一直以来,机器人教育被认为是培养学生创新精神和动手实践能力的绝佳载体,但普及成本过高、产品规范不一等问题影响着其进一步的普及。随着创客教育的风靡,Arduino等开源平台的出现为破解上述难题提供了可能;此外,最新颁布的高中信息技术课程标准中也涉及到了开源硬件项目设计和人工智能初步模块。这都为推动Arduino机器人在中小学的普及带来了新的契机,探索Arduino机器人等开源硬件在教学中的设计应用模式显得尤为重要。首先,本研究通过问卷调查发现目前高中Arduino机器人课程中存在的问题,在此基础上遵循课程设计模块化、目标定位清晰化、项目内容综合化的设计原则,将乐高4C教学法中的联系阶段、建构阶段、反思阶段和延续阶段四个环节融入到Arduino机器人的教学设计中:在联系阶段注重Arduino机器人项目的多维联系,建构阶段保持基础知识模块讲解和项目探究之间的动态平衡,反思阶段建立Arduino机器人评价机制和项目分享策略,延续阶段完善作品寻找联系点,进入下一个联系阶段。其次,综合LED小灯、红外遥控器、蜂鸣器、温湿度传感器元器件,设计了《温湿度报警器的设计与制作》这一综合项目,将上述乐高4C教学法的四个阶段融入实践流程中,期间注意收集多方数据;然后,从作品和课程满意度两个维度对实践效果进行分析,得出Arduino开源平台可支持中学机器人教育的开展和乐高4C教学法适用于高中Arduino机器人教学的结论,学生的创新精神、动手实践能力和团队合作精神均得到了不同程度的提高;最后从课程体系和师资培养对Arduino机器人课程提出优化建议,以期能为后续研究提供一定的参考。