进入编程阶段,教师需将代码逻辑具象化为可操作的指令卡片。例如让孩子用刷卡编程器组合“触碰传感器→亮灯→播放音乐→等待5秒→熄灯”的序列,通过拖拽卡片的动作,直观感受“顺序执行”不可颠倒的因果关系。当孩子发现灯笼未按预期亮起时,正是教学黄金时机:鼓励小组合作排查电池方向、卡片顺序或传感器接触问题,在调试中理解“输入(触发)-处理(程序)-输出(响应)”的完整链条,此时教师可追问“如果希望灯笼天黑自动亮,该换什么传感器?”,为后续课程埋下伏笔。学员积木作品“灾区生命探测机器人”亮相国际科创展,红外传感积木模块实现定位。机器人编程积木启蒙编程
上好一节积木搭建编程课程,关键在于将抽象的逻辑思维转化为孩子可触摸的创造过程,以“问题驱动”为主线,在“搭建-编程-调试”的闭环中激发深度参与。课程开始前,教师需创设一个真实的生活情境——例如“帮迷路的小熊设计一盏会指路的智能灯笼”,用故事点燃孩子的探索欲。在搭建环节,引导孩子观察灯笼的物理结构,学习“汉堡包交叉固定法”提升稳定性,同时将LED灯、触碰传感器等电子元件融入底座,让孩子在拼插齿轮、连接电路的过程中理解“闭合回路产生光亮”的机械原理,此时教师可通过提问“如果想让灯笼更稳,底座积木该怎么排列?”自然渗透工程思维。小颗粒积木编程功能条件判断积木帮助学员理解分支逻辑,应用于智能红绿灯系统设计。
格物斯坦所自主研究的积木编程学习对STEM理念的践行,绝非简单地将科学、技术、工程、数学四门学科机械叠加,而是通过“实体搭建-硬件交互-逻辑编程”的闭环设计,让儿童在解决真实问题的过程中,自然浸润跨学科思维,然后实现从“知识积累”到“创造能力”的质变飞跃。其主要路径在于将STEM的抽象框架溶解于儿童可感知、可操作的积木与代码中,形成一套“以工程实践为骨、以科学原理为血、以技术工具为脉、以数学逻辑为魂”的有机学习生态。
积木是一种模块化的拼插类玩具,通常由立方体或其他几何形状的木质、塑料(如ABS、EPP)、布质等材料制成,表面常装饰字母、图画或纹理,可通过排列、堆叠、插接等方式组合成房屋、动物、交通工具等立体造型。其价值在于激发创造力和空间思维——儿童在自由搭建过程中需规划结构、选择组件,不仅锻炼手眼协调与精细动作能力,还能深入理解重力、平衡、比例等物理概念,并逐步培养数学思维(如对称、分类)和问题解决能力。格物斯坦将积木和编程结合,锻炼孩子方方面面。 积木编程中的循环积木块直观训练逻辑推理能力,学生可设计自动安全门程序。
小学低年级(6-9岁)重点转向逻辑思维的系统构建。学生通过Scratch等图形化工具学习编程三大结构:顺序执行(指令链条)、循环控制(重复动作)、条件判断(如“碰到边缘反弹”),并开始结合硬件(如WeDo机器人)实现基础软硬件联动。例如用循环积木编程让机器人沿黑线巡迹,在实践中理解传感器反馈与程序响应的关系,同步培养问题分解能力和调试耐心。小学高年级至初中(10-15岁)深化算法设计与跨学科整合。教学强调变量、函数、事件响应等高级概念的应用,例如用Scratch克隆体制作弹幕游戏,或通过Micro:bit传感器积木采集环境数据驱动LED阵列。此阶段突出项目制学习(PBL),如设计“智能浇花系统”需综合湿度传感(科学)、条件判断(编程)、机械结构(工程),并逐步引入Python文本编程作为过渡,为算法竞赛或硬件创新项目打下基础。夏令营“积木交响乐”活动:不同材质积木敲击声组成音阶,融合声学原理与艺术创作。机器人编程积木启蒙编程
山区小学用废旧木材自制积木,成本降低80%,普惠教育入选教育部创新案例。机器人编程积木启蒙编程
编程环节聚焦“输入-输出”逻辑:孩子们用刷卡编程器组合指令卡——例如将“触碰传感器”卡片(输入)与“亮灯+播放音乐”卡片(输出)按顺序排列,形成“摸灯笼把手→亮黄灯+唱《新年好》→等待5秒→熄灯”的指令序列。当灯笼因电路松动或卡片顺序错误未亮时,教师引导幼儿合作排查:“电池金属片要对准弹簧吗?”、“是否漏了‘开始’卡片?”,在调试中强化“顺序执行”的编程逻辑。创意拓展阶段:孩子们为灯笼添加彩色透光积木外壳,观察光线透过红、蓝积木的色彩变化;进阶组用“循环卡”让灯笼闪烁三次模拟“求救信号”,或用蜂鸣器替换音乐卡创作“叮咚”提示音。孩子们分组模拟灯会,当“迷路小熊”靠近时,轻触灯笼触发声光指引,在角色扮演中理解编程如何解决生活问题。机器人编程积木启蒙编程