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。

格物斯坦的积木编程教育对幼儿编程思维的启蒙,本质上是将抽象的计算机逻辑层层解构为儿童可触摸、可交互的物理操作,在“具身认知”的体验中完成从动作思维到符号思维的跨越。其具体实现路径,既体现在分龄设计的硬件工具上,更渗透于情境化的任务闭环中。对于3-4岁幼儿,编程思维的种子是通过点读笔与大颗粒积木的互动埋下的。当孩子用点读笔触碰积木上的指令区(如“前进”“亮灯”),机器人即时执行动作,这种“触碰-响应”的强反馈机制,让孩子直观理解“指令”与“动作”的因果关系——这是编程比较低层的“事件驱动”逻辑。例如搭建一辆小车时,孩子点击“马达”图标后车轮立刻转动,他们会自发建立“我发出命令,机器执行命令”的认知,而无需知晓背后代码的存在。ABS材质积木编程教具学员积木作品“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。

积木的历史可追溯至古代中国,早期作为建筑木材的雏形;18世纪欧洲将其发展为教育工具,德国教育家福禄贝尔于1837年设计出系统化积木“恩物”,用于幼儿园教育中帮助儿童认知自然与几何关系。现代积木则呈现多元化发展:材质上,布质和软胶积木(如硅胶)适合婴儿啃咬和安全抓握;木质积木强调质感与稳定性;塑料积木(如乐高)则拓展了拼插精度和可玩性910。功能上,从传统静态模型到融合电子元件(如感应屏幕、编程模块),实现动态交互与STEM教育应用,例如通过编程积木学习基础算法。教育意义上,积木既是玩具也是跨学科教具,建筑师用以模拟结构,心理学家借其促进协作能力,而模块化设计(如扬州世园会的“积木式花园”)更延伸至环保建筑领域,体现“绿色拼装”理念。如今,积木已成为跨越年龄的文化符号,既承载亲子互动的温情,也以全球化的创意竞赛持续推动人类对空间与创新的探索。
积木编程的更深层的跨界整合体现在软硬件生态的无缝联动中。以教育场景中的典型项目为例:学生使用温度传感器积木监测环境数据,通过编程平台将采集的信息映射为LED亮度变化,再结合云端AI积木实现语音控制(如“太热了”自动触发降温程序),形成“传感→分析→执行”的闭环。而在进阶应用中,厦门大学的“无人机编队系统”进一步彰显了这种整合的深度——学生拖拽“上升”“旋转”等积木块设计飞行动作,系统自动生成代码驱动实体无人机群协同表演,过程中需融合物理平衡(陀螺仪数据补偿机身倾斜)、几何拓扑(多机路径避障)与艺术表达(灯光节奏编程),将数学、工程、美学的跨学科知识凝结于指尖的拼搭。
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。

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。幼儿用积木搭出平衡结构,是理解重力与稳定的重要一课。机器人编程积木启蒙编程
情绪协作疗愈积木课通过团队搭建任务化解尴尬。六面拼搭积木
更深远的效果在于跨学科能力的熔铸。一套风扇机器人项目中,数学知识(如齿轮齿数比与转速的关系)、物理学(平衡扇叶减少振动)、工程学(结构稳定性优化)被无缝整合:孩子需计算电机功率与扇叶重量的匹配度,调试重心防止抖动;为提升散热效率,他们尝试增加扇叶倾角或调整电机脉冲频率——这实则是数据驱动优化的雏形。而在“自动升旗”任务中,控制器精细控制电机转速与绳索收放比例,让匀速上升至杆顶,科技与人文在此刻共振,儿童不仅习得了闭环控制逻辑,更体会到技术服务于人类情感的深层价值。格物斯坦孵化“创造者心智”。当孩子为灯笼添加红外传感器,编写“天黑自动亮起”的守护程序;当他们在格物斯坦暑期班用Scratch设计“植物大战僵尸-四则运算版”,将数学练习转化为游戏关卡——编程不再是工具,而成为表达思想的语言。这种从“解决问题”到“创造意义”的升华,正是格物斯坦小颗粒积木编程的深邃回响:它让儿童在积木的咔嗒声与代码的流光中,成长为数字时代的造物诗人。六面拼搭积木