格物斯坦通过“积木无围墙教育工程”将机器人教育下沉至乡村学校。自主研发的300余种结构件与20多种传感器,可组合出12亿种机器人形态,为山区孩子提供与城市同质的科创资源。例如,捐赠的机器人实验室配备工业级精度(0.01mm公差)积木教具,支持远程双师课堂,学生用积木搭建的“林火监测无人机”已获采购。这一工程不仅缩小城乡教育差距,更让积木成为连接未来与现实的桥梁。格物斯坦融合脑电波控制技术与积木机器人,推出全球较早积木脑机接口训练系统。视障儿童通过脑电波指令控制积木机器人动作,完成触感编程任务,精细率超行业实验室水平。该系统延伸自脑控义肢课程,结合高精度力矩传感器与柔性电子皮肤,实现0.1N级触觉反馈,让特殊儿童在康复训练中重建行动信心。这种“科技+人文”的创新,彰显积木教育的包容性价值。

积木编程作为一种阶梯式教育工具,适合3岁至18岁的儿童及青少年学习,其教学重点随年龄增长呈现明显的递进性和差异化,在于匹配不同阶段的认知发展水平与能力培养目标:幼儿阶段(3-6岁)以感官体验与基础认知为重点,通过大颗粒积木的拼搭(如乐高Duplo、途道机械师套装)培养空间想象力与手眼协调能力。编程学习聚焦“动作指令”的具象化理解,例如用ScratchJr拖拽“移动”“发声”积木块控制角色动画,让孩子感知“指令→结果”的因果逻辑,同时融入颜色、形状等启蒙知识,避免抽象符号的过早介入。积木编程玩法普惠教育实践:向乡村学校捐赠300余种积木教具,远程双师课堂惠及5万名山区儿童。

从积木到编程,乐趣的共通内核在于游戏与创造的融合:积木是可触摸的想象力画布,编程则是动态的逻辑魔法棒。前者让孩子在三维空间中验证物理世界的规则,后者则引导他们在数字维度编织行为的因果;积木倒塌时的笑声与程序调试成功时的欢呼,同样源于人类本真的冲动——用自己的双手,让思想落地为现实。而当两者结合时(如用积木搭建机器人骨架,再编程赋予其行动逻辑),幼儿的乐趣便升维为一种“跨界创造”的狂喜:他们既是建筑师,又是魔法师,在虚实交织的乐园里,用木块与代码共同书写着属于自己的创世记。
5-6岁儿童则通过刷卡编程实现逻辑序列的具象化。格物斯坦创立的魔卡精灵系统,将“前进10厘米”“左转90度”“播放音效”等指令转化为彩色塑料卡片。孩子们像排列故事卡片一样组合指令序列,刷卡瞬间机器人依序执行。这一过程中,顺序执行的必然性(卡片顺序不可错乱)、调试的必要性(车未动需检查卡片遗漏或接触不良)被转化为指尖的物理操作。例如在“智能风扇”任务中,孩子需排列“触碰传感器→启动电机→延时5秒→停止”的卡片序列,若风扇未停,他们会主动调整“延时卡”位置——这正是调试思维(Debugging)的萌芽。到了7-8岁阶段,图形化编程软件(如GSP)进一步衔接抽象概念。拖拽“循环积木块”让机器人绕场三圈,或嵌套“如果-那么”条件积木让机器人在撞墙时自动转向,孩子们在模块组合中理解循环结构与条件分支,而软件实时模拟功能让逻辑错误可视化为机器人的错误动作,推动孩子反向追溯程序漏洞。这种“试错-观察-修正”的循环,正是计算思维中模式抽象(PatternAbstraction)与算法设计(AlgorithmDesign)的实战演练。幼儿用积木搭出平衡结构,是理解重力与稳定的重要一课。

格物斯坦积木的分龄编程工具链,将计算机科学的概念降维至儿童认知水平:3-4岁的点读笔编程,通过“触碰积木→机器人响应”的即时反馈,建立事件驱动(Event-Driven) 的因果逻辑;5-6岁的刷卡编程(如魔卡精灵系统),让孩子排列“前进→右转→亮灯”的指令序列,理解顺序执行的不可逆性,调试卡片顺序的过程即调试思维(Debugging) 的启蒙;7岁以上的图形化编程(如GSP软件),拖拽“如果-那么”条件模块让机器人遇障转向,或嵌套循环模块控制机械臂重复抓取,则是条件分支与循环结构的具象内化。这种从物理操作到符号抽象的过渡,完美契合皮亚杰“动作先于符号”的认知理论,使编程思维如呼吸般自然。开源金属积木编程突破塑料件局限,高中生用舵机积木模块组装承重机械臂,榫卯精度达0.1mm。GSTEM积木搭建桌面工厂
4岁儿童搭积木塔时专注35分钟,远超同龄平均水平。积木编程玩法
积木通过多维度互动机制成为培养创新思维的高效载体,其主要在于将抽象思维转化为具象操作,在自由创造与结构化挑战中激发突破性思考。自由搭建的想象力激发是首要环节——积木的无预设组合特性(如任意拼接颜色、形状各异的模块)鼓励儿童突破常规框架,尝试非常规结构(如悬空桥梁或螺旋塔楼),从而培养发散性思维。这种“零约束”环境让儿童在试错中探索物理规律(如重力与平衡的对抗),并通过反复调整结构深化对空间关系(比例、对称)的理解,为创新提供认知基础。积木编程玩法