分層設(shè)計(jì)中:3-4歲幼兒簡(jiǎn)化任務(wù),用按鈕開(kāi)關(guān)直接控制燈亮滅,感知“指令→動(dòng)作”的因果;5-6歲幼兒則增加條件判斷——例如“如果紅外傳感器探測(cè)到障礙物(小熊靠近),則持續(xù)亮燈”,讓燈籠成為真正的“引路者”。課程尾聲,孩子們描述“我的燈籠會(huì)為小熊唱完歌才熄滅,因?yàn)槌绦蛞暾麍?zhí)行!”,教師延伸提問(wèn):“如果想讓燈籠感應(yīng)黑暗自動(dòng)亮,該加什么傳感器?”,為下節(jié)課的“環(huán)境響應(yīng)”邏輯埋下伏筆。該案例的底層設(shè)計(jì)邏輯:以節(jié)日文化為情感紐帶,將機(jī)械結(jié)構(gòu)(物理世界)、指令序列(邏輯世界)、問(wèn)題解決(意義世界)三層融合。當(dāng)燈籠的暖光隨音樂(lè)點(diǎn)亮,幼兒在調(diào)試齒輪卡扣的專(zhuān)注中,在刷卡編程的“嘀嗒”聲里,悄然內(nèi)化了“輸入-輸出-調(diào)試”的工程思維——這不僅是制作一盞燈,更是用積木講述一則關(guān)于邏輯與溫暖的故事。教師用??積木故障診斷課??引導(dǎo)學(xué)生分析“高塔傾倒因底座不均”,強(qiáng)化工程思維。普及編程積木創(chuàng)客機(jī)器人課程
積木編程課程通過(guò)將抽象的編程邏輯轉(zhuǎn)化為可觸摸、可組合的彩色積木模塊,為兒童及初學(xué)者搭建了一座無(wú)縫銜接抽象思維與具象操作的橋梁,其主要價(jià)值在于以游戲化的方式多維度能力發(fā)展。在認(rèn)知層面,它將復(fù)雜問(wèn)題分解為可視化指令塊,如循環(huán)、條件判斷和函數(shù)等,學(xué)習(xí)者通過(guò)拖拽拼接積木序列來(lái)操控角色或機(jī)器人行為,這一過(guò)程不僅規(guī)避了傳統(tǒng)編程的語(yǔ)法門(mén)檻,更在潛移默化中錘煉了系統(tǒng)性邏輯思維和問(wèn)題解決能力——例如設(shè)計(jì)避障機(jī)器人時(shí)需分析傳感器數(shù)據(jù)與馬達(dá)響應(yīng)的因果關(guān)系,逐步構(gòu)建嚴(yán)密的推理鏈條。點(diǎn)讀編程積木編程教學(xué)幼兒用積木搭出平衡結(jié)構(gòu),是理解重力與穩(wěn)定的重要一課。
格物斯坦通過(guò)“積木無(wú)圍墻教育工程”將機(jī)器人教育下沉至鄉(xiāng)村學(xué)校。自主研發(fā)的300余種結(jié)構(gòu)件與20多種傳感器,可組合出12億種機(jī)器人形態(tài),為山區(qū)孩子提供與城市同質(zhì)的科創(chuàng)資源。例如,捐贈(zèng)的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室配備工業(yè)級(jí)精度(0.01mm公差)積木教具,支持遠(yuǎn)程雙師課堂,學(xué)生用積木搭建的“林火監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)”已獲采購(gòu)。這一工程不僅縮小城鄉(xiāng)教育差距,更讓積木成為連接未來(lái)與現(xiàn)實(shí)的橋梁。格物斯坦融合腦電波控制技術(shù)與積木機(jī)器人,推出全球較早積木腦機(jī)接口訓(xùn)練系統(tǒng)。視障兒童通過(guò)腦電波指令控制積木機(jī)器人動(dòng)作,完成觸感編程任務(wù),精細(xì)率超行業(yè)實(shí)驗(yàn)室水平。該系統(tǒng)延伸自腦控義肢課程,結(jié)合高精度力矩傳感器與柔性電子皮膚,實(shí)現(xiàn)0.1N級(jí)觸覺(jué)反饋,讓特殊兒童在康復(fù)訓(xùn)練中重建行動(dòng)信心。這種“科技+人文”的創(chuàng)新,彰顯積木教育的包容性?xún)r(jià)值。
