棋盘游戏

2023-04-14 19:39
中国科技教育 2023年2期
关键词:谜题方块棋盘

这是一个快速滑动解谜游戏,可以让你的大脑活跃起来,看看你是否能用尽可能少的移动分离黑白棋子。

实验条件及材料

●紙和笔

●8个黑色棋子

●7个白色棋子

游戏准备

(1)首先画1个正方形网格,宽为4个方块,高也为4个方块,确保网格中的方块比棋子大(图1)。

(2)用棋子制作1个棋盘图案。在左上方的方块中放置1颗白色棋子,将1颗黑色棋子放在其下方的空格,然后是1颗白色棋子,最后放1颗黑色棋子摆满这一列。

(3)第2列从1颗黑色棋子开始,并在向下摆放该列棋子时交替使用黑、白棋。

(4)重复此步骤,从第3列开始先使用白色棋子,最后1列使用黑色棋子作为开始,最后1个右下角的方块不放棋子。

(5)最终的网格上就形成了1个由黑色棋子和白色棋子组成的棋盘图案(图2)。

开始游戏

(1)游戏的目的是分离黑白棋,使所有黑色棋子位于网格的一侧,所有白色棋子位于另一侧(图3)。

(2)只能通过滑动棋子移动它们,在棋盘中有1个空方格,你可以将1颗棋子从相邻的方格向上、向下、向左或向右移动到空方格中。

(3)当另1个方格为空,可将1颗棋子滑动进新的空方格中。

(4)不断滑动棋子,直至所有白色棋子都在一边,所有黑色棋子都在另一边。

(5)当你完成了这个谜题后,再尝试1次,数一数一共移动了多少步(图4),最少需要多少步才能完成这个谜题?

活动概述

这种类型的谜题被称为滑块拼图(slidingblockpuzzle),这类谜题好的方面是它总是可以解出来的。不管你采取什么行动,总能找到解决办法,如果你认为真的解决不了,也可以倒退所有的移动,回到开始的一刻。

我们可以估算一下,如果你从棋盘上移走所有的白色棋子,需要8步才能将黑色棋子都移到一侧。如果只使用白色棋子,那么会稍微快一点——只需要5步就能将它们都移到一侧。所以解决方案必须至少走13步。我们可以进一步估算,它将需要2倍的移动步数,因为一半的移动将是相对的向上和向下,或一侧对一侧。因此,26步的解决方案听起来是合理的。

经过几次尝试以后,最好的解决方案走了27步,我们认为这已经很好了,但可能会有更好的解决方案。如果你找到了,就告诉我们吧。

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