第二节
通识课程的实施内容

一、创意思维模块

习近平总书记强调，创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是中华民族最深沉的民族禀赋。在激烈的国际竞争中，惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜。而创新的根本是人才！

高中阶段教育是学生个性形成、自主发展的关键时期，对提高国民素质和培养创新人才具有特殊意义。因此，在高中阶段培养学生的创新素养，增强其创新意识，就显得格外重要。学校在“尚理”办学理念的引领下，形成了聚焦“系统思维”“实践创新”“交流合作”“责任伦理”四大要素的工程素养培育核心。“工程与创意”课程则围绕以上关键要素开展教育教学，提升学生的技术和工程素养，也为特色高中的创建添砖加瓦。

（一）课程目标

1.学生层面

（1）精选学习内容，拓宽学生视野，改变对于创新的片面认识，养成创意思考的习惯。

（2）通过多层次的思维训练，让学生达到一定的思维流畅度。

（3）引导学生理解创意就在身边，真正学会观察，改变视角。

（4）培养学生搜集信息的能力，不仅在搜集过程中学习，同时培养一种品质。

（5）锻炼设计的能力，让学生敢于表达自己的想法。

（6）引导学生通过自己的双手让创意变成现实。

2.学校层面

（1）丰富课程结构，形成重基础、多样化、有层次、综合性的课程。

（2）创设有利于引导学生主动学习的课程实施环境，提高学生自主学习、合作交流以及分析和解决问题的能力。

（二）课程内容

创意是无处不在的，“工程与创意”课程将与学生的生活实际密切联系，与青年学生目前的学情紧密挂钩。每一节课都需要从“好奇”“想象”“观察”“寻找”“行动”等行为方式上进行创意思维和习惯的训练，同时立足科学、艺术、人文、综合等专题，结合创意思维，进行有侧重的培育，以“结构工程师”“建筑工程师”“微景观工程师”“通信工程师”等角色体验为切入口，在创设的情境下要求学生完成任务挑战，充分提升学生的综合素养。

课程内容的选择遵循如下基本原则：

第一，实时性。课程内容的选择体现当代社会进步和科技发展，反映创新教育的发展趋势，关注学生的经验，增强课程内容与社会生活的联系。同时，根据教学的实际情况及时进行调整、更新。

第二，基础性。强调掌握基础的创新思维方式和培养良好的习惯；注重培养学生浓厚的学习兴趣、旺盛的求知欲、积极的探索精神、坚持真理的态度；注重培养搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、交流与合作的能力。

第三，选择性。为适应社会对多样化创新人才的需求，满足不同学生的发展需求，在保证每个学生达到共同基础的前提下，为具有不同发展潜能的学生提供不同类别的逐层递进的课程。

（三）课程实施

1.合理而有序地安排课程

本课程设计主要面向高中一年级开设，以普及工程创新教育。（今后学生还将在高一暑假及平时课余时间里参加“工程创意漂流”实践型课程；高一高二年级学生可选择“头脑OM”的拓展型、研究型课程，甚至自主参与OM社团活动，以进行深入研究和学习，不断发现并发挥自身潜能。）

2.建立跨校、跨学科的教学研究制度

“工程与创意”不是一门学科课程，而是融合的跨学科课程，与一般的基础型课程不同。目前，学校与周边小学、初中建有“五校联盟”的合作机制，由不同学科背景和学段的教师共同交流与研讨，努力争取做到课程内容的跨界创新。同时，课程教师应该多走出去，与各类兄弟学校的相关负责教师形成联盟合作机制，相互交流切磋，以拓宽教师视野，促进教师成长。

3.充分挖掘课程资源，建立课程资源共享机制

为保障“工程与创意”课程的实施，学校应加强课程资源建设，充分挖掘并有效利用校内现有课程资源。同时，大力加强学校之间以及学校与社区之间的合作，充分利用高校教育、社区教育等优质资源，努力实现课程资源的共享。

（四）课程评价

充分对接高中生综合素质评价体系，对参与不同课程的学生进行评价。

在课程实施过程中，根据目标多元、方式多样、注重过程的评价原则，综合运用观察、交流、测验、实际操作、作品展示、自评与互评等方式，制作综合、动态的学生成长记录手册。

课程教学评价时主要采用小组合作的方式，每个班级分成6个小组，每个小组5—6人。评价包括：活动中的小组综合表现（教师评价）；小组之间的相互评价（学生评价）；创意手册的内容呈现，依据个人表现进行评价。最终成绩评定：每个活动项目将评定创意组（表现最好的小组）和创客（表现最优秀的个人）；课程结束时，根据一学期的整体表现，针对每个小组和个人表现的优异环节，评定多个最佳奖项。教师综合以上内容评定学生课程等第。

