為3-6歲幼兒設計積木編程課程,需緊扣其認知發(fā)展特點,將抽象邏輯轉化為可觸摸的游戲化體驗。在于以感官探索為起點,通過大顆粒積木的物理拼搭(如齒輪、傳動軸)建立“指令→動作”的因果邏輯,例如刷卡觸發(fā)小車前進或點讀按鈕點亮燈光,讓幼兒在“按紅卡→亮紅燈”的直觀操作中理解基礎編程概念。趣味性則通過故事化情境實現(xiàn):將編程任務嵌入“幫小熊過河”或“恐龍冒險”等主題,幼兒拖拽“移動”“轉彎”積木塊控制角色避開“火山”或跳過“裂縫”,在闖關挑戰(zhàn)中自然掌握順序執(zhí)行與循環(huán)結構。同時,生活化場景強化學習意義——用觸碰傳感器模擬自動感應門(“人靠近→門開”),或設計“智能澆花器”通過土壤濕度積木觸發(fā)水泵,讓幼兒在解決真實問題中體會條件判斷的價值。
普惠教育實踐??:向鄉(xiāng)村學校捐贈300余種積木教具,遠程雙師課堂惠及5萬名山區(qū)兒童。0基礎學習積木啟蒙編程
格物斯坦積木的分齡編程工具鏈,將計算機科學的概念降維至兒童認知水平:3-4歲的點讀筆編程,通過“觸碰積木→機器人響應”的即時反饋,建立事件驅動(Event-Driven) 的因果邏輯;5-6歲的刷卡編程(如魔卡精靈系統(tǒng)),讓孩子排列“前進→右轉→亮燈”的指令序列,理解順序執(zhí)行的不可逆性,調試卡片順序的過程即調試思維(Debugging) 的啟蒙;7歲以上的圖形化編程(如GSP軟件),拖拽“如果-那么”條件模塊讓機器人遇障轉向,或嵌套循環(huán)模塊控制機械臂重復抓取,則是條件分支與循環(huán)結構的具象內化。這種從物理操作到符號抽象的過渡,完美契合皮亞杰“動作先于符號”的認知理論,使編程思維如呼吸般自然。0基礎學習積木啟蒙編程開源金屬延展積木??兼容塑料積木體系,支持高中生用舵機組裝承重機械臂,突破傳統(tǒng)材料局限。
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。物理積木機器人(硬件層面)可編程實體模型:如 LEGO Mindstorms、途道機器人 等,學生先拼裝積木機器人(如帶輪子的車、機械臂),再通過編程控制其行為。傳感器聯(lián)動:為積木添加馬達、紅外傳感器等模塊,編程實現(xiàn)“遇障自動轉向”“聲控燈光”等智能響應。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),排列順序后控制小車移動,直觀理解“順序→結果”的因果關系。
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:學生使用溫度傳感器積木監(jiān)測環(huán)境數(shù)據,通過編程平臺將采集的信息映射為LED亮度變化,再結合云端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)。而在進階應用中,廈門大學的“無人機編隊系統(tǒng)”進一步彰顯了這種整合的深度——學生拖拽“上升”“旋轉”等積木塊設計飛行動作,系統(tǒng)自動生成代碼驅動實體無人機群協(xié)同表演,過程中需融合物理平衡(陀螺儀數(shù)據補償機身傾斜)、幾何拓撲(多機路徑避障)與藝術表達(燈光節(jié)奏編程),將數(shù)學、工程、美學的跨學科知識凝結于指尖的拼搭。
夏令營“積木交響樂”活動:不同材質積木敲擊聲組成音階,??融合聲學原理與藝術創(chuàng)作??。
格物斯坦通過“積木無圍墻教育工程”將機器人教育下沉至鄉(xiāng)村學校。自主研發(fā)的300余種結構件與20多種傳感器,可組合出12億種機器人形態(tài),為山區(qū)孩子提供與城市同質的科創(chuàng)資源。例如,捐贈的機器人實驗室配備工業(yè)級精度(0.01mm公差)積木教具,支持遠程雙師課堂,學生用積木搭建的“林火監(jiān)測無人機”已獲采購。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與現(xiàn)實的橋梁。格物斯坦融合腦電波控制技術與積木機器人,推出全球較早積木腦機接口訓練系統(tǒng)。視障兒童通過腦電波指令控制積木機器人動作,完成觸感編程任務,精細率超行業(yè)實驗室水平。該系統(tǒng)延伸自腦控義肢課程,結合高精度力矩傳感器與柔性電子皮膚,實現(xiàn)0.1N級觸覺反饋,讓特殊兒童在康復訓練中重建行動信心。這種“科技+人文”的創(chuàng)新,彰顯積木教育的包容性價值。
非遺傳承創(chuàng)新積木課??將敦煌飛天元素轉化為可編程組件,學生用3D建模還原斗拱結構并編寫燈光控制算法。0基礎學習積木啟蒙編程
格物斯坦的大顆粒積木玩具之所以在早期教育領域脫穎而出,并非因為其物理形態(tài)的安全性與趣味性,更在于它成功地將中國本土化的教育理念、適齡的編程啟蒙以及跨學科的能力培養(yǎng),無縫融入了每一塊積木的拼插邏輯中,形成了一套獨特的“可觸摸的思維成長體系”。從物理設計上看,這些積木嚴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,避免了誤吞風險;無毛刺的圓潤邊角保護嬌嫩皮膚;高精度的咬合設計則確保孩子在搭建房屋、車輛或動物造型時,無需過度用力即可實現(xiàn)結構的穩(wěn)固性,這種“低挫敗感”的體驗讓幼兒在反復拆裝中保持探索熱情。而豐富的色彩與多樣化的形狀——從基礎方塊、圓柱到拱門、齒輪——不僅是視覺刺激的源泉,更成為孩子理解對稱、比例等數(shù)學概念的具象教具:當孩子發(fā)現(xiàn)左右兩側各需三根紅梁才能支撐屋頂時,幾何與力學的種子已悄然埋下。0基礎學習積木啟蒙編程