智慧型機器人是一種高度機電整合型的產品，為了能有效提昇學生在機電整合方面知識與實作技術能力，本研究以專題導向學習(Project Based Learning)作為基礎，規劃挑戰式(Challenge-Based Learning)的教學策略，藉此提昇學生在機器人機電整合之實作技術能力。
本研究對於實作能力的評估，是採取Simpson技能量表，以檢核表方式來評量技能項目，並規劃了五層專題式的挑戰賽，第一層作一個簡單順序控制，第二層加入感測器碰障與極限開關規劃了迴圈程式，第三層應用非接觸式感測器作避障規劃，第四層使用循跡模式規劃跑道，讓同學來挑戰，第五層對利用PID模式，來學習機器人另一種控制模式，最後以七層面向表呈現彼此差異，另外在教學實驗上則是採取前實驗設計的單組前測-後測設計。
由研究結果發現，經過本研究教學活動的學生在智慧型機器人成就測驗上表現，有明顯進步，然而在比較個別不同學習背景之高中與高職學生前測、後測與實作測驗上並無顯著差異，表示本教學活動在成就測驗與實作測驗上皆適合不同背景體制學生學習，另外在全體學生對於機器人機電系統實作活動學滿意度部分，大部分的學生是滿意這樣的設計，驗證此教學活動方式可以提高學習興趣，且能適切應用所學之相關知識，並驗證此學習活動有助於機電整合實作技術的提昇。

The purpose of this study was to develop a challenge-based instruction to enhance student’s technical skills of mechatronics in robotics. There are five learning activities were designed for students to investigate robotics including mechanisms, robot motion, and path planning. The learning activities can allow students to assemble mechanical parts and integrate mechatronics to design robots to meet the project goal as expected. Finally, this study describes the curriculum design processes and then the educational analysis methodology and statistically results, demonstrating the positive impact on student learning of technical skills in robotics.

英文部分
Bruner, J. (1986). Actual minds, possible worlds. Cambridge, MA: Harvard University Press.
Bloom, B. S. (1956). Taxonomy of Educational Objectives, Handbook I: Cognitive Domain. New York: McKay.
Cronbach, L. J. (1977). Aptitudes and instructional methods:A handbook for research on interactions. New York: Wiley.
Giorgio, T. D. & Brophy, S. P. (2001). Challenge-Based Learning in Biomedical Engineering: A Legacy Cycle for Biotechnology. Proceedings of the 2001 American Society for Engineering Education Annual Conference.
Gagne, R. M. (1974). Essentials of learning from instruction. Hillsdale Ill: Drydem.
Johnson, L. F., Smith, R. S., Smythe, J. T. ＆Varon, R. K. (2009). Challenge-Based Learning: An Approach for. Our Time. Austin, Texas: The New Media Consortium.
Krajcik, J. S., Czerniak, C. M. & Berger, C. (1999). Teaching children science : A
Project-based approach. Mcgraw-Hill College.
Parkes,J. (2000). The interaction os assessment format and examinee’s perceptions of control. Educational Research, 42(2), 175-182.
Stiggins, R.(1987). Design and development of performance assessment. Educational Measurement, 6(3), 33 - 42.
Simpson, E. J. (1972). The Classification of Educational Objectives in the
Psychomotor Domain, The Psychomotor Domain, 3. Gryphon House.
Thomas, J. W., Mergendoller, J. R., & Michaelson , A. (1999). Project-based learning : A handbook for middle and high school teachers. Novato, CA: The Buck Institute for Education.
Von Glasersfeld, E. (1984). An introduction to radical constructivism. In, P.
Watzlawick(ed.) The invented reality: How do we know what we believe weknow? New York: W. W. Norton ＆ Company.
Von Glasersfeld , E. (1989). Constructivism in education. In T. Husen, &N. Postlethwaite (Eds.) , The international encyclopedia ofeducation. Supplementary 1(1), 162-163. New York: PergamonPress.
Von Glasersfeld , E. (1995). Radical Constructivism: A way of knowing and learning. London:The Falmer Press. Taylor & Francis Inc.

