格物斯坦將創客教育定義為“真實問題的工程化解決”,其課程設計聚焦跨學科挑戰:在初中階段,學生分組開發“智能家居系統”,需綜合電路搭建(電子積木模塊)、傳感器調試(如光敏模塊分級控制燈光)、編程邏輯(Arduino控制指令),培養硬件整合與算法思維;在IRM國際機器人創客大賽中,青少年團隊利用開源控制器和金屬結構件設計“災區生命探測機器人”,結合超聲定位與機械臂救援模塊,將課堂知識轉化為社會應急方案;特殊教育場景中,腦電波傳感器與機械臂結合,讓自閉癥兒童通過專注力閾值控制機器人運動速度,行為干預有效率達40%,體現技術普惠的創客倫理。金屬十合一開源課程分三級36課時,貫通機械-電子-代碼三維技能。階梯進階式開源結構件
格物斯坦自主研發的這套開源系列課程是其根據中國本土化stem教育生態中面向10歲以上青少年的更高階實踐平臺,深度融合工業級硬件與開源軟件生態,通過“機械結構+電子電路+算法編程”的三維整合,構建了從機械和編程的基礎認知到對其創新研發的完整路徑。該系列課程以高精度的金屬結構件(0.01毫米公差精度)與專門研發的開源控制器(如GC-500/GC-600)為很重要的載體,結合分層級編程工具鏈,精確適配不同年齡段學生的認知發展與創新能力需求。階梯進階式開源結構件電子積木模塊實現電路入門,結合微型機床培養“數字匠人”技能。
開源系列鮮明的特質在于其全棧開放的設計哲學。硬件上,產品采用鋁合金機身,支持快速拆裝,機械結構、電子模塊、軟件接口均遵循模塊化設計原則。這種設計不僅賦予產品工業級的耐用性,更讓學習者能像工程師一樣自由組合傳感器、控制器與執行器,例如通過兼容Arduino擴展板接入溫濕度傳感器或舵機,或將Scratch圖形化程序無縫轉化為Arduino代碼進行底層優化。軟件層面,Gscratch編程平臺在繼承Scratch 2.0易用性的同時,深度整合了硬件交互模塊一一學生拖拽“超聲波避障”積木塊時,實際是在操控GC-500控制器驅動真實傳感器,而平臺提供的“代碼可視化”功能可一鍵將圖形程序轉為C語言,實現從可視化編程到工業級開發的平滑過渡。這種“圖形化入門、代碼級深入”的雙軌設計,既降低了學習門檻,又為高階探索保留了空間。
開源課程的優勢在于 “產學研賽一體化”生態:工具鏈貫通:從圖形化編程(GScratch)到工業級開發(ROS/Arduino),學生可在“格物”仿真平臺預演算法(如抗強風機械臂運動策略),再部署至實體硬件驗證,壓縮研發周期;場景化創新:課程嵌入真實社會議題,如山區學生開發“智能澆花系統”,通過土壤濕度傳感器觸發機械臂灌溉指令,或參與IRM國際機器人創客大賽,設計火源定位誤差小于2米的林火監測無人機;開源社區協作:OpenLoong平臺共享3D模型與代碼庫(如“全自動象棋機器人”方案),學生可復用成熟模塊聚焦功能優化,而企業如優必選、宇樹科技亦基于其硬件架構二次開發,將傳統需500萬元投入的機械臂原型壓縮至單人5天完成。移動端App實現遙控、語音控制及“你畫我跑”等交互玩法。
關于金屬開源系列課程一一低齡段(10-13歲) 以 Gbot機器人課程 為起點,學生通過36課時的項目實踐,從Scratch圖形化編程切入硬件交互。例如,在“螳螂機器人”項目中,學生需設計多關節機械結構,結合巡線傳感器與超聲模塊實現動態避障;而“智能伸縮門”項目則要求學生運用限位開關與藍牙模塊,調試電機扭矩與齒輪傳動系統,理解物理信號到數字指令的轉換邏輯。課程同步引入 GScratch軟件,支持圖形化指令一鍵轉譯為Arduino C代碼,為高階開發架設橋梁。陀螺儀數據強化平衡車算法,模擬八級強風環境優化抗擾策略。圍繞stem教育的開源開放共享
全自動升旗項目開源代碼,用程序演繹科技與人文交融。階梯進階式開源結構件
格物斯坦的開源金屬結構件以0.01毫米公差精度(工業級標準)和鋁合金材質為主,支持反復拆裝而不變形,同時預留標準化接口(IC、UART、GPIO),兼容300余種電子模塊(如超聲傳感器、溫濕度傳感器、舵機等)。這種設計讓學生無需專業工具即可徒手搭建復雜機械系統(如六足仿生螞蟻或智能澆花機械臂),既保障了工程可靠性,又極大降低了物理實現的壁壘。例如,山區學生可利用土壤濕度傳感器觸發機械臂灌溉指令,解決農業實際問題;高中生則能開發“林火監測無人機”,通過紅外傳感器實現火源定位誤差小于2米。階梯進階式開源結構件