Практико - ориентированный проект "Алгоритмы в действии"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа № 25»

Практико-ориентированный проект «Алгоритмы в действии»

Исполнитель: Поликарпов Влад, учащийся 8Б класса

Руководитель: Балтаг Ольга Ивановна, учитель математики

Материал подготовлен для выступления на школьной ученической конференции.

Текст защиты.

Здравствуйте! Я – Поликарпов Влад, ученик 8Б класса представляю свою работу «Алгоритмы в действии».

Актуальность выбранной темы.

Головоломки – игрушки на все времена. С самых давних пор умельцы изготавливали подобные забавы, отличающиеся многообразием вариантов решения. Это способ развлечения и возможность развития логического мышления.

В наше время одной из самых распространенных головоломок является КУБИК РУБИКА. Эта казалось бы простая игрушка вот уже более 50 лет продолжает интересовать и детей и взрослых.

Не так давно я увидел в ИНТЕРНЕТЕ видео, на котором кубик Рубика собирали на скорость. И мне очень захотелось самому научиться собирать эту головоломку, узнать побольше о том, как она появилась. Я стал искать различную информацию об этой головоломке и все что узнал изложу в своем проекте.

Объект моего проекта – КУБИК РУБИКА

Предметом проекта – различные алгоритмы сборки головоломки КУБИК РУБИКА.

Цель проекта: узнать алгоритмы сборки головоломки КУБИК РУБИКА и составить пособие по решению головоломки для начинающих.

Задачи:

1. Изучить историю появления головоломки.

2. Собрать информацию о различных способах и алгоритмах сборки кубика Рубика.

3. Составить пособие по сборке, отобрав наиболее простые алгоритмы.

4. Апробировать пособие и научить собирать кубик Рубика своих одноклассников.

5. Презентовать свою работу на школьной практической конференции.

Методы работы:

Теоретические: изучение материалов; анализ и обобщение собранной информации; моделирование; классификация.

Эмпирические: анализ и сравнение.

Этапы работы над проектом

1. Подготовительный

На данном этапе я постарался как можно больше узнать об интересующей меня головоломке.

«Магический кубик» или «Кубик Рубика» – это механическая головоломка, которую изобрел Эрнё Рубикон в 1974 г.

Головоломка представляет собой куб из пластмассы, который составлен из 27 кубиков меньшего размера, способных вращаться. Собрать кубик Рубика – значит добиться того, чтобы каждая грань была определенного цвета.

Когда головоломка получила широкое распространение, стали устраивать соревнования по сборке кубика на скорость. Появились первые чемпионы. Первый официальный чемпионат мира пошел в 1982 году в Будапеште. На нем были представители 19 стран мира, которые уже стали победителями в национальных чемпионатах. На этом чемпионате победил участник из Лос-Анджелеса - Минх Тхай, которому было всего 16 лет. Он показал лучшее время 22,95 секунд. В наши дни последний мировой рекорд сборки традиционного кубика – 4,74 секунды, который продемонстрировал нидерландец Матс Валк в 2017 г.

Существует множество разновидностей данной головоломки

1. Карманный куб – размер 2x2

2. Кубик Рубика – размер 3x3

3. Реванш Рубика – размер 4x4

4. Профессорский куб – размер 5х5

Далее я стал изучать различные способы и алгоритмы сборки кубика. Начал с карманной модели, затем приступил ко второй головоломке – кубик Рубика 3х3.

В оригинальной головоломке зеленый цвет всегда находится напротив синего, оранжевый цвет – напротив красного, а желтый цвет – напротив белого. Одними из постоянных составляющих являются кубики в центе. Кроме центров кубика, постоянными составляющими головоломки также являются и углы. Каждый из восьми углов состоит из трех цветов. И как бы мы не меняли положение деталей в этой головоломке, состав цветов углов в ней неизменен.

Чтобы собрать Кубик Рубика нужно поместить угловые и средние элементы головоломки в соответствии с цветом центрального элемента.

Для того, чтобы разобраться с алгоритмами сборки, которые мне удалось найти в Интернете я познакомился языком вращений, который просто необходим для того, чтобы записать вращение граней кубика. Далее я научился читать алгоритмы, записанные на этом языке.

Вывод: на первом этапе я узнал об истории появления кубика Рубика и познакомился с различными алгоритмами сборки этой головоломки.

Узнал обо всех этапах сборки: сборка креста в верхней грани кубика, правильное составление всей верхней грани, работа над средним слоем, правильная сборка ребер последнего ряда, сборка креста нижней грани, правильное ориентирование углов последней грани кубика.

1. Практический

На втором этапе я на практике стал применять различные алгоритмы сборки. Некоторые алгоритмы были простые и их применение не вызывала особых трудностей. Некоторые были сложнее и чтобы разобраться в том, как они работают, приходилось довольно долго практиковаться. Я до сих пор помню момент, когда мне впервые удалось вобрать кубик Рубика полностью!