中文部分
王美芬、熊召弟(1995)。國民小學自然科教材教法。臺北市：心理出版社。
王鳳敏(2003)。結合互動俗民誌取向和Storyline的探究課程。教育資料研究，55，1-12
王文科、王智弘(2006)。教育研究法。臺北市:五南圖書出版股份有限公司。
朱則剛(1994)。建構主義知識論的起源與近代哲學知識論的趨勢。教育工學的發展與派典演化，173-219。臺北：師大書院。
吳明隆(2007)。SPSS統計應用學習實務問卷分析與應用統計。臺北縣:知城圖書。
吳金一(2000)。淺談專題導向。國教之友，52(2)，12-18。
吳齊殷譯(Devellis, R. F.著，1991)。量表的發展：理論與應用(Scale development : theory and applications.)。臺北市:弘智文化事業有限公司。
李大偉(1995)。技職教育測量與評鑑。臺北市:三民書局。
李堅萍(1999)。Simpson、Harrow與Goldberger心理動作領域教育目標分類之比較研究。國立臺灣師範大學工業教育學系博士論文。
李建嶠、蔡錫濤(1995)。技能學習導向的電腦多媒體系統設計初探。教學科技與媒體，22，10-15。
林達森(1999)。論析統整性課程及其對九年一貫課程的啟示。教育研究資訊，7(4)，97-116。
林其禹、鍾國亮、鍾聖倫 (2008)。高智慧全自主式智慧型機器人研製計畫(第二年) 。教育部辦理技專校院發展學校重點特色及推動技專校院整合專案計畫。
林建仲(1997)。成就測驗的編製。發表於八十五學年度第二學期國中生活科技測驗與評量研討會(一)。
邵瑞珍(1988)。教育心理學。臺北市:五南圖書出版股份有限公司。
周鳳文(2002)。以專題導向的教學來提升國小學童基本能力的行動研究。國立屏東師範學院數理教育研究所碩士論文。
邱皓政(2006)。量化研究與統計分析SPSS中文視窗版資料分
析範例解析。臺北市:五南圖書出版股份有限公司。
徐昊杲、邱佳椿(2002)。技職教育研究教戰手冊-SPSS基礎篇。臺北：師大書苑。
郭重吉(1996)。建構論:科學哲學的省思。教育研究雙月刊，49，16-17。
郭宸同(2007)。國小學童參加自然科學研究社歷程之探究。臺北市立教育大學自然科學系研究所碩士論文。
郭生玉(2000)。心理與教育測驗。臺北市:精華書局。
張基成(2009)。成就測驗發展 。國科會「產業導向之優質高等技職教 育計畫」研討會大會手冊(未出版)。
張春興(2007)。教育心理學。臺北市:東華書局。.
張敏雪(1995)。教室內的實作評量。教育資料與研究， 20， 24-27。
張乃文(2009)。臺灣學界智慧型機器人研究分析，2009臺北國際機器人展大會專刊，36-42。
張世忠(2000)。建構教學-理論與應用。臺北市：五南圖書出版公司。
莊謙本、曾煥嘉、李堅萍、林聖峰、陳美智、高菁穗(2001)。Simpson技能領域教育目標之分析及其在技能評量之應用研究。行政院國家科學委員會補助專題計畫成果報告(NSC89-2511-S003-140) 。
莊謙本、李進寶、林柏恆、杜玲均、陳興忠(1997)。發展一個電子電路電
腦輔助教學技能評量工具之硏究。行政院國家科學委員會專題硏究計
畫成果報告(NSC 86-2516-S-003-004)。
莊婉鈴(2004)。思考風格對大學生進行專題導向學習之態度與學習成就的影響。國立嘉義大學教育科技研究所碩士論文。
莊明貞(1995)。在國小課程改進與發展 — 真實性評量。 教師天地，9， 21-25。
陳英豪、吳裕益(1996)。測驗與評量。高雄市:復文圖書出版社。
陸美靜（2001）。一位國小三年級自然老師實施建構教學的歷程與反思。屏東師範學院數理教育研究所碩士論文。
黃明信(2002)。國小網路專題式教學模式之設計。淡江大學教育科技學系碩士論文
楊龍立(1997)。建構主義評析：在課程設計上的啟示。臺北市立師範學院學報，28，41-56。
鄒慧英(2000)。另類的統整主題教學—專題學習。國教之友，52(2)，3-11。
劉洲 (2005)。應用Lego Mindstorms在高中程式設計教學的成效探討。國立臺灣師範大學資訊教育學系碩士論文
鍾大定(2002)。專題導向學習應用於程式設計課程之研究。銘傳大學資管所碩士論文。
羅希哲(2009)。統計分析(一) (二) 。國科會「產業導向之優質高等技職教 育計畫」研討會大會手冊(未出版)。
行政院勞委會勞工安全衛生研究所(2009)。機器人危害預防手冊。2009年10月15日，取自:
http://www.iosh.gov.tw/Book/Other_Public_Publish.aspx?P=62]
美商蘋果電腦股份有限公司(2009)。挑戰式研究Challenge-based learning全球協作計劃方案。2010年01月5日，取自:
http://www2.lssh.tw/~lib/service/cbl/challenge%20based%20learning%20(asia)_Final.pdf
經濟部技術處(2006)。機器人產業技術白皮書。 2009年11月24日，取自http://doit.moea.gov.tw/itech/data/2006_2_4_CH.pdf
機器人世界情報網(2007)。機器人發展簡史。2009年09月27日，取自:
http://www.robotworld.org.tw/http://www.robotworld.org.tw/index.htm?pid=10&News_ID=461