蛋形九巧板研究及製作

柯旭豐8902243

洪宏賜8902203

胡勝裕8902213

一、排板遊戲的歷史

七巧板是中國相當著名的排版遊戲,由七片薄片組成,只有五種形狀,可以拼成正方形或長方形,分開之後,又可以拼出各種圖形。七巧板最早出現於專書記載是清嘉慶八年(1803年)刊行的《七巧圖合壁》。

後來,明代的嚴澄根據「燕几圖」的原理,又設計了「蝶翅几」,這是多種不同三角形案几的組成,一共有十三件,拼在一起是蝶翅的形狀,分開以後則可拼成一百多種圖形,七巧板正是在「燕几圖」與「蝶翅几」的基礎上,發展出來的。

清代秋芬室所著的《七巧八分圖》,將七巧板從第一天排到第七天,可以收羅宇宙天地萬物,舉凡日月山川、鳥獸蟲魚、文字器物等,幾乎無所不包。另外,清代的嚴笠舫,更結合了七巧圖及書法藝術,獨創「七巧書法」呢!

清朝時就有以象牙材質製作的七巧板,外銷歐美各國,在1805年,歐洲各國也有介紹七巧板的文章出現,之後的短短數十年間,無論是德、英、法,或是義、奧等國,都有討論七巧板的專書出版。我們從十九世紀法國的一幅漫畫中,就可以看出七巧板受歡迎的程度,這對法國父母熱衷於比賽排七巧板,竟然無視搖藍中哭鬧的嬰孩,最後爸爸先排出來,興奮地推倒椅子,而,壁爐掛鐘指著已是凌晨五點!哎呀,竟然玩七巧板玩到廢寢忘食、不知東方既白的階段, 風靡程度,可見一般!

德國在第一次大戰期間,也以七巧板做為鬆弛士兵心理壓力的休閒玩具,並且大受歡迎,還模仿開發了不同的七巧板玩具。時至今日,世界各地已有許多相同原理的類似拼圖巧板玩具問世,但在兼具構造簡單,又最富變化可能的特性上,還沒有一樣比得上中國的七巧板。

隨著七巧板的盛行與風靡,衍生出許多排板遊戲的問世。著名且深受喜愛的排板有「蛋形九巧板」、「雙園七巧板」、「心形七巧板」、「燕式七巧板」、「圓形十巧板」、「畢氏七巧板」、「八卦七巧板」及「益智四巧板(T型板)」等,都是相當吸引人的巧板玩具,無論組件多少,排時必須使用所有組件,角與邊可相連接,但組件不能重疊。玩法可依圖造形,亦可自創花樣,單單一種「蛋形九巧板」就能排出一百多種飛禽圖形,可說是變化無窮、極富趣味。

中國七巧板:在上一期有介紹過,是中國最著名的排板遊戲。

心形九巧板:是中國七巧板改良而來的,但多了柔和特色。

圓形十巧板:外切是圓形,裡面是直線,具有圓與直特色。

蛋形九巧板:為軟性圖形。

燕式七巧板:又稱西洋七巧板,屬於硬邦邦圖形。

八卦七巧板:雖然也是硬性圖形,但多了柔性角度。

幾何排板系列雖有六種,但中國七巧板與心形七巧板可合併在一起玩,圓形十巧板與蛋形九巧板可合併在一起玩,而燕式七巧板與八卦七巧板可合併在一起玩,能變出更多樣式。

二.板排板遊戲的遊戲規則

從古至今,七巧板為何始終如此的好玩、有趣,又吸引人呢?這是因為七巧板組件具有的最基本單元,也就是三種角度、四種邊長、五種形狀,但可以創造出最富變化的排列組合,簡單來說,七巧板是由分割一個正方形所得到的結果,共有七片五行,古人賦其名,分為兩大、一中、兩小、一方、一斜。
七巧板的變化多端,但規則卻很簡單:
1.在排七巧板的時候,所有的組件都必須使用到,而且只限使用這七個組件排列。
2.第二、七個組件之間可以「角邊相接」,或「邊邊相接」,但絕對不能重疊,因此,不論排成哪種圖形,總面積一定相等。

請看以下這兩張圖片,好好地發現其中的秘密:

知道了簡單的規則,再來探索它的玩法,七巧板的玩法有四種:

1.   依圖成形,即是根據已知的圖形來排出答案。

2.   見影排形,從已知的圖形找出一種或一種以上的排法。

3.   自創圖形,您可以自己創造新的玩法、排法。

4.   數學研究,也就是利用七巧板來求解或證明數學問題。

您萬萬沒想到,七巧板還有最後這款玩法吧!適合各年齡層的七巧板具有不同程度的玩法,您與孩子都必須找到適合的程度,適度的挑戰,才會越戰越勇,免去挫折感喔!

三、蛋形九巧板的製作

1.利用AutoCAD軟體,繪出蛋行九巧板圖形。

2.蛋行九巧板Dwg圖形檔完成後,利用Top100軟體轉出雷射切割程式檔。

3.雷射切割Lst程式檔完成後,再利用雷射機器讀取該工作程式檔,模擬無誤後,利用雷射機器作無氧切割。同時選定材料為SUS316鏡面鋼板。

4.作出工件後在利用特殊可黏合金屬快乾,黏合底座及外框。

四、蛋形九巧板的部份圖解

五、結論

七巧板除了可以將各個單一組件,排成某一種特定形狀之外,還能排出其他具有意義的形狀,由於它不是只有一個標準答案,彈性空間很大,能夠刺激玩者接受挑戰,努力想出其他的解決辦法,也能提供開放性思考和創作機會,這正是我們現今教育制度所應該加強的一環。總而言之,七巧板不但能訓練孩子有關形狀概念、視覺分辨、認知技巧、視覺記憶、手眼協調、精細動作協調外,最可貴的地方,在於七巧板具有鼓勵開放性、擴散性思考的特色,因此,問世將近兩百年以來,不但沒有被時間淘汰,反而歷久彌新。

就因為排板玩具的種類豐富,可發揮的空間又如此廣大,所以才能歷久不衰,此外,排板玩具也非常符合現代教育觀念所強調的多重意義。基本上,玩是一種自發性、主動性的行為,玩也應該是一種愉快的經驗,當孩子能自由選擇適合自己而有趣的玩時,其實他也正嘗試突破自己本身的能力限制,讓自己接受更高一層的挑戰。  

所以,好的玩具應該能提供適度的挑戰,激發遊戲者學習的企圖心和趣味,但是絕對不能太難,以免孩子感到挫折,反而卻步不前。排板玩具有難有易、圖形也十分多樣,無論是剛入門者,或是深諳此道的人,都可以找到合適的挑戰與樂趣。

 

本網站是由國立高雄應用科技大學(K.U.A.S)機械工程系邱錦華老師
及其智慧幾何專題製作小組所共製而成.維護人員Golden