格物斯坦所自主研究的積木編程學(xué)習(xí)對STEM理念的踐行,絕非簡單地將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四門學(xué)科機械疊加,而是通過“實體搭建-硬件交互-邏輯編程”的閉環(huán)設(shè)計,讓兒童在解決真實問題的過程中,自然浸潤跨學(xué)科思維,然后實現(xiàn)從“知識積累”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”的有機學(xué)習(xí)生態(tài)。積木編程納入浙江、上海等地??信息技術(shù)必修課??,小學(xué)生用積木設(shè)計“智能垃圾分類系統(tǒng)”。傳奇系列積木刷卡編程
幼兒玩積木的樂趣,源于那一方小小的木塊中蘊藏的無限可能性——當(dāng)孩子將一塊積木疊上另一塊時,指尖的觸感與不斷堆高的塔樓,讓他們體驗到創(chuàng)造的具象化:紅色方塊可以是屋頂,圓柱是城堡的塔尖,歪斜的搖晃后轟然倒塌的瞬間,又成了重力與平衡的生動課堂。他們不僅是在搭建結(jié)構(gòu),更是在構(gòu)建一個由自己主宰的微型世界:小熊的房屋需要圓拱門,火車軌道必須穿過“山洞”,每一次成功的拼接都是想象力的勝利,而每一次倒塌后的重建,則悄然錘煉著耐心與抗挫力。這種樂趣的本質(zhì),是自由創(chuàng)造帶來的掌控感、具象化探索的感官刺激,以及從失敗中重燃斗志的原始滿足。圖形化積木課堂積木教具公差精度達(dá)??0.01mm??,高剛性結(jié)構(gòu)件確保機器人動作穩(wěn)定性,滿足競賽級性能需求。
兒童編程啟蒙(5-12歲)ScratchJr:簡化版積木編程,創(chuàng)作互動故事,培養(yǎng)基礎(chǔ)邏輯。機器人任務(wù)挑戰(zhàn):如編程讓積木小車沿黑線行駛,或搬運指定物品,融合工程與算法思維。STEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)科學(xué)實驗:用 Arduino積木 編程控制溫濕度傳感器,記錄植物生長環(huán)境數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)應(yīng)用:在 Blockly 中編寫積木程序,生成幾何圖形或驗證數(shù)學(xué)公式。團(tuán)隊協(xié)作與競賽多人協(xié)作項目:分組搭建大型積木場景(如智能城市),分工編程交通燈、感應(yīng)門等模塊。機器人賽事:參與 WRO(世界機器人奧林匹克) 等比賽,用編程積木解決實際挑戰(zhàn)
格物斯坦積木的分齡編程工具鏈,將計算機科學(xué)的概念降維至兒童認(rèn)知水平:3-4歲的點讀筆編程,通過“觸碰積木→機器人響應(yīng)”的即時反饋,建立事件驅(qū)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(jìn)→右轉(zhuǎn)→亮燈”的指令序列,理解順序執(zhí)行的不可逆性,調(diào)試卡片順序的過程即調(diào)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(zhuǎn)向,或嵌套循環(huán)模塊控制機械臂重復(fù)抓取,則是條件分支與循環(huán)結(jié)構(gòu)的具象內(nèi)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(rèn)知理論,使編程思維如呼吸般自然。精度物理引擎支持??積木編程預(yù)演??,學(xué)生在仿真環(huán)境中測試風(fēng)力扇葉傾角,調(diào)試效率提升50%。
進(jìn)入編程階段,教師需將代碼邏輯具象化為可操作的指令卡片。例如讓孩子用刷卡編程器組合“觸碰傳感器→亮燈→播放音樂→等待5秒→熄燈”的序列,通過拖拽卡片的動作,直觀感受“順序執(zhí)行”不可顛倒的因果關(guān)系。當(dāng)孩子發(fā)現(xiàn)燈籠未按預(yù)期亮起時,正是教學(xué)黃金時機:鼓勵小組合作排查電池方向、卡片順序或傳感器接觸問題,在調(diào)試中理解“輸入(觸發(fā))-處理(程序)-輸出(響應(yīng))”的完整鏈條,此時教師可追問“如果希望燈籠天黑自動亮,該換什么傳感器?”,為后續(xù)課程埋下伏筆。舊手機改造積木智能花盆??項目,電子垃圾再生率提升50%,入選青少年環(huán)保創(chuàng)新展。傳奇系列積木刷卡編程
GLP進(jìn)階編程軟件??兼容積木拖拽與C語言轉(zhuǎn)換,支持9歲以上學(xué)員設(shè)計復(fù)雜算法,如仿生機器人避障程序。傳奇系列積木刷卡編程
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(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(yuǎn)程雙師課堂,學(xué)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(shù)與積木機器人,推出全球較早積木腦機接口訓(xùn)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(wù),精細(xì)率超行業(yè)實驗室水平。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)練中重建行動信心。這種“科技+人文”的創(chuàng)新,彰顯積木教育的包容性價值。