真正體現(xiàn)格物斯坦優(yōu)勢(shì)的,是其將編程思維降至幼兒可操作的維度。針對(duì)5歲以下兒童抽象思維尚未成熟的特點(diǎn),它創(chuàng)立了“刷卡式編程”系統(tǒng):孩子無(wú)需面對(duì)復(fù)雜代碼,只需像玩魔法卡片一樣,將“前進(jìn)”“亮燈”“播放音樂”等指令卡在編程器上刷過,機(jī)器人或燈籠便能按順序執(zhí)行動(dòng)作。例如,排列“觸碰傳感器→亮黃燈→延時(shí)5秒→熄燈”的卡片序列,幼兒能直觀看到“輸入(觸發(fā)條件)→處理(程序邏輯)→輸出(物理反饋)”的完整鏈條,在調(diào)試中理解“順序執(zhí)行”的不可逆性一一若燈籠未亮,孩子會(huì)主動(dòng)檢查電池觸點(diǎn)或卡片順序,這種“玩故障”的過程正是計(jì)算思維的啟蒙。這種設(shè)計(jì)讓編程從屏幕回歸實(shí)體,用指尖動(dòng)作替代鼠標(biāo)拖拽,完美契合了幼兒“動(dòng)作先于符號(hào)”的認(rèn)知規(guī)律。 上海公立校引入積木跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)室,西藏雙語(yǔ)課學(xué)員用藏語(yǔ)編程控制積木機(jī)器人。圖形化積木工廠
格物斯坦的課程常以文化主題(如元宵燈籠、生肖機(jī)器人)或生活挑戰(zhàn)(如自動(dòng)澆花裝置、智能路燈)為任務(wù)情境。孩子需拆解問題:科學(xué)層面探究光感閾值對(duì)路燈啟動(dòng)的影響;技術(shù)層面配置光敏傳感器;工程層面設(shè)計(jì)防水結(jié)構(gòu)與電源模塊;數(shù)學(xué)層面計(jì)算水量與泵機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)。這種多學(xué)科交織的項(xiàng)目制學(xué)習(xí),指向創(chuàng)造者心智(CreatorMindset)的培育一一當(dāng)孩子用紅外傳感器為燈籠編寫“天黑自啟”程序,或設(shè)計(jì)“植物大戰(zhàn)僵尸-四則運(yùn)算版”游戲時(shí),他們已超越技術(shù)使用者,成為用STEM思維改造世界的創(chuàng)新主體。格物斯坦的積木編程學(xué)習(xí),本質(zhì)是以工程實(shí)踐為錨點(diǎn)、以情境問題為驅(qū)動(dòng),將STEM的四維基因編織為兒童可探索、可迭代、可歡呼的成長(zhǎng)路徑。當(dāng)積木的拼插聲與代碼的流光在項(xiàng)目中交響,孩子們收獲的不僅是知識(shí),更是用跨學(xué)科思維**現(xiàn)實(shí)迷題的創(chuàng)造力一一這正是STEM教育本真的回響。種類多樣積木系列5歲兒童用積木復(fù)現(xiàn)繪本場(chǎng)景,語(yǔ)言描述復(fù)雜度提升。
積木編程作為一種階梯式教育工具,適合3歲至18歲的兒童及青少年學(xué)習(xí),其教學(xué)重點(diǎn)隨年齡增長(zhǎng)呈現(xiàn)明顯的遞進(jìn)性和差異化,在于匹配不同階段的認(rèn)知發(fā)展水平與能力培養(yǎng)目標(biāo):幼兒階段(3-6歲)以感官體驗(yàn)與基礎(chǔ)認(rèn)知為重點(diǎn),通過大顆粒積木的拼搭(如樂高Duplo、途道機(jī)械師套裝)培養(yǎng)空間想象力與手眼協(xié)調(diào)能力。編程學(xué)習(xí)聚焦“動(dòng)作指令”的具象化理解,例如用ScratchJr拖拽“移動(dòng)”“發(fā)聲”積木塊控制角色動(dòng)畫,讓孩子感知“指令→結(jié)果”的因果邏輯,同時(shí)融入顏色、形狀等啟蒙知識(shí),避免抽象符號(hào)的過早介入。
