Головоломки с монетами: превращаем фигуры

← Назад к материалам
Начальная школа 19 Залы Логика Головоломки

Дидактические цели

Работа с монетами или фишками развивает пространственное восприятие, планирование и понимание правил — и это весело! В этой лаборатории ученик должен превратить одну конфигурацию монет в другую разными способами: прыжками, скольжением и переворачиванием монет на 3 различных типах сетки.

Чему учимся

Ученик начинает с одного расположения монет и должен прийти к другому. Каждое задание учит планировать последовательность шагов к цели, читать позицию и рассуждать от цели назад. 19 залов идут от одного простого хода до финального задания с переворачиванием на гексагональной сетке.

  • Двигать монеты по разным правилам: свободно (на любую пустую клетку), на соседнюю клетку, скольжением по соседним пустым клеткам (без прыжков) и прыжком через другую монету.
  • Соблюдать ограничения постановки, например: «опуская монету, она должна касаться хотя бы двух других».
  • Преобразовывать формы: перевернуть пирамиду, собрать треугольник или шестиугольник, превратить квадрат в треугольник.
  • Менять местами две группы цветных монет (задачи типа «лягушки»).
  • Решать за ограниченное число ходов: искать эффективное решение, а не любое.
  • Переворачивать монеты (орёл ↔ решка), чтобы получить узор, с тремя разными эффектами: только нажатая монета, она и её соседи (стиль Lights Out), или линии, проходящие через неё.
  • Работать на двух сетках: квадратной (4 соседа) и гексагональной (6 соседей), где клетка принадлежит трём линиям.

Ключевые математические идеи

  • Планирование и поиск: каждое задание — это задача о состояниях и ходах; решить её — значит найти путь от начала к цели.
  • Эффективность: «минимальное число ходов» вводит идею оптимального решения в отличие от любого.
  • Чётность и инварианты (в переворотах): порядок нажатий не важен, а дважды нажать одну монету — то же, что не нажимать её, — первая интуиция арифметики по модулю 2.
  • Геометрия сетки: соседство, линии и симметрия на квадратной и гексагональной сетках.

Как устроено

  • Залы 1-6 — Движение с правилом «касаться двух», скольжения и прыжки: освобождать запертые монеты и переставлять группы.
  • Залы 7-9 — Превратить одну форму в другую за фиксированное число ходов; в некоторых цель скрыта и появляется как подсказка после нескольких попыток или по запросу.
  • Залы 10-14 — Обмены цветов, прыжки типа «лягушки» и перемещение фишек в противоположный угол или вверх.
  • Залы 15-19 — Переворачивание монет (орёл/решка) с тремя эффектами, вплоть до финального задания на гексагональной сетке со ступенчатыми подсказками.

В каждом задании текущая и целевая позиции показаны рядом (одна над другой на телефоне). Если ход нарушает правило, игра объясняет словами, почему (например: «там монета не касается двух»). В некоторых залах есть подсказка, которая проигрывает первые ходы решения за один балл.

Содержание по залам

Зал 1 · Четыре монеты

Первое задание на гексагональной сетке. Нужно передвинуть одну монету, чтобы перейти от начальной группы к конечной; правило требует, чтобы при постановке она касалась хотя бы двух других монет. Решается за 2 хода.

Задания для ученика

  • Нажать на монету, затем на клетку, где она будет касаться двух других.
  • Достичь конечной конфигурации за 2 хода.

Зал 2 · Освободи узника

Красная монета окружена. Скользя по соседним пустым клеткам (без прыжков) и соблюдая, чтобы каждая передвинутая монета касалась двух других, нужно вывести её на место. Минимум 3 хода.

Задания для ученика

  • Двигать монеты по свободным проёмам.
  • Привести красную монету в целевую клетку.

Зал 3 · Переверни пирамиду

Пирамиду из 10 монет нужно перевернуть. Свободное движение, каждая монета должна касаться двух, и разрешено только 3 хода.

Задания для ученика

  • Спланировать, какие 3 монеты двигать.
  • Перевернуть пирамиду за 3 хода.

Зал 4 · Собери треугольник

Из плотной группы собрать треугольник, передвинув всего 2 монеты; каждая при постановке должна касаться двух.

Задания для ученика

  • Выбрать 2 монеты для перемещения.
  • Собрать треугольник за 2 хода.

Зал 5 · Собери треугольник

Вариант с меньшим числом монет: снова два хода, чтобы получить треугольник, касаясь двух при постановке каждой монеты.

Задания для ученика

  • Решить треугольник за 2 хода.

Зал 6 · Освободи двух узников

Теперь в ловушке две красные монеты. Скольжением (без прыжков) и касаясь двух, нужно вывести обе. Минимум 5 ходов.

