机器人教育强调手脑并用,是培养学生创新精神和实践能力的重要途径,是实现“制造”大国迈向“智造”大国的教育基础之一。近年来,随着基础教育新课程改革的不断深入实施,机器人教育逐步成为中小学信息技术课程中不可缺少的部分,其教育价值已经得到社会的认可。在国外,已经有学者提出将机器人教育与数学、物理、科学等学科进行整合的思路,从而达到丰富学科教学的目的,然而,我国的机器人教育还处在初步发展阶段,在机器人教学活动的设计中并没有过多的关注机器人所涉及的其他学科的内容。为改进这一问题,本研究以STEM理念为指导、以Arduino为平台、以项目学习为载体开展了机器人教学实证研究。本研究主要采用准实验研究法,以温州市温州中学新疆部选修Arduino课程的学生为实验对象,从如下四个层面分别评估学生在经历STEM理念指导下的机器人课程学习之后的变化：(1)学生学习机器人的态度；(2)学生的创造力；(3)学生学习其他学科的态度；(4)学生的机器人知识和技术水平。本文共分为六部分。第一章,对本文的研究背景、选题理由、相关概念、研究现状、研究内容、方法与假设进行了阐述。第二章,介绍了STEM教育与机器人教育的紧密联系。第三章,讨论了基于STEM的Arduino机器人教学内容的设计与开发。第四章,讨论了基于STEM的机器人教学的具体实施,并列举了几个教学案例。第五章,使用SPSS软件、Excel对学生作品、学生创造力倾向、学生机器人态度、学习其他学科的态度等四个方面的数据进行了统计和分析,并得出了相关结论。第六章,对本研究进行了总结。通过对实验数据进行统计分析,实验结果表明,在经历STEM理念指导的机器人课程学习之后：(1)对"Arduino创意机器人”课程而言,基于STEM的Arduino机器人教学项目的设计研究做出的调整具有一定的可行性和正确性；(2)学生学习机器人的态度可能存在显著差异,特别表现在更低的“焦虑”水平、更高的“喜欢”水平以及更坚定的“执着”水平。(3)学生的创造力可能存在显著差异,尤其表现在更浓厚的“好奇心”和更丰富的“想象力”水平。(4)学生学习其他学科的学习态度有所改变,特别体现在数学、物理等学科。(5)学生关于机器人的基本知识和技术有所掌握,并能结合现实生活、已有知识经验制作一些有创意的机器人作品。