机器人设计与制作作为激励学生学习人工智能、计算机科学、汽车工程甚至一般科学的平台，已经在教育者及教育机构获得极大的关注。机器人教育的许多课程涉及机器人搭建和简单编程。虽然这些课程对高中学生掌握一般工程概念，尤其是电气和机械原理的教学成效优良，但学生在完成课程之后对工程设计的一般方法的掌握效果不尽如人意。在过去的八年中，通过使用成本低、应用广的乐高教育机器人器材，在高中开展对校本教材进行开发的实践研究，基于项目活动的形式，开展早期项目体验课程，引进网络教学模式，并从课堂教学形式的设计入手养成学生较好的工程设计习惯。在课程中加入学生课题研究的辅导，探索如何让每个参加课程的学生利用对课题研究过程的体验，掌握课题研究的科学方法。为满足不同的教学需求，还对机器人教具进行自主设计与制作。本文将介绍一个为中学生设计的机器人教具，学生可以使用该教具研究如何利用水的表面张力使机器人漂浮在水面上。为了使开发的单片机足够轻，教具选择了高性能、低功耗的8位AVR微处理器ATtiny13芯片；利用光敏二极管因红外线强弱变化而产生的电阻变化，来实现对水面上的红外线目标的追踪；还给学生提供用winAVR编写控制程序的友好的编程环境。同时，教师尝试全方位对学生工程能力进行评价，取得了较好的成效。