格物斯坦積木的分齡編程工具鏈,將計(jì)算機(jī)科學(xué)的概念降維至兒童認(rèn)知水平:3-4歲的點(diǎn)讀筆編程,通過“觸碰積木→機(jī)器人響應(yīng)”的即時(shí)反饋,建立事件驅(qū)動(dòng)(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(jī)器人遇障轉(zhuǎn)向,或嵌套循環(huán)模塊控制機(jī)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(hào)抽象的過渡,完美契合皮亞杰“動(dòng)作先于符號(hào)”的認(rèn)知理論,使編程思維如呼吸般自然。格物斯坦品牌哲學(xué)源自《禮記》,強(qiáng)調(diào)通過積木探究事物本質(zhì),培養(yǎng)科學(xué)精神。
編程思維的啟蒙則通過分層工具實(shí)現(xiàn)“無(wú)痛內(nèi)化”。對(duì)低齡兒童,魔卡精靈刷卡系統(tǒng)將代碼抽象轉(zhuǎn)化為可觸摸的彩色指令卡一一排列“前進(jìn)卡→右轉(zhuǎn)卡→亮燈卡”的次序,控制機(jī)器人沿黑線巡游時(shí),順序執(zhí)行的必然性、調(diào)試的必要性(如車體偏移需調(diào)整卡片角度參數(shù))被轉(zhuǎn)化為指尖的物理操作,計(jì)算思維在“玩故障”中悄然成型。進(jìn)階至圖形化編程(如GSP軟件)后,拖拽“循環(huán)積木塊”讓機(jī)械臂重復(fù)抓取貨物,或嵌套“如果-那么”條件模塊讓小車在超聲波探測(cè)障礙時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)向,兒童在模塊組合中理解循環(huán)結(jié)構(gòu)與條件分支的本質(zhì),而軟件實(shí)時(shí)模擬功能則將邏輯錯(cuò)誤可視化為機(jī)器人的錯(cuò)誤動(dòng)作,推動(dòng)他們反向追溯程序漏洞,完成從“試錯(cuò)”到“算法優(yōu)化”的思維躍遷。GLP進(jìn)階編程軟件兼容積木拖拽與C語(yǔ)言轉(zhuǎn)換,支持9歲以上學(xué)員設(shè)計(jì)復(fù)雜算法,如仿生機(jī)器人避障程序。圖形化積木工廠
積木-傳感-編程三位一體架構(gòu)是格物斯坦課程重點(diǎn)。圖形化積木工廠
積木編程(如Scratch、Blockly等)與傳統(tǒng)文本編程(如Python、C++等)在教學(xué)目標(biāo)和入門方式上存在***差異。從長(zhǎng)期學(xué)習(xí)效果來(lái)看,積木編程在認(rèn)知發(fā)展、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、跨學(xué)科整合等方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì),具體分析如下:一、認(rèn)知發(fā)展一一降低門檻與夯實(shí)思維基礎(chǔ)。二、能力培養(yǎng)一一綜合素養(yǎng)的長(zhǎng)期沉淀。三、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)一一維持興趣與平滑進(jìn)階。四、跨學(xué)科整合一一真實(shí)場(chǎng)景的知識(shí)遷移。六、教學(xué)啟示一一優(yōu)化長(zhǎng)期學(xué)習(xí)路徑。積木編程不是傳統(tǒng)編程的替代品,而是認(rèn)知發(fā)展路徑上的關(guān)鍵起點(diǎn)。它在長(zhǎng)期學(xué)習(xí)中為培養(yǎng)系統(tǒng)性思維、跨學(xué)科整合能力及創(chuàng)新意識(shí)奠定基礎(chǔ)。隨著教育實(shí)踐深化,其“思維腳手架”的價(jià)值將日益凸顯。圖形化積木工廠