还喜欢尝试更加非人类的玩法，用软件模拟器来求解四维魔方，看起来就是这个样子的。在二维空间中展示四维魔方的样子。大家都知道，目前的大部分魔方是塑料制成的。那么工业化生产就需要开模，这就需要一定的产量来分摊模具成本。有些结构复杂，需求量小的魔方怎么玩呢？要么就是手工制作，要么就像那个四维魔方一样用软件模拟器来玩。啊，直到3d打印技术出现。简直是我们烧钱的福音呀~互动环节问：玩魔方和数学能力之间有联系不？玩魔方和数学能力的关系，其实是相辅相成的。数学能力好，对魔方结构理解都会更清晰。问：6岁的小朋友可以学了吧，一定要到魔方学校吗？有个环境很重要，好多小朋友都是在幼儿园或者学校上了魔方课，然后一群小伙伴叽叽喳喳的一起学习。这样他会不服输，自己会更努力。如果是一个小朋友，可以先让他试试拼几个指定的块，或者先拼一个面。慢慢来，由浅入深的就会觉得魔方有意思了。问：孩子学魔方要从从三阶开始吗？二阶不可以吗？从三阶开始就可以了，我们倾向于从三阶魔方开始学习，因为三阶魔方是比较基础的，当然从二阶魔方学习也未尝不可。问：魔方的各种旋转就是群论中的变换。那请问快拧是否就是要记住大量的变换乘积？没那么复杂，但是我会转换成公式来帮助记忆，变换乘积的表现形式就是我们说的公式，但这是高级方法里面才涉及的。刚开始学魔方可以类比小时候学语言，刚开始学语言的时候我们一开始并不知道“爸爸妈妈”的称呼是什么意思，后来使用多了，就理解了。玩魔方也是一样的，是一个深入浅出的过程。刚开始玩魔方我们先把手法告诉孩子，让孩子练熟，锻炼的过程就是理解的过程，通过一定时间的锻炼，就知道为什么要使用公式，后来就可以达到不使用公式的程度。好多小朋友理解的比较好以后还会自己总结自己的小方法，特别棒。问：记公式玩有点“知其然而不知其所以自然”的感觉，没体会到魔方的真谛是这样吗？有点这样的感觉，就像小朋友背古诗，在他很小的时候，他不明白那些诗词的具体含义。但是当他有一定的人生阅历的时候就会豁然开朗。魔方也一样，先学，然后在练习的基础上就会明白，搜迪斯奈。问：好奇打印出来的四维魔方，是四维的三维投影吗？答：就像我们在纸上画立方体。说到这个想到了，之前小伙伴做的四维12面体模型。本文由删改，完整版请戳【阅读原文】下期预告小朋友面对奇妙世界的问题，有时并不是几句话，或者几本书能解决；亲自动手“证明”下，更加方便孩子们理解。但是，问题来了！我对物理/化学/生物不擅长，怎么办？我家没有专业的设备，怎么办？实验是不是很危险？实验只能在实验室，跟着老师做？当然不是，带小朋友做实验是一件很有趣的事情。主讲：史军讲师介绍：植物学博士，果壳阅读策划人。著有《植物学家的锅略大于银河系》、《大嚼科学.大豆的N种死法》等书。主题：如何带小朋友做科学实验？时间：11月5日（周四）14:00-15:30参与方法：1.入群请先加主页菌微信，说明亲子课家长（微信号：），邀请您入群。2.在10月15日14:00前，打开【果壳阅读科学亲子课堂】微信群，准备参与老师直播的线上分享就好啦。3.我们欢迎家长将老师分享的内容，扩散到更多群里，如转播请联系主页菌。时间安排：14:00-15:00 线上分享以老师主讲，请在线的家长尽量不要打断15:00-15:30 回答家长提问如有家长赶不上直播，果壳阅读公众微信会在次日推送分享全部内容。每周四，线上见！科技 文化 幻想人类写给宇宙的诗篇微信号：gk_reading
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