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發(fā)布時(shí)間:2025-09-18
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(guò)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)系一一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(chē)時(shí),孩子點(diǎn)擊“馬達(dá)”圖標(biāo)后車(chē)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(wú)需知曉背后代碼的存在。格物斯坦與50所學(xué)校共建校本課程,90%家長(zhǎng)因見(jiàn)證孩子創(chuàng)造力成長(zhǎng)主動(dòng)續(xù)費(fèi)。高齡段積木編程教材
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(hù)通過(guò)拖拽組合“事件”“循環(huán)”“條件判斷”等積木,形成程序邏輯,無(wú)需記憶語(yǔ)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(huà)。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(chē)、機(jī)械臂),再通過(guò)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(chē)移動(dòng),直觀理解“順序→結(jié)果”的因果關(guān)系。高齡段積木編程教材四維教學(xué)法(實(shí)踐-體驗(yàn)-探究-分享)應(yīng)用于積木課堂:學(xué)生搭建古建筑后登臺(tái)展示燈光控制程序。
格物斯坦通過(guò)“積木無(wú)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(jí)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(cè)無(wú)人機(jī)”已獲采購(gòu)。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(lái)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(guò)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(jí)觸覺(jué)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?xún)r(jià)值。
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(lè)中讓孩子通過(guò)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(guò)程中調(diào)試錯(cuò)誤的過(guò)程則錘煉抗挫力與耐心,同時(shí)培養(yǎng)孩子在面對(duì)問(wèn)題時(shí)擁有一種挑戰(zhàn)的樂(lè)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(lái)創(chuàng)新者**素養(yǎng)的土壤一一它讓計(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。情緒協(xié)作療愈積木課通過(guò)團(tuán)隊(duì)搭建任務(wù)化解尷尬。
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(wú)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(huà)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(chē)?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(guò)測(cè)試→故障→修正(如調(diào)整傳感器閾值)培養(yǎng)解決問(wèn)題韌性。 學(xué)員積木作品“災(zāi)區(qū)生命探測(cè)機(jī)器人”亮相國(guó)際科創(chuàng)展,紅外傳感積木模塊實(shí)現(xiàn)定位。高齡段積木編程教材
團(tuán)隊(duì)搭建“未來(lái)城市”沙盤(pán)需分工協(xié)作,培養(yǎng)跨學(xué)科問(wèn)題解決力。高齡段積木編程教材
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(wú)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(guò)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(yǔ)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(mén)大學(xué)的“無(wú)人機(jī)編隊(duì)系統(tǒng)”進(jìn)一步彰顯了這種整合的深度一一學(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(wú)人機(jī)群協(xié)同表演,過(guò)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。
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