格物斯坦的大顆粒積木玩具之所以在早期教育領(lǐng)域脫穎而出,并非因?yàn)槠湮锢硇螒B(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(xué)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(dú)特的“可觸摸的思維成長體系”。從物理設(shè)計上看,這些積木嚴(yán)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(fēng)險;無毛刺的圓潤邊角保護(hù)嬌嫩皮膚;高精度的咬合設(shè)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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性,這種“低挫敗感”的體驗(yàn)讓幼兒在反復(fù)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(chǔ)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(xué)概念的具象教具:當(dāng)孩子發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)各需三根紅梁才能支撐屋頂時,幾何與力學(xué)的種子已悄然埋下。4歲兒童搭積木塔時專注35分鐘,遠(yuǎn)超同齡平均水平。高齡段積木系列

編程環(huán)節(jié)聚焦“輸入-輸出”邏輯:孩子們用刷卡編程器組合指令卡——例如將“觸碰傳感器”卡片(輸入)與“亮燈+播放音樂”卡片(輸出)按順序排列,形成“摸燈籠把手→亮黃燈+唱《新年好》→等待5秒→熄燈”的指令序列。當(dāng)燈籠因電路松動或卡片順序錯誤未亮?xí)r,教師引導(dǎo)幼兒合作排查:“電池金屬片要對準(zhǔn)彈簧嗎?”、“是否漏了‘開始’卡片?”,在調(diào)試中強(qiáng)化“順序執(zhí)行”的編程邏輯。創(chuàng)意拓展階段:孩子們?yōu)闊艋\添加彩色透光積木外殼,觀察光線透過紅、藍(lán)積木的色彩變化;進(jìn)階組用“循環(huán)卡”讓燈籠閃爍三次模擬“求救信號”,或用蜂鳴器替換音樂卡創(chuàng)作“叮咚”提示音。孩子們分組模擬燈會,當(dāng)“迷路小熊”靠近時,輕觸燈籠觸發(fā)聲光指引,在角色扮演中理解編程如何解決生活問題。自主研發(fā)的積木空間學(xué)員積木作品“災(zāi)區(qū)生命探測機(jī)器人”亮相國際科創(chuàng)展,??紅外傳感積木模塊??實(shí)現(xiàn)定位。

從積木到編程,樂趣的共通內(nèi)核在于游戲與創(chuàng)造的融合:積木是可觸摸的想象力畫布,編程則是動態(tài)的邏輯魔法棒。前者讓孩子在三維空間中驗(yàn)證物理世界的規(guī)則,后者則引導(dǎo)他們在數(shù)字維度編織行為的因果;積木倒塌時的笑聲與程序調(diào)試成功時的歡呼,同樣源于人類本真的沖動——用自己的雙手,讓思想落地為現(xiàn)實(shí)。而當(dāng)兩者結(jié)合時(如用積木搭建機(jī)器人骨架,再編程賦予其行動邏輯),幼兒的樂趣便升維為一種“跨界創(chuàng)造”的狂喜:他們既是建筑師,又是魔法師,在虛實(shí)交織的樂園里,用木塊與代碼共同書寫著屬于自己的創(chuàng)世記。
以下是一個專為4-5歲幼兒設(shè)計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)動學(xué)習(xí):課程從情景故事引入:教師播放元宵節(jié)動畫,展示小熊提著燈籠參加燈會卻迷路的情景,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。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。

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(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(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: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:針對幼兒,用 MATA編程模塊 等實(shí)物卡片(如方向箭頭、動作圖標(biāo)),排列順序后控制小車移動,直觀理解“順序→結(jié)果”的因果關(guān)系。開源金屬積木編程??突破塑料件局限,高中生用舵機(jī)積木模塊組裝承重機(jī)械臂,榫卯精度達(dá)0.1mm。高齡段積木系列
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,傳統(tǒng)文化現(xiàn)代化表達(dá)獲媒體報道。高齡段積木系列
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(xué)生使用溫度傳感器積木監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù),通過編程平臺將采集的信息映射為LED亮度變化,再結(jié)合云端AI積木實(shí)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(jìn)階應(yīng)用中,廈門大學(xué)的“無人機(jī)編隊系統(tǒng)”進(jìn)一步彰顯了這種整合的深度——學(xué)生拖拽“上升”“旋轉(zhuǎn)”等積木塊設(shè)計飛行動作,系統(tǒng)自動生成代碼驅(qū)動實(shí)體無人機(jī)群協(xié)同表演,過程中需融合物理平衡(陀螺儀數(shù)據(jù)補(bǔ)償機(jī)身傾斜)、幾何拓?fù)洌ǘ鄼C(jī)路徑避障)與藝術(shù)表達(dá)(燈光節(jié)奏編程),將數(shù)學(xué)、工程、美學(xué)的跨學(xué)科知識凝結(jié)于指尖的拼搭。
高齡段積木系列