「思而行STEM教育理論」是由萬志宏博士針對STEM教育的綜合性特點所提出，強調在STEM教學的目標和過程上，需要同時兼顧思維和操作兩個方面。兩者互為促進，兼行才可以達到發揮學生潛能的效果。根據「思而行STEM教育理論」設計的機械人課程，既克服了傳統教育中重思辨輕實踐的缺點，亦改進了目前STEM教育中容易盲目追求實踐的情況。在教學目標上，「思而行超腦機械人創意STEM課程」致力於實現各STEM學科知識和思維方法的有機融合，同時強調動手技巧和設計能力的培養。在每個活動的設計中，都訂立了明確的STEM學科知識、思維方法、操作技巧和設計能力的目標。隨著課程的逐步深入，能夠達到有系統地發展學生科創能力的目的。
