中小学（三阶魔方的复原）校本教材.docx

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前言

魔方一估计绝大多数孩子都知道或者玩过这个玩具。

在我们小时候，魔方被认为是能够开发智力的玩具。知道怎么样将魔方复原的孩子，肯定是令人羡慕的“小神童”。

其实，魔方不仅仅是一种玩具，更是一项了不起的发明。中国人发明的“华容道”,法国人发明的“独立钻石”和匈牙利人发明的“魔方”,被称为智力游戏界的三大不可思议。社会学家根据魔方对人类的影响和作用，将魔方列入上个世纪对人类影响较大的100项发明之一，世界排名第七。还获得了“1980年最佳游戏发明奖”和“最有教育意义的玩具”。

魔方最初是由匈牙利的一位名叫鲁比克的建筑学教授发明的，他是于1974年夏天研制出来做教具的，随意转动了几下却发现无法被还原，他花了好几个星期的时间去研究各方块的位置关系，最后才使魔方恢复了原状。他认为这实在是一种很有教育价值的智力玩具，于是，写下了这种玩具的详细说明，第一批商品魔方于1977年在匈牙利问世。于是，魔方迅速成为了风靡全球的时尚玩具。

三十多年来魔方用她独有的魔力征服了全世界，并以惊人的销量成就了玩具界史无前例的奇迹。现在魔方正以益智、健身、健脑的特点被人们重新认识，并进入了我们的休闲领域。魔方不仅仅是益智玩具，也是一种教学用具、一种运动用品，玩魔方更是象征智慧和时尚的休闲活动。魔方由三阶正方体衍生出多个品种，已经形成一系列产品，玩法也由简单的复原，向复合型的手、眼、脑协调运用等多样化竞技运动发展。快速还原、单手还原、闭目还原(盲拧)、最少步还原等等。

魔方有着其它运动所无法比拟的优势，她起点低，体积小、投资相少，不受年龄、场地限制，随时随地，两手有空就可以拿出来转几下。转魔方能锻炼逻辑思维能力、增强空间观念，是不可多得的大脑体育活动，魔方比赛也成了手指灵敏度的竞技比赛，参赛时选手的手指都几乎达到了自己灵敏的极限，这是其他运动所无法替代的。

魔方除了渐渐成为受更多人关注的体育运动外，对它的研究也被引入了诸多的科学研究领域。首先引起的是数学家们的兴趣，魔方首次风靡全

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球时，其最吸引人的是还原问题。因此，当时的数学家们出尽风头。他们根据群论和线性代数等专门的数学理论和知识，借助电子计算机，得到了各种各样的魔方复原方法。而现在的研究和计算机技术的提高，对魔方的研究已大大超过了当时的水平。现在已经可以利用计算机算出每种状态的最简还原方法，不过现在最大的难题是谁也还不知道22或23转的魔方最远状态的样子。

总之，“群论”最先闯入魔方领域，并从根本上支持将魔方上升为一门科学。现在，魔方是人工智能领域的一个重要研究对象。有的人将魔方引入了计算机领域。有的物理学家建立了魔方和粒子物理的关系。也有的化学家通过魔方的变换来使得自己加强对物质的认识。当然，魔方的物理构造也是建筑学方面的优良教具。相信随着了解魔方的人越来越多，魔方还可以被引入更多的科学研究领域，给更多的科研人员以帮助。在英国还出现了第一批魔方理论研究小组，其中数学家DavidSingmaser被誉为魔方大师。

魔方的魅力也在每时每刻吸引着我校的广大学生。应我校广大学生的需求，为开发学生的智力，锻炼学生的思维能力、意志品质、手脑配合能力和手指的灵敏度。同时，也为纠正学生的不良嗜好，培养他们良好的志趣趋向，特编写本教材。

受本人水平限制，教材中存在的不足之处敬请读者谅解。

编者刘海龄

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目录

第一课魔方的产生及发展 1

第二课三阶魔方还原概述 5

第三课三阶魔方的结构及各个面的旋转方法 7

第四课三阶魔方还原第一步：白色架十字(一)复原“白色井字”

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第五课三阶魔方还原第一步：白色架十字(二)复原“白色十字”

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第六课三阶魔方还原第二步：“四面T字” 16

第七课三阶魔方还原第三步：“中棱归位”(一) 21

第八课三阶魔方还原第三步：“中棱归位”(二) 24

第九课三阶魔方还原第四步：“顶棱归位—顶层架十字” 27

第十课三阶魔方还原第五步：“顶棱归位” 30

第十一课三阶魔方还原第六步：“顶层全一色” 33

第十二课三阶魔方还原第七步：“六面还原” 36

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第一课魔方的产生及发展

你知道智力游戏界的三大不可思议吗?它是指中国人发明的“华容道”,法国人发明的“独立钻石”和匈牙利人发明的“魔方”。而魔方受欢迎的程度更是智力游戏界的奇迹。

一、魔方的起源

魔方，又叫魔术方块，也称鲁比克方块(如

图1-1)。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。当初他发明魔方，仅仅

是作为一种帮助学生认识空间立方体的组成和结构

以及锻炼学生的