積木編程課程通過將抽象的編程邏輯轉(zhuǎn)化為可觸摸、可組合的彩色積木模塊,為兒童及初學(xué)者搭建了一座無縫銜接抽象思維與具象操作的橋梁,其主要價(jià)值在于以游戲化的方式多維度能力發(fā)展。在認(rèn)知層面,它將復(fù)雜問題分解為可視化指令塊,如循環(huán)、條件判斷和函數(shù)等,學(xué)習(xí)者通過拖拽拼接積木序列來操控角色或機(jī)器人行為,這一過程不僅規(guī)避了傳統(tǒng)編程的語法門檻,更在潛移默化中錘煉了系統(tǒng)性邏輯思維和問題解決能力——例如設(shè)計(jì)避障機(jī)器人時(shí)需分析傳感器數(shù)據(jù)與馬達(dá)響應(yīng)的因果關(guān)系,逐步構(gòu)建嚴(yán)密的推理鏈條。刷卡編程啟蒙課??針對(duì)5-6歲兒童,用實(shí)體積木指令卡指揮機(jī)器人植樹,環(huán)保主題融入動(dòng)作編程。小顆粒積木編程教具

格物斯坦的積木編程教育對(duì)幼兒編程思維的啟蒙,本質(zhì)上是將抽象的計(jì)算機(jī)邏輯層層解構(gòu)為兒童可觸摸、可交互的物理操作,在“具身認(rèn)知”的體驗(yàn)中完成從動(dòng)作思維到符號(hào)思維的跨越。其具體實(shí)現(xiàn)路徑,既體現(xiàn)在分齡設(shè)計(jì)的硬件工具上,更滲透于情境化的任務(wù)閉環(huán)中。對(duì)于3-4歲幼兒,編程思維的種子是通過點(diǎn)讀筆與大顆粒積木的互動(dòng)埋下的。當(dāng)孩子用點(diǎn)讀筆觸碰積木上的指令區(qū)(如“前進(jìn)”“亮燈”),機(jī)器人即時(shí)執(zhí)行動(dòng)作,這種“觸碰-響應(yīng)”的強(qiáng)反饋機(jī)制,讓孩子直觀理解“指令”與“動(dòng)作”的因果關(guān)系——這是編程比較低層的“事件驅(qū)動(dòng)”邏輯。例如搭建一輛小車時(shí),孩子點(diǎn)擊“馬達(dá)”圖標(biāo)后車輪立刻轉(zhuǎn)動(dòng),他們會(huì)自發(fā)建立“我發(fā)出命令,機(jī)器執(zhí)行命令”的認(rèn)知,而無需知曉背后代碼的存在。中齡段積木搭建風(fēng)扇情緒協(xié)作療愈積木課??通過團(tuán)隊(duì)搭建任務(wù)化解尷尬。

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(dòng)中。以教育場(chǎng)景中的典型項(xiàng)目為例:學(xué)生使用溫度傳感器積木監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù),通過編程平臺(tái)將采集的信息映射為L(zhǎng)ED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(dòng)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(duì)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(jì)飛行動(dòng)作,系統(tǒng)自動(dòng)生成代碼驅(qū)動(dòng)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(shí)凝結(jié)于指尖的拼搭。
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。教師用??積木故障診斷課??引導(dǎo)學(xué)生分析“高塔傾倒因底座不均”,強(qiáng)化工程思維。

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)。合作搭積木:三人協(xié)商分工,塔樓、圍墻、花園各司其職。實(shí)物化編程積木啟蒙益智
前瞻性人才貫通計(jì)劃??從3歲積木搭建到16歲AI研發(fā),培養(yǎng)“創(chuàng)新力-協(xié)作力-問題解決力”三位一體素養(yǎng)。小顆粒積木編程教具
積木通過多維度互動(dòng)機(jī)制成為培養(yǎng)創(chuàng)新思維的高效載體,其主要在于將抽象思維轉(zhuǎn)化為具象操作,在自由創(chuàng)造與結(jié)構(gòu)化挑戰(zhàn)中激發(fā)突破性思考。自由搭建的想象力激發(fā)是首要環(huán)節(jié)——積木的無預(yù)設(shè)組合特性(如任意拼接顏色、形狀各異的模塊)鼓勵(lì)兒童突破常規(guī)框架,嘗試非常規(guī)結(jié)構(gòu)(如懸空橋梁或螺旋塔樓),從而培養(yǎng)發(fā)散性思維。這種“零約束”環(huán)境讓兒童在試錯(cuò)中探索物理規(guī)律(如重力與平衡的對(duì)抗),并通過反復(fù)調(diào)整結(jié)構(gòu)深化對(duì)空間關(guān)系(比例、對(duì)稱)的理解,為創(chuàng)新提供認(rèn)知基礎(chǔ)。小顆粒積木編程教具