“阅读 求知 超越” 六年级学生讲坛第三讲:《手与脑的碰撞——魔方》
2020年12月2日星期三下午,在北京师范大学实验小学A楼5层报告厅,不时响起热烈的掌声和敬佩的赞叹声。“阅读 求知 超越”六年级学生讲坛第三讲《手与脑的碰撞——魔方》正式开讲。主讲人是2015级1班的申翛然。
本次讲坛从魔方的起源开始,介绍了魔方的材料与种类、魔方的世界纪录、魔方与大脑、魔方-展开想象的翅膀、我与魔方的故事,到最后教你一招,共有七个部分。
第一部分 魔方的起源
魔方(Rubik's Cube)又叫魔术方块,也称鲁比克方块,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增强空间思维能力的教学工具。
第二部分 魔方的材料和种类
魔方主要有两种材质:第一种是贴纸魔方,贴纸魔方只有在最外一层才有颜色,里头大多数为黑色,这种魔方颜色鲜艳但不耐用,适用于新手。第二种是塑料魔方,魔方整个方块都是有颜色的,它的颜色并没有贴纸魔方鲜艳,但交接处比贴纸魔方更自然。
目前市面上常见的有4大类魔方,分别为二阶魔方、三阶魔方、四阶魔方、异型魔方。二阶魔方,是一个没有棱块的三阶魔方,是全世界最容易还原的魔方,但也有着非常多的变化。三阶魔方是最常用的魔方之一,一般学习魔方的第一课,老师都会教他们还原三阶魔方。三阶魔方要比二阶魔方多一个动脑的环节。比如,什么情况要用a公式还原,他要怎么样把它变成用a公式可以还原的样子,这样就可以锻炼他们的空间想象力和思维。四阶魔方,对很多人来说都是一种挑战,不过如果你把它分成几步,就会发现它其实并不难。先还原六面中心然后还原2—3层,再还原顶面,最后还原顶层。四阶魔方的还原步骤相当于:先变为三阶魔方,然后做出一面一层,再把二层还原(四阶魔方是二层和三层,这里只是相当于三阶魔方的二层),最后还原顶面。异形魔方种类很多,包括五魔方、粽子魔方、金字塔、斜转魔方、圆柱魔方、镜面魔方、足球魔方、变换金刚魔方和SQ1等。
第三部分 魔方的世界纪录
说到魔方的世界纪录,就不得不提三个人,他们是杜宇生、大公园和菲神。杜宇生,以3.47秒的成绩打破了三阶魔方复原的世界纪录,勇夺世界魔方运动的冠军,并成为世界上第一个三阶魔方速拧进入4秒的选手。三阶魔方世界纪录保持者大公园,美籍韩裔,被称为高阶之神,因为他在高阶魔方方面无人能敌,独揽三单、四盲、五速、五盲、六速、七速等世界纪录。菲神,菲利克斯·曾姆丹格斯(Feliks Zemdegs),被称为菲神,1995年12月20日出生于澳大利亚墨尔本,是魔方界的天才,曾连续多次刷新多个魔方项目上的世界纪录,是一位全能的魔方选手。
第四部分 魔方与大脑
人们在复原魔方时,第一步,也是最重要的一步就是观察魔方。这个时候用到的是大脑中负责视觉加工的枕叶,他们会仔细观察,分析手里魔方的空间特性,同时回忆可能用到的公式。在回忆公式时,大脑中的顶叶和海马必不可少,他们分别负责空间想象和空间记忆。想好公式后,他们的额叶就出场了,它跟执行控制计划有关,通过运动区调动双手开始执行计划。整个魔方复原的复杂工作就是通过这些脑区相互配合协调,共同完成。在那些魔方高手的反复练习中,脑区的功能不断获得锻炼。
第五部分 魔方——展开想象的翅膀
魔方只有26个小方块,变化可真是不少,总的变化数约等于4.3×1019。如果你1秒转3下魔方,不计重复,你也需要转4542亿年,才可以转出魔方所有的变化,这个数字是目前估算宇宙年龄的大约30倍。这可是十分惊人的!不仅如此,魔方还可以拼很多种东西,有很多新奇玩法。有人拿魔方做过各国国旗,有人拿三阶魔方做成“I love you”,也有人用高阶魔方做各个动漫人物。其实,魔方还有更多种玩法等待着人们去发掘。
第六部分 魔方的魅力
玩魔方能培养人们各方面能力。比如,魔方的多种玩法可以培养想象力;还原魔方前或在研究各种各样新奇玩法时,都需要仔细观察,能培养观察力;在学习魔方过程中还有很重要的一点,需要静下心来仔细思考,可以很好锻炼耐力;还原魔方需要长期反复练习,遇到挫折也要坚持下去,可以增强毅力;玩魔方过程中,需要记住各种变化对应的公式,需要把整个魔方的所有细节都记下来,可以锻炼记忆力;还可以锻炼手速和反应速度。另外,申翛然还分享了他玩魔方的故事。他还原三阶魔方从最初的20分钟,到最快26秒。这告诉我们大家用刻苦的练习是将最初的兴趣转化为看家本领的必经之路。
第七部分 教你一招
在最后环节申翛然给大家透露了一个小妙招,练习魔方可以用cstimer软件练习,它会给你一串打乱公式,按公式打乱后就会发现你的魔方跟软件图示中的图案一样,你就可以开始还原了。
申翛然同学带着我们进入了魔方的玄妙世界,手脑并用,切换自如。全体同学也跃跃欲试,开始互相挑战还原魔方的记录。
本学期开学后,因为疫情防控的要求,大家在学校不能聚集,不能到外面活动。在这次讲坛上,六年级的老师们提出了好办法,建议大家把魔方带入课间活动中。同学们的课间活动有了新花样,还掀起了轰轰烈烈的魔方竞赛。
整个演讲内容充实,展现形式多样,充满“打破砂锅问到底”的探索精神,受到同学们热烈欢迎。最后由学校领导吴建民校长为演讲者申翛然同学颁发了荣誉证书以资鼓励。本次学生讲坛在校方地大力支持和老师们地精心指导下,取得圆满成功。
撰稿:刘若渊 夏秀棨
摄影:赵娈书 曲泽荣
供稿:黄佩芬