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钦州市第七中学校本课程 魔 方 教 材 钦州市第七中学 孙培春 林樟业 张冬梅编写 2019 年 9 月 目录： 第一课：魔方概述 第二课：还原方法及第一阶段训练 第三课：第二阶段知识及训练（一） 第四课：第二阶段知识及训练（二） 第五课：第三阶段知识及训练 第六课：第四阶段知识及训练 (一) 第七课：第四阶段知识及训练 (二) 第八课：第四阶段知识及训练 (三) 第九课：第五阶段知识及训练（一） 第十课：第五阶段知识及训练（二） 第十一课：第六阶段知识及训练（一） 第十二课：第六阶段知识及训练（二） 第一课：魔方概述 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。但要使那些小方块可以随意转动而不散开，不仅是个机 械难题，这牵涉到木制的轴心，座和榫头等。直到魔方在手时，他将魔方转了几下后，才发现如何把混乱的颜色方块复原竟是个有趣而且困难的问题。鲁比克就决心大量生产这种玩具。魔方发明后不久就风靡世界。 现在一般提到魔方特指上述的“鲁比克魔方”，即每面有不同的 3×3 个颜色片构成。后来魔方衍生出每面 4×4 个颜色片、5×5 以及其他异形魔方，为了区别，故将 3×3 的魔方称之为三阶 魔方。三阶魔方的核心是一个轴，并 由 26 个小正 方体 组 成。包 括 中 心方块（中 心块）6 个，固 定不动，只 一面有颜色。边 角 方块（角 块）8 个，3 面有色，可转动。边 缘 方块（棱 块）12 个， 2 面有色亦 可转动。魔方各 类 块之间不能互 移 ，角 块无 法 移 动到棱 块或 中 心块的位置 ，棱 块也 无 法 移 动到角 块或 中 心块的位 置 ，中 心块亦 然 。此 外 ，这 26 个块没 有任 何两 个块的颜色是相 同 的，每个块都 不同。 三阶魔方的变 化 总 数 为 约 等于 4.3×1019。如果 每秒 可以转 3 下魔方，不计 重 复，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。 三阶魔方总变化数的道理是这样：六个中心块定好朝向后，就构成了一个坐标系，在这个坐标 系里，8 个角色块全排列 8!，而每个角色块又有 3 种朝向，所以是 8!×38，12 个棱色块全排列每个有 2 种朝向是 12!×212，这样相乘就是分子，而...