聚焦工程實(shí)踐與創(chuàng)新突破。積木編程進(jìn)階為專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工具鏈的跳板,學(xué)生利用Python/C++控制EV3機(jī)器人完成復(fù)雜任務(wù)(如自動(dòng)駕駛模擬、機(jī)械臂分揀系統(tǒng)),學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和AI算法(如機(jī)器學(xué)習(xí)積木模塊處理圖像識(shí)別)。教學(xué)側(cè)重真實(shí)問(wèn)題解決,例如用網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)積木收集數(shù)據(jù)并可視化,培養(yǎng)技術(shù)倫理意識(shí)與跨領(lǐng)域協(xié)作能力。年齡分層背后是認(rèn)知負(fù)荷與創(chuàng)造維度的平衡:低齡段通過(guò)“圖形化+實(shí)物交互”降低抽象壁壘,高齡段則通過(guò)“開(kāi)放硬件+代碼轉(zhuǎn)化”釋放創(chuàng)新深度。這種漸進(jìn)路徑確保孩子從“玩轉(zhuǎn)邏輯”自然過(guò)渡到“創(chuàng)造變革”,在積木的拼搭中孕育未來(lái)數(shù)字公民的重要素養(yǎng)。上海公立校引入??積木跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)室??,西藏雙語(yǔ)課學(xué)員用藏語(yǔ)編程控制積木機(jī)器人。
工程實(shí)踐為骨架:從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到系統(tǒng)思維格物斯坦的積木不僅是拼插玩具,更是微型工程的載體。例如,當(dāng)孩子搭建一臺(tái)智能風(fēng)扇時(shí),需先設(shè)計(jì)扇葉的傳動(dòng)結(jié)構(gòu):選擇齒輪組齒數(shù)比決定轉(zhuǎn)速,調(diào)整扇葉傾角優(yōu)化風(fēng)力,加固支架抵抗振動(dòng)——這一過(guò)程融合了機(jī)械工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與材料力學(xué)的負(fù)載分析。而在為風(fēng)扇添加“觸碰啟動(dòng)”功能時(shí),需將傳感器、控制器、執(zhí)行器(電機(jī))精細(xì)對(duì)接,構(gòu)建完整的輸入-處理-輸出系統(tǒng),這正是系統(tǒng)工程思維的雛形。調(diào)試中若風(fēng)扇抖動(dòng),孩子需反復(fù)優(yōu)化重心分布與電機(jī)功率匹配,無(wú)形中實(shí)踐了迭代設(shè)計(jì)(Engineering Design Process) 的流程。合作搭積木:三人協(xié)商分工,塔樓、圍墻、花園各司其職。ABS材質(zhì)積木早期教育
積木編程中的??變量積木塊??啟蒙數(shù)據(jù)思維,中學(xué)生可優(yōu)化仿生蛇機(jī)器人移動(dòng)算法。普及編程積木創(chuàng)客機(jī)器人課程
格物斯坦的大顆粒積木玩具之所以在早期教育領(lǐng)域脫穎而出,并非因?yàn)槠湮锢硇螒B(tài)的安全性與趣味性,更在于它成功地將中國(guó)本土化的教育理念、適齡的編程啟蒙以及跨學(xué)科的能力培養(yǎng),無(wú)縫融入了每一塊積木的拼插邏輯中,形成了一套獨(dú)特的“可觸摸的思維成長(zhǎng)體系”。從物理設(shè)計(jì)上看,這些積木嚴(yán)格遵循低齡兒童的發(fā)展需求:大顆粒尺寸適配幼兒手掌抓握力,避免了誤吞風(fēng)險(xiǎn);無(wú)毛刺的圓潤(rùn)邊角保護(hù)嬌嫩皮膚;高精度的咬合設(shè)計(jì)則確保孩子在搭建房屋、車(chē)輛或動(dòng)物造型時(shí),無(wú)需過(guò)度用力即可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性,這種“低挫敗感”的體驗(yàn)讓幼兒在反復(fù)拆裝中保持探索熱情。而豐富的色彩與多樣化的形狀——從基礎(chǔ)方塊、圓柱到拱門(mén)、齒輪——不僅是視覺(jué)刺激的源泉,更成為孩子理解對(duì)稱(chēng)、比例等數(shù)學(xué)概念的具象教具:當(dāng)孩子發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)各需三根紅梁才能支撐屋頂時(shí),幾何與力學(xué)的種子已悄然埋下。普及編程積木創(chuàng)客機(jī)器人課程