格物斯坦通過“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價(jià)值。

積木編程課要平衡趣味性和教學(xué)目標(biāo),關(guān)鍵在于將抽象的編程邏輯無(wú)縫融入孩子可觸摸、可感知的游戲化場(chǎng)景中,讓每一次“玩積木”都成為思維進(jìn)階的隱形階梯。具體實(shí)踐中,教師需以生活化問題為驅(qū)動(dòng),創(chuàng)設(shè)富有故事性的任務(wù)情境——例如“為迷路小熊制作一盞感應(yīng)式指路燈籠”,孩子們?cè)诖罱艋\骨架時(shí)學(xué)習(xí)“漢堡包結(jié)構(gòu)”的穩(wěn)定性原理,安裝觸碰傳感器與LED燈時(shí)理解電路閉合的物理基礎(chǔ),此時(shí)趣味性來(lái)自角色扮演的沉浸感,而教學(xué)目標(biāo)已通過機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)知悄然達(dá)成。ABS材質(zhì)積木編程功能積木編程中的??循環(huán)積木塊??直觀訓(xùn)練邏輯推理能力,學(xué)生可設(shè)計(jì)自動(dòng)安全門程序。

小學(xué)低年級(jí)(6-9歲)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向邏輯思維的系統(tǒng)構(gòu)建。學(xué)生通過Scratch等圖形化工具學(xué)習(xí)編程三大結(jié)構(gòu):順序執(zhí)行(指令鏈條)、循環(huán)控制(重復(fù)動(dòng)作)、條件判斷(如“碰到邊緣反彈”),并開始結(jié)合硬件(如WeDo機(jī)器人)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)軟硬件聯(lián)動(dòng)。例如用循環(huán)積木編程讓機(jī)器人沿黑線巡跡,在實(shí)踐中理解傳感器反饋與程序響應(yīng)的關(guān)系,同步培養(yǎng)問題分解能力和調(diào)試耐心。小學(xué)高年級(jí)至初中(10-15歲)深化算法設(shè)計(jì)與跨學(xué)科整合。教學(xué)強(qiáng)調(diào)變量、函數(shù)、事件響應(yīng)等高級(jí)概念的應(yīng)用,例如用Scratch克隆體制作彈幕游戲,或通過Micro:bit傳感器積木采集環(huán)境數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)LED陣列。此階段突出項(xiàng)目制學(xué)習(xí)(PBL),如設(shè)計(jì)“智能澆花系統(tǒng)”需綜合濕度傳感(科學(xué))、條件判斷(編程)、機(jī)械結(jié)構(gòu)(工程),并逐步引入Python文本編程作為過渡,為算法競(jìng)賽或硬件創(chuàng)新項(xiàng)目打下基礎(chǔ)。
在認(rèn)知層面,積木是兒童探索抽象概念的具象載體:通過分類形狀、比較大小、排列序列,孩子能直觀感知數(shù)學(xué)關(guān)系(如對(duì)稱、比例),而構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)(如橋梁或塔樓)則需理解重力、平衡等物理原理,逐步形成空間思維和邏輯推理能力。同時(shí),積木的自由組合特性極大激發(fā)創(chuàng)造力——孩子將生活觀察轉(zhuǎn)化為原創(chuàng)設(shè)計(jì)(如用三角形積木模擬屋頂),再通過故事場(chǎng)景擴(kuò)展想象邊界(如構(gòu)建“外星基地”并設(shè)計(jì)角色互動(dòng)),這種從具象到抽象的思維跳躍正是創(chuàng)新能力的重中之重。抗挫力培養(yǎng)??:積木塔倒塌后教師引導(dǎo)“失敗=學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)”,學(xué)生重試3次成功率提升60%。

積木編程將抽象科學(xué)定律轉(zhuǎn)化為指尖可驗(yàn)證的具象現(xiàn)象。例如,用齒輪傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)小車時(shí),大齒輪帶動(dòng)小齒輪加速的直觀現(xiàn)象,讓孩子理解扭矩與轉(zhuǎn)速的反比關(guān)系;為巡線機(jī)器人配置光敏傳感器,通過調(diào)節(jié)閾值讓機(jī)器人在黑白線上精細(xì)行走,實(shí)則是光電轉(zhuǎn)換原理的實(shí)踐課。更深刻的是,當(dāng)孩子用延時(shí)卡控制風(fēng)扇停轉(zhuǎn)時(shí)間,或用循環(huán)卡讓燈籠閃爍三次,他們已在操作中觸碰了時(shí)間計(jì)量與周期運(yùn)動(dòng)的物理本質(zhì),而這一切無(wú)需公式推導(dǎo),皆在“試錯(cuò)-觀察-修正”的游戲中完成。GLP進(jìn)階編程軟件??兼容積木拖拽與C語(yǔ)言轉(zhuǎn)換,支持9歲以上學(xué)員設(shè)計(jì)復(fù)雜算法,如仿生機(jī)器人避障程序。大顆粒積木早期教育
幼兒搭積木塔專注時(shí)長(zhǎng)達(dá)??35分鐘??,遠(yuǎn)超同齡均值,手眼協(xié)調(diào)精度提升40%。大顆粒積木早期教育
格物斯坦的課程常以文化主題(如元宵燈籠、生肖機(jī)器人)或生活挑戰(zhàn)(如自動(dòng)澆花裝置、智能路燈)為任務(wù)情境。孩子需拆解問題:科學(xué)層面探究光感閾值對(duì)路燈啟動(dòng)的影響;技術(shù)層面配置光敏傳感器;工程層面設(shè)計(jì)防水結(jié)構(gòu)與電源模塊;數(shù)學(xué)層面計(jì)算水量與泵機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)。這種多學(xué)科交織的項(xiàng)目制學(xué)習(xí),指向創(chuàng)造者心智(CreatorMindset)的培育——當(dāng)孩子用紅外傳感器為燈籠編寫“天黑自啟”程序,或設(shè)計(jì)“植物大戰(zhàn)僵尸-四則運(yùn)算版”游戲時(shí),他們已超越技術(shù)使用者,成為用STEM思維改造世界的創(chuàng)新主體。格物斯坦的積木編程學(xué)習(xí),本質(zhì)是以工程實(shí)踐為錨點(diǎn)、以情境問題為驅(qū)動(dòng),將STEM的四維基因編織為兒童可探索、可迭代、可歡呼的成長(zhǎng)路徑。當(dāng)積木的拼插聲與代碼的流光在項(xiàng)目中交響,孩子們收獲的不僅是知識(shí),更是用跨學(xué)科思維**現(xiàn)實(shí)迷題的創(chuàng)造力——這正是STEM教育本真的回響。大顆粒積木早期教育