小學(xué)低年級(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,為算法競賽或硬件創(chuàng)新項(xiàng)目打下基礎(chǔ)。學(xué)員作品“盲文魔方教學(xué)機(jī)器人”通過??積木編程實(shí)現(xiàn)語音提示??,獲科技創(chuàng)新。點(diǎn)讀編程積木系列套裝

格物斯坦的小顆粒積木編程體系,其教育效果絕非限制于教會(huì)兒童操控機(jī)器人的表層技能,而是通過“實(shí)體搭建-硬件交互-邏輯編程”的三維融合,在兒童認(rèn)知發(fā)展的關(guān)鍵期,悄然構(gòu)建起一座從具象操作跨越到抽象思維的橋梁,讓編程思維如呼吸般自然滲入孩子的創(chuàng)造過程。在結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)層面,小顆粒積木的高精度咬合設(shè)計(jì)讓兒童得以突破靜態(tài)模型的局限,搭建出可動(dòng)態(tài)響應(yīng)的機(jī)械系統(tǒng)。例如,當(dāng)孩子用齒輪組傳動(dòng)結(jié)構(gòu)裝配風(fēng)扇葉片時(shí),他們不僅理解了圓周運(yùn)動(dòng)與風(fēng)力的物理關(guān)系,更通過編程賦予其“智能”:用刷卡編程器組合“觸碰傳感器→電機(jī)啟動(dòng)→延時(shí)停止”的指令序列,風(fēng)扇便能感知人手觸摸自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),十秒后安靜休眠。這種“搭建即設(shè)計(jì),編程即賦靈”的過程,讓兒童親眼見證機(jī)械結(jié)構(gòu)如何從物理傳動(dòng)升級為智能響應(yīng)系統(tǒng),工程思維在螺絲與代碼的咬合中生根發(fā)芽。ABS材質(zhì)積木4歲兒童搭積木塔時(shí)專注35分鐘,遠(yuǎn)超同齡平均水平。

格物斯坦通過“積木無圍墻教育工程”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)測無人機(jī)”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(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。
課程設(shè)計(jì)需分層遞進(jìn):3-4歲聚焦機(jī)械感知與簡單指令,5-6歲引入刷卡編程組合指令序列(如“前進(jìn)→等待→轉(zhuǎn)彎”),并搭配螺絲刀組裝可動(dòng)模型,深化工程思維。多感官聯(lián)動(dòng)是關(guān)鍵——觸覺上采用防吞咽大顆粒積木,聽覺上為指令添加音效(如刷卡時(shí)“嘀嘀”聲),視覺上以ScratchJr彩色動(dòng)畫即時(shí)反饋邏輯效果,讓幼兒在調(diào)試風(fēng)扇轉(zhuǎn)向或讓機(jī)器人跳舞時(shí),通過聲光震動(dòng)獲得成就感。環(huán)境上需打造安全探索空間:圓角桌椅、簡化平板界面(圖標(biāo)替代文字),并鼓勵(lì)親子協(xié)作完成“15分鐘小任務(wù)”,如在家用積木編程讓臺(tái)燈講睡前故事,延續(xù)課堂熱情。幼兒在齒輪咬合的咔嗒聲與動(dòng)畫角色的跳躍中,悄然將邏輯思維種入童趣的土壤——這不僅是學(xué)習(xí)編程,更是用積木講述一則有聲有光的童話。格物斯坦開創(chuàng)??六面拼搭積木結(jié)構(gòu)??,支持12億種組合形態(tài),激發(fā)無限創(chuàng)意空間。

以下是一個(gè)專為4-5歲幼兒設(shè)計(jì)的完整積木編程課程案例——《元宵節(jié)手提燈籠》,結(jié)合機(jī)械搭建、編程邏輯與文化主題,以連貫的故事化任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí):課程從情景故事引入:教師播放元宵節(jié)動(dòng)畫,展示小熊提著燈籠參加燈會(huì)卻迷路的情景,孩子們化身“小小工程師”,任務(wù)是為小熊制作一盞“會(huì)指路的智能燈籠”。孩子們先用大顆粒積木搭建燈籠骨架,學(xué)習(xí)“漢堡包結(jié)構(gòu)”(交叉固定梁)確保穩(wěn)定性,并在底座安裝LED燈模塊和觸碰傳感器,通過電池盒閉合電路理解“電流讓燈亮”的物理原理。積木拼搭時(shí)需涉及比例、對稱,是數(shù)概啟蒙的好教具。點(diǎn)讀編程積木系列套裝
條件判斷積木??幫助學(xué)員理解分支邏輯,應(yīng)用于智能紅綠燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)。點(diǎn)讀編程積木系列套裝
更深遠(yuǎn)的效果在于跨學(xué)科能力的熔鑄。一套風(fēng)扇機(jī)器人項(xiàng)目中,數(shù)學(xué)知識(shí)(如齒輪齒數(shù)比與轉(zhuǎn)速的關(guān)系)、物理學(xué)(平衡扇葉減少振動(dòng))、工程學(xué)(結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)化)被無縫整合:孩子需計(jì)算電機(jī)功率與扇葉重量的匹配度,調(diào)試重心防止抖動(dòng);為提升散熱效率,他們嘗試增加扇葉傾角或調(diào)整電機(jī)脈沖頻率——這實(shí)則是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的雛形。而在“自動(dòng)升旗”任務(wù)中,控制器精細(xì)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速與繩索收放比例,讓勻速上升至桿頂,科技與人文在此刻共振,兒童不僅習(xí)得了閉環(huán)控制邏輯,更體會(huì)到技術(shù)服務(wù)于人類情感的深層價(jià)值。格物斯坦孵化“創(chuàng)造者心智”。當(dāng)孩子為燈籠添加紅外傳感器,編寫“天黑自動(dòng)亮起”的守護(hù)程序;當(dāng)他們在格物斯坦暑期班用Scratch設(shè)計(jì)“植物大戰(zhàn)僵尸-四則運(yùn)算版”,將數(shù)學(xué)練習(xí)轉(zhuǎn)化為游戲關(guān)卡——編程不再是工具,而成為表達(dá)思想的語言。這種從“解決問題”到“創(chuàng)造意義”的升華,正是格物斯坦小顆粒積木編程的深邃回響:它讓兒童在積木的咔嗒聲與代碼的流光中,成長為數(shù)字時(shí)代的造物詩人。點(diǎn)讀編程積木系列套裝