Далее я приступил к созданию пособия по сборке для начинающих. Некоторые алгоритмы удалось объединить и облегчить процесс работы с головоломкой. Полученный продукт может быть полезен всем желающим, которые хотят научиться собирать кубик Рубика и держат его в руках первый раз, а также может быть использован для проведения мастер-классов.

Вывод: на втором этапе я научился собирать кубик Рубика и теперь могу помочь всем желающим, которые хотят научиться собирать эту головоломку, с помощью пособия, которое составил, отобрав наиболее простые алгоритмы.

1. Обобщающий

На третьем этапе мы с руководителем проекта апробировали пособие. Нам удалось научить собирать кубик Рубика некоторых моих одноклассников. Теперь мы можем проводить мастер-классы по овладению техникой сборки для всех желающих.

Я постоянно совершенствую технику сборки кубика Рубика. Мой личный рекорд 33 секунды.

Разрешите продемонстрировать мое умение: (собираю кубик Рубика)

В заключении хочется сказать, что Кубик Рубика – одна из удивительных головоломок, которая способна заинтересовать практически любого человек, каким бы ни был его возраст. Она не только занимает досуг, но развивает и обучает. Работая над проектом, я многое узнал и многому научился. Я собирал и анализировал информацию, учился планировать свою работу. Составил пособие и апробировал его на практике, обучая по нему своих одноклассников собирать кубик Рубика.

Все что я запланировал – мне удалось. Я доволен результатом.

Планирую и дальше совершенствовать технику сборки традиционного кубика Рубика, а также попробовать научиться собирать и другие разновидности этой головоломки. Сейчас работаю над алгоритмом сборки Square-1. (продемонстрировать)

Благодарю за внимание. Готов ответить на интересующие вас вопросы.

Кубик Рубика – гимнастика ума

ЗАТО Свободный

МБОУ «Средняя школа №25»

Исполнитель: Поликарпов Влад,

ученик 8Б класса

Руководитель: Балтаг Ольга Ивановна

учитель математики

Алгоритмы в действии

Кубик Рубика – гимнастика ума

Их ещё собирают?

Головоломки – досуг и способ развлечения

для детей

для взрослых

Объект исследования

Предмет

исследования

Задачи

1) Изучить историю появления головоломки

2) Собрать информацию о различных способах и алгоритмах сборки кубика Рубика

3) Составить пособие по сборке, отобрав наиболее простые алгоритмы

4) Научить собирать кубик Рубика своих одноклассников

5) Презентовать свою работу на школьной практической конференции

Эрнё Рубикон - создатель головоломки

Первый официальный чемпионат мира пошел в 1982 году в Будапеште.

На нем были представители 19 стран мира.

Победитель - Минх Тхай,

лучшее время 22,95 секунд.

Новый мировой рекорд!

Разновидности кубика Рубика

Разновидности кубика Рубика

Задача игрока заключается в том, чтобы, поворачивая грани кубика, вернуть его в такое состояние, когда каждая грань состоит из квадратов одного цвета («собрать кубик Рубика»).

П’ - поворот правой для вас грани кубика против часовой стрелки

Ф - фронтальная (передняя) сторона

В - верхняя сторона

Н - нижняя сторона

Л - левая сторона

П - правая сторона

З - задняя сторона

В

П

Л2

Н ’

З

ВАЖНО: В оригинальной головоломке желтый цвет всегда находится напротив белого, оранжевый – красного, а зеленый – синего.

Сначала узнаем об обозначениях, которые помогут нам правильно «читать» алгоритм.

Обозначение

П (право)

Пример

П'

Обозначение

Л (лево)

Пример

В (верх)

Л ’

В'

Обозначение

Н (низ)

Ф (фронт)

Пример

Н'

Ф'

Т (тыл)

Т'

Алгоритм сборки

ВАЖНО: Кубик Рубика собирается путем помещения угловых и средних секторов в соответствие с цветами центральных секторов.

Эрнё сначала не знал как собрать Кубик Рубика и в первый раз занимался сборкой в течение месяца.

Интересные факты

1. Число всех достижимых различных состояний кубика Рубика 3x3x3 с учётом различных положений центральных квадратов равно 88 580 102 706 155 225 088 000 состояний.(88 секстиллионов 580 квинтиллионов 102 квадриллиона 706 триллионов 155 миллиардов 225 миллионов 088 тысяч)

2. В 1980 году, когда головоломка была максимально популярной, её крутил каждый пятый из жителей нашей планеты.

Житель Финляндии Ансси Ванхала собрал кубик Рубика ногами за 36,72 секунды.

Кубик Рубика — лидер по количеству продаж среди игрушек: за все время было продано 350 млн кубиков Рубика.

Если сложить все проданные кубики в ряд, то длина этой полосы протянется от северного полюса до южного.

• Кубик Рубика — лидер по количеству продаж среди игрушек: за все время было продано 350 млн кубиков Рубика. Если сложить все проданные кубики в ряд, то длина этой полосы протянется от северного полюса до южного.

На YouTube можно найти почти 40 тысяч видео – роликов так или иначе связанных с этой головоломкой.

Square - 1