上海核力教育动手小专家课程:乐高搭建与编程能力双提升全解析
课程核心:用探索式学习打通跨学科边界
区别于传统单一技能培训,上海核力教育的"动手小专家乐高与编程课程"以"搭建+编程"为双核心,将物理机械原理、数学逻辑思维与计算机编程知识有机融合。课程采用探索式学习模式,从实物搭建入手,引导孩子观察结构规律,再通过编程赋予搭建作品功能性,让抽象知识在具体实践中转化为可感知的能力。
例如在基础搭建阶段,学生不仅要完成乐高积木的组合,更需要理解"汉堡包结构为什么更稳定""三角形结构如何增强承重能力"等底层原理。当进入编程环节时,这些机械结构知识会与传感器应用、动力控制等内容结合,真正实现"学中用、用中学"的良性循环。
教学目标:从认知到实践的三维能力进阶
经过完整课程学习,学生将在三个维度实现显著提升:
1. 机械认知深化:掌握汉堡包结构、一三点固定、桁架结构等基础搭建技巧,理解力臂原理、涡轮传动、连杆运动等物理概念,能分析常见物品(如起重机、自行车)的运行规律。
2. 编程思维建立:从变量、循环等基础概念起步,逐步掌握算法设计、图形化编程到创意编程的全流程,形成"发现问题-设计方案-编写代码-验证结果"的完整逻辑链。
3. 综合能力提升:通过小组合作项目,锻炼沟通表达、问题解决及创新能力,最终能独立完成科技类(智能小车)、生活类(自动浇花器)、工具类(简易升降机)物品的设计与调试。
以"智能垃圾分类装置"项目为例,学生需要先用乐高搭建分类仓体(应用三角形稳定结构),再通过编程设置红外传感器识别不同垃圾(涉及条件语句与传感器控制),最后在小组中分工完成测试优化(培养团队协作能力),整个过程完整覆盖三大教学目标。
课程内容:分阶培养的五大核心模块
课程采用阶梯式设计,从基础到进阶逐步深入,具体包含以下五大模块:
模块一:乐高编程基础
从计算机编程的底层逻辑出发,系统讲解变量(存储信息)、循环(重复操作)、条件语句(判断选择)、函数(功能封装)等核心概念。通过"灯光控制器""简易计数器"等小项目,让学生在实践中理解抽象术语,为后续学习奠定基础。
模块二:算法与数据结构
重点学习排序(冒泡排序、快速排序)、查找(线性查找、二分查找)、动态规划等算法原理,结合"图书管理系统""快递路径规划"等实际场景,理解数据结构(数组、列表、树状结构)对程序效率的影响。此模块不仅提升问题解决能力,更为中学阶段的数学与信息技术学习做铺垫。
模块三:图形化编程实践
借助可视化编程工具(如Scratch EV3),学生通过拖拽积木块完成程序编写。这种"所见即所得"的方式降低了入门难度,同时培养代码可读性与可维护性。典型项目包括"会跳舞的机器人""语音控制的小台灯",让抽象代码与具体功能直接关联。
模块四:创意编程开发
鼓励学生突破模板限制,通过"智能家庭助手""校园安全监测器"等开放性项目,将所学知识转化为原创设计。教师会引导学生从需求分析、方案设计到调试优化全程参与,重点培养创新思维与工程实践能力。
模块五:团队协作项目
以4-6人小组为单位完成综合项目(如"社区智能服务站"),学生需分工承担结构设计、编程编写、测试优化等任务。此模块不仅强化知识应用,更通过沟通协调、冲突解决等场景,提升社交能力与责任意识。
课程价值:为未来学习注入复合能力
在科技快速发展的今天,单一技能已难以满足未来需求。上海核力教育的"动手小专家乐高与编程课程"通过"搭建+编程"的跨学科融合,培养的不仅是操作技能,更是:
- 观察与分析能力:从搭建中发现结构规律,从编程中总结逻辑模式
- 创新与实践能力:将创意转化为可实现的技术方案
- 协作与适应能力:在团队中理解分工价值,在项目迭代中学会灵活调整
无论是继续深造理工科,还是参与科技创新赛事,这些能力都将成为孩子的核心竞争力。更重要的是,课程通过趣味化的学习过程,让孩子真正体会到"玩中学"的乐趣,激发对科学技术的持久兴趣。