積木編程課的創(chuàng)意拓展環(huán)節(jié)賦予課程靈魂。孩子為燈籠添加彩色透光積木外殼,觀察光線色彩的變化;能力強(qiáng)的孩子用“循環(huán)卡”實現(xiàn)三次閃爍,或用蜂鳴器創(chuàng)作獨特音效。再通過角色扮演——如“迷路小熊”觸碰燈籠觸發(fā)聲光指引——讓孩子親眼見證編程如何解決實際問題,成就感油然而生。過程中,教師需靈活分層:對5歲孩子引入“紅外感應(yīng)障礙自動亮燈”的條件判斷,而對3歲幼兒則簡化為按鈕開關(guān),確保每個孩子都能在“近發(fā)展區(qū)”獲得突破。4歲兒童搭積木塔時專注35分鐘,遠(yuǎn)超同齡平均水平。低齡段積木系列套裝
5-6歲兒童則通過刷卡編程實現(xiàn)邏輯序列的具象化。格物斯坦創(chuàng)立的魔卡精靈系統(tǒng),將“前進(jìn)10厘米”“左轉(zhuǎn)90度”“播放音效”等指令轉(zhuǎn)化為彩色塑料卡片。孩子們像排列故事卡片一樣組合指令序列,刷卡瞬間機(jī)器人依序執(zhí)行。這一過程中,順序執(zhí)行的必然性(卡片順序不可錯亂)、調(diào)試的必要性(車未動需檢查卡片遺漏或接觸不良)被轉(zhuǎn)化為指尖的物理操作。例如在“智能風(fēng)扇”任務(wù)中,孩子需排列“觸碰傳感器→啟動電機(jī)→延時5秒→停止”的卡片序列,若風(fēng)扇未停,他們會主動調(diào)整“延時卡”位置——這正是調(diào)試思維(Debugging)的萌芽。到了7-8歲階段,圖形化編程軟件(如GSP)進(jìn)一步銜接抽象概念。拖拽“循環(huán)積木塊”讓機(jī)器人繞場三圈,或嵌套“如果-那么”條件積木讓機(jī)器人在撞墻時自動轉(zhuǎn)向,孩子們在模塊組合中理解循環(huán)結(jié)構(gòu)與條件分支,而軟件實時模擬功能讓邏輯錯誤可視化為機(jī)器人的錯誤動作,推動孩子反向追溯程序漏洞。這種“試錯-觀察-修正”的循環(huán),正是計算思維中模式抽象(PatternAbstraction)與算法設(shè)計(AlgorithmDesign)的實戰(zhàn)演練。積木控制器山區(qū)小學(xué)用廢舊木材??自制積木??,成本降低80%,普惠教育入選教育部創(chuàng)新案例。
積木是一種模塊化的拼插類玩具,通常由立方體或其他幾何形狀的木質(zhì)、塑料(如ABS、EPP)、布質(zhì)等材料制成,表面常裝飾字母、圖畫或紋理,可通過排列、堆疊、插接等方式組合成房屋、動物、交通工具等立體造型。其價值在于激發(fā)創(chuàng)造力和空間思維——兒童在自由搭建過程中需規(guī)劃結(jié)構(gòu)、選擇組件,不僅鍛煉手眼協(xié)調(diào)與精細(xì)動作能力,還能深入理解重力、平衡、比例等物理概念,并逐步培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維(如對稱、分類)和問題解決能力。格物斯坦將積木和編程結(jié)合,鍛煉孩子方方面面。
圖形化編程工具(軟件層面)拖拽式積木塊:使用如 Scratch、Blockly 等平臺,將代碼指令轉(zhuǎn)化為彩色積木塊。用戶通過拖拽組合“事件”“循環(huán)”“條件判斷”等積木,形成程序邏輯,無需記憶語法。示例:在 Scratch 中,用“當(dāng)綠旗被點擊”+“移動10步”+“如果碰到邊緣就反彈”等積木塊,即可制作互動動畫。物理積木機(jī)器人(硬件層面)可編程實體模型:如 LEGO Mindstorms、途道機(jī)器人 等,學(xué)生先拼裝積木機(jī)器人(如帶輪子的車、機(jī)械臂),再通過編程控制其行為。傳感器聯(lián)動:為積木添加馬達(dá)、紅外傳感器等模塊,編程實現(xiàn)“遇障自動轉(zhuǎn)向”“聲控?zé)艄狻钡戎悄茼憫?yīng)。實物指令編程(低齡啟蒙)卡片式指令:針對幼兒,用 MATA編程模塊 等實物卡片(如方向箭頭、動作圖標(biāo)),排列順序后控制小車移動,直觀理解“順序→結(jié)果”的因果關(guān)系。開源金屬延展積木??兼容塑料積木體系,支持高中生用舵機(jī)組裝承重機(jī)械臂,突破傳統(tǒng)材料局限。
積木編程的更深層的跨界整合體現(xiàn)在軟硬件生態(tài)的無縫聯(lián)動中。以教育場景中的典型項目為例:學(xué)生使用溫度傳感器積木監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù),通過編程平臺將采集的信息映射為LED亮度變化,再結(jié)合云端AI積木實現(xiàn)語音控制(如“太熱了”自動觸發(fā)降溫程序),形成“傳感→分析→執(zhí)行”的閉環(huán)。而在進(jìn)階應(yīng)用中,廈門大學(xué)的“無人機(jī)編隊系統(tǒng)”進(jìn)一步彰顯了這種整合的深度——學(xué)生拖拽“上升”“旋轉(zhuǎn)”等積木塊設(shè)計飛行動作,系統(tǒng)自動生成代碼驅(qū)動實體無人機(jī)群協(xié)同表演,過程中需融合物理平衡(陀螺儀數(shù)據(jù)補(bǔ)償機(jī)身傾斜)、幾何拓?fù)洌ǘ鄼C(jī)路徑避障)與藝術(shù)表達(dá)(燈光節(jié)奏編程),將數(shù)學(xué)、工程、美學(xué)的跨學(xué)科知識凝結(jié)于指尖的拼搭。
夏令營“積木交響樂”活動:不同材質(zhì)積木敲擊聲組成音階,??融合聲學(xué)原理與藝術(shù)創(chuàng)作??。積木控制器
積木教育打破“編程=高門檻”偏見,??銀發(fā)族適老課程??讓2000名老人掌握智能家居操作。低齡段積木系列套裝
積木編程作為一種階梯式教育工具,適合3歲至18歲的兒童及青少年學(xué)習(xí),其教學(xué)重點隨年齡增長呈現(xiàn)明顯的遞進(jìn)性和差異化,在于匹配不同階段的認(rèn)知發(fā)展水平與能力培養(yǎng)目標(biāo):幼兒階段(3-6歲)以感官體驗與基礎(chǔ)認(rèn)知為重點,通過大顆粒積木的拼搭(如樂高Duplo、途道機(jī)械師套裝)培養(yǎng)空間想象力與手眼協(xié)調(diào)能力。編程學(xué)習(xí)聚焦“動作指令”的具象化理解,例如用ScratchJr拖拽“移動”“發(fā)聲”積木塊控制角色動畫,讓孩子感知“指令→結(jié)果”的因果邏輯,同時融入顏色、形狀等啟蒙知識,避免抽象符號的過早介入。低齡段積木系列套裝