在教育创新与人工智能融合的新时期,我国进入“教育信息化2.0”时代,促进教育的创新发展成为教育信息化2.0新时代的现实需求。加强教育机器人、人工智能等关键技术的研究,是推动教育的变革与创新的重要途径,因此,在国际背景下我国机器人教育竞争力亟待提升。机器人教学的创新发展呼唤教育教学理念的更新,作为以真实情境为基础的跨学科整合性教学理念,STEM理念聚焦于科学、技术、工程和数学四门学科的整合。将STEM理念融入机器人教学中,为学生提供了更多跨学科学习及实践的机会,也为传统机器人教学的变革与转向提供了新的契机。当前,我国机器人教学的研究尚处于初步探索阶段,有关机器人教学的概念解读较多,STEM理念下机器人项目教学的相关研究较少。据此,本研究基于STEM理念,以机器人项目教学为抓手,开展STEM理念下机器人项目教学的设计与实践研究,具有一定的理论意义与现实价值。本研究采用文献研究法、调查研究法、设计研究法、行动研究法等研究方法,开展STEM理念下机器人教学项目的设计与实践研究。首先,通过文献研究法梳理机器人教学和STEM教育等相关研究成果,分析机器人教学、STEM理念以及机器人项目教学的内涵以及现状。其次,借助调查问卷和访谈提纲,以W市地区部分中学为调查对象,分析STEM理念下机器人项目教学的现实需求。再者,在需求分析的基础上对STEM理念下机器人项目教学进行整体设计,对机器人项目教学的流程、教学原则、教学目标、教学策略、教学工具进行规划,构建STEM理念下机器人项目教学模式,设计教学评价体系。在教学实践阶段,以STEM教学理念为指导,对机器人项目教学进行两轮的教学实施,教师带领学生通过对机器人项目分析、设计、实施、评价、优化,提升学生积极的学习态度与学习能力。然后,采用实证研究方法对STEM理念下机器人项目教学实践成效予以分析,通过调查问卷的形式采集数据,分析学生在进行STEM理念下机器人项目教学前后的学习态度、学习能力、学习成效变化情况,并基于访谈调查对STEM理念下机器人项目教学成效予以进一步剖析。研究发现,STEM理念下的机器人项目教学能够有效提升学生的学习态度、学习能力以及学习成效,且在项目教学实施前,学习成效主要受学习态度的影响,在项目教学实施后,学习成效主要受学习能力影响。从授课方式、教材方面、项目作品方面、课堂氛围方面四个方面的访谈结果得知,学生对机器人项目教学的满意度较高。根据访谈资料和数据分析结果,为推进STEM理念下机器人项目教学的发展,研究者提出相应的发展建议:其一,加强资源建设,创设利于学生兴趣激发的机器人教学情境;其二,丰实教学内容,建立助力学生能力发展的机器人课程结构;其三,提升教师素养,助力STEM理念与机器人项目教学的融合;其四,加强产教融合及科教融合,构建机器人教学创新共同体;其五,明确机器人教学的应用方向,树立跨学科人才培育观。