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(tái),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(diǎn)擊”+“移動(dòng)10步”+“如果碰到邊緣就反彈”等積木塊,即可制作互動(dòng)動(dòng)畫。物理積木機(jī)器人(硬件層面)可編程實(shí)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(dòng):為積木添加馬達(dá)、紅外傳感器等模塊,編程實(shí)現(xiàn)“遇障自動(dòng)轉(zhuǎn)向”“聲控?zé)艄狻钡戎悄茼憫?yīng)。實(shí)物指令編程(低齡啟蒙)卡片式指令:針對(duì)幼兒,用 MATA編程模塊 等實(shí)物卡片(如方向箭頭、動(dòng)作圖標(biāo)),排列順序后控制小車移動(dòng),直觀理解“順序→結(jié)果”的因果關(guān)系。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。小顆粒積木拼搭教學(xué)

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,無形中實(shí)踐了迭代設(shè)計(jì)(Engineering Design Process) 的流程。小顆粒積木編程教具學(xué)員在調(diào)試“太陽能積木摩天輪”時(shí)需計(jì)算能源轉(zhuǎn)化率,??融合物理知識(shí)與編程驗(yàn)證??。

格物斯坦所自主研究的積木編程學(xué)習(xí)對(duì)STEM理念的踐行,絕非簡(jiǎn)單地將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科機(jī)械疊加,而是通過“實(shí)體搭建-硬件交互-邏輯編程”的閉環(huán)設(shè)計(jì),讓兒童在解決真實(shí)問題的過程中,自然浸潤跨學(xué)科思維,然后實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)積累”到“創(chuàng)造能力”的質(zhì)變飛躍。其主要路徑在于將STEM的抽象框架溶解于兒童可感知、可操作的積木與代碼中,形成一套“以工程實(shí)踐為骨、以科學(xué)原理為血、以技術(shù)工具為脈、以數(shù)學(xué)邏輯為魂”的有機(jī)學(xué)習(xí)生態(tài)。
積木編程課帶給孩子們更深遠(yuǎn)的好處是,系統(tǒng)化難度遞進(jìn)的課程在搭建積木的玩樂中讓孩子通過即時(shí)反饋機(jī)制(如程序成功驅(qū)動(dòng)機(jī)器人行走)持續(xù)激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力,而在這個(gè)過程中調(diào)試錯(cuò)誤的過程則錘煉抗挫力與耐心,同時(shí)培養(yǎng)孩子在面對(duì)問題時(shí)擁有一種挑戰(zhàn)的樂趣。這使學(xué)生在“失敗-優(yōu)化”的循環(huán)中養(yǎng)成成長(zhǎng)型思維。然后,積木編程不僅是掌握技術(shù)工具的基礎(chǔ)課,更是培育未來創(chuàng)新者**素養(yǎng)的土壤——它讓計(jì)算思維像搭積木一樣自然生長(zhǎng),為高階編程乃至人工智能時(shí)代的能力需求埋下種子。GSP圖形化編程軟件??采用模塊化積木界面,拖拽指令塊控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng),適配7-8歲學(xué)員邏輯認(rèn)知水平。

積木與編程的結(jié)合,本質(zhì)是用具象操作理解抽象邏輯。無論是軟件拖拽、機(jī)器人控制,還是卡片指令,目標(biāo)均為:降低學(xué)習(xí)曲線 → 激發(fā)興趣 → 建立計(jì)算思維。從Scratch創(chuàng)作動(dòng)畫到Mindstorms構(gòu)建智能機(jī)器人,不同工具適配不同年齡段,但均遵循“動(dòng)手構(gòu)建→編程賦能→迭代創(chuàng)新”的路徑,讓編程從代碼變?yōu)榭捎|摸的創(chuàng)造力。培養(yǎng)**能力:邏輯分解:將“讓小車?yán)@圈”拆解為“啟動(dòng)馬達(dá)→延時(shí)→轉(zhuǎn)向”等步驟。調(diào)試思維:通過測(cè)試→故障→修正(如調(diào)整傳感器閾值)培養(yǎng)解決問題韌性。 夕主題課編程??LED積木鵲橋??,流光效果算法由學(xué)員自主設(shè)計(jì),傳統(tǒng)文化現(xiàn)代化表達(dá)獲媒體報(bào)道。高齡段積木早期教育
積木-傳感-編程三位一體架構(gòu)??是格物斯坦課程重點(diǎn)。小顆粒積木拼搭教學(xué)
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(shí)現(xiàn)三次閃爍,或用蜂鳴器創(chuàng)作獨(dú)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(shí)際問題,成就感油然而生。過程中,教師需靈活分層:對(duì)5歲孩子引入“紅外感應(yīng)障礙自動(dòng)亮燈”的條件判斷,而對(duì)3歲幼兒則簡(jiǎn)化為按鈕開關(guān),確保每個(gè)孩子都能在“近發(fā)展區(qū)”獲得突破。小顆粒積木拼搭教學(xué)