Задания для ученика

  • Освободить две красные монеты за 5 ходов.

Зал 7 · Квадрат в треугольник

На квадратной сетке превратить фигуру в треугольник за 2 хода. Цель скрыта: появляется как подсказка после нескольких попыток или по запросу.

Задания для ученика

  • Догадаться о конечной фигуре и получить её за 2 хода.
  • Запросить подсказку при необходимости.

Зал 8 · Треугольник в квадрат

Обратное задание: из треугольника в квадрат за 3 хода, тоже со скрытой целью до запроса подсказки.

Задания для ученика

  • Получить квадрат за 3 хода.

Зал 9 · Собери шестиугольник

Переставить 12 монет, чтобы собрать шестиугольник. Свободное движение; нужно 6 ходов, по одному на каждую неверно стоящую монету.

Задания для ученика

  • Передвинуть 6 лишних монет на места.
  • Собрать шестиугольник за 6 ходов.

Зал 10 · Поменяй жёлтые и синие

На 3×3 с пустым центром поменять местами жёлтые и синие монеты, двигая их как в пятнашках. Минимум 12 ходов.

Задания для ученика

  • Двигать монеты, пока два цвета не поменяются местами.

Зал 11 · Лягушки

Классические «лягушки и жабы» в ряд: две синие и две жёлтые, разделённые проёмом. Скольжением и прыжком через монету нужно поменять их местами. Минимум 8 ходов.

Задания для ученика

  • Поменять две группы местами, не застряв.

Зал 12 · Обмен в два ряда

Версия обмена цветов в два ряда (2×4) со скольжением и прыжками. Минимум 10 ходов.

Задания для ученика

  • Поменять жёлтые и синие за 10 ходов.

Зал 13 · В противоположный угол

Шесть фишек в одном углу поля 4×4 должны попасть в противоположный угол, двигаясь на соседнюю клетку или прыгая. Не более 12 ходов. Подсказка проигрывает первые шаги решения.

Задания для ученика

  • Привести 6 фишек в противоположный угол за 12 ходов.
  • Использовать подсказку, если застрял.

Зал 14 · Прыжки вверх

Разрешён только прыжок через соседнюю монету. Нужно переместить группу вверх на гексагональной сетке. Не более 10 ходов.

Задания для ученика

  • Переместить монеты вверх прыжками за 10 ходов.

Зал 15 · Переворачивай по три

Первое задание на переворот (орёл ↔ решка). В ряду нажатие на монету переворачивает её и соседей (3 сразу). Нужно сделать все жёлтыми за 2 нажатия.

Задания для ученика

  • Сделать все монеты жёлтыми за 2 нажатия.

Зал 16 · Переверни ряд и столбец

На квадратной сетке нажатие на монету переворачивает весь её ряд и столбец. Цель: все жёлтые за 3 нажатия.

Задания для ученика

  • Сделать все монеты жёлтыми за 3 нажатия.

Зал 17 · Сделай узор

Переворот (монета и её соседи) на гексагональной сетке, чтобы воспроизвести конкретный узор из орлов и решек. 6 нажатий.

Задания для ученика

  • Воспроизвести целевой узор за 6 нажатий.

Зал 18 · Все решкой

Все монеты начинают решкой вверх. На гексагональной сетке нажатие переворачивает 3 линии, проходящие через монету (горизонталь и две косые). Нужно сделать все жёлтыми за 4 нажатия — самое трудное, что допускает это поле.

Задания для ученика

  • Сделать все монеты жёлтыми за 4 нажатия.

Зал 19 · Три линии

Финальное задание: тот же эффект 3 линий на большем гексагональном поле; решается за 5 нажатий. Если застрял, ступенчатая подсказка показывает сперва первые 2 нажатия, затем первые 3.

Задания для ученика

  • Решить узор за 5 нажатий.
  • Опереться на ступенчатые подсказки при необходимости.

Залы для показа

Самые наглядные для показа и обсуждения в классе.

★
Зал 2 · Освободи узника — Симпатичный сюжет, вводящий скольжение и правило «касаться двух»; легко объяснить и очень наглядно.
★
Зал 11 · Лягушки — Классическая задача о лягушках и жабах: отлично решать в группе и обсудить, почему прыжки должны чередоваться.
★
Зал 13 · В противоположный угол — Стратегическое задание с прыжками и ходами на соседние клетки, с анимированной подсказкой начала решения.
★
Зал 18 · Все решкой — Момент «ага» переворота по 3 линиям гексагональной сетки; повод поговорить о чётности и «нажать дважды = не нажимать».