另外，综合考虑学生参与创新类竞赛及获奖情况，附加评先评优条件，在学校综合测评的“特色指标”中予以最终呈现。

（五）“工程与创意”课程计划（高一学生全体）

二、工程机械模块

（一）“尚理智造2035”课程目标

按照学校“尚理”办学理念的核心要求，“尚理智造2035”课程以培养“人文厚实、理工见长”、具有“创新精神和国际视野”的现代高中生为总体目标，将工程素养培养贯穿于整个课程，培养学生的实践能力和社会责任意识。学生围绕相关任务主题进行自主探究，重在发展问题意识及主动探究、动手操作等方面的能力，学会利用跨学科的课堂知识解决实际问题。课程实施中多以小组合作模式进行，重在发展学生的创新意识和团队合作意识。此外，该课程面向高一学生，以从初中进入高中的学习转型为突破口，通过对大型国家工程设施的介绍，激发学生对工程学习的兴趣，多层面理解工程，理解工程实践的过程、方法，掌握常见的分析方法和分析工具或解决问题的方法。

（二）课程内容及教学时间安排

（三）课程实施

“尚理智造2035”课程主要面向高一学生，属于学校工程素养培育通识课程。课堂授课依赖学校工程素养体验馆里的机械设施，包括交通、港口以及分拣装置等。此外，工程素养体验馆还有VR设施，让学生身临其境。首先，课堂上教师会提供与课程主题内容密切相关的拓展资料。学生可以对一些与工程、机械有关的概念、术语、方法论等有一个初步认识。其次，课堂上会布置一些小任务串联课程内容，帮助学生在真实的问题情境中进行学习与思考。此外，拓展课堂会为学生设置各式各样的小组协作议题，如体验机械模型、设计机场概念图等，鼓励学生有效分工，各展所长，碰撞出精彩的火花。最后，课堂上会时不时地提供一些学科链接问题，利用物理、数学、化学等跨学科的知识点，帮助学生在实践中学习知识，对工程机械知识与日常生活现象的关联性进行思考与发现，感受科学与技术改变世界的强大能量。

（四）课程评价

本课程以培养学生兴趣和能力素养为主，因此不设置考试，日常评价主要是针对学生搜集和处理信息的能力、与他人合作的精神和严谨的科学态度，形成课程评语。此外，考核评价主要以学生小组协作过程特别是最后一堂课上的成果分享为判定依据。除了教师打分之外，各小组派代表给其他小组进行评分。

三、机器人模块

（一）课程简介

“机器人是怎样炼成的”是一门面向学校高一全体学生的机器人课程，历时一个学期。学校内配备有一间专门的市级“机器人创新实验室”，以支撑课程的正常运作和学生活动的开展。这门机器人课程主要基于ASMII机器人与Poweroncon控制器两大平台，分为三大模块：机器人的硬件原理、程序的设计调试、创意机器人项目的设计与制作等。通过教师课堂系统讲授机器人技术、学生VJC程序设计、ei工程组件的动手装配、基于Poweroncon控制器的项目创新设计等形式，学生可全方位了解机器人的历史、文化、构成、软硬件基础、传感器的电路原理、I/O口的定义与调用等知识，并学习如何综合运用知识将头脑中的创意付诸实践，把机器人做出来。通过一系列实践活动，培养学生的创新动手能力、与他人的合作意识、工程方面的素养等。

（二）课程背景

从2000年开展机器人实践活动至今，“机器人”一直是上理工附中的科技特色之一。学校现拥有一间设施先进的市级机器人创新实验室，可作为师生教学和活动场所。在历届师生的努力下，学校曾在国家级、市级、区级比赛中获得过几十项荣誉。学校机器人项目在区域内也具有一定的影响力。2011年，黄茹清老师基于实验室的设备基础，针对学生的特点，编写了《机器人是怎样炼成的》一书，并开发了配套机器人课程。该课程在开发和实施过程中得到了学校领导的大力支持。经过多年的打磨与完善，该课程于2015年形成第二版，日趋成熟，并在学校高一年级、区域共享课程、上海市高中名校慕课平台等三个领域进行实施，效果良好。

（三）课程目标

1.理解智能机器人的概念，了解智能机器人的发展趋势以及对未来社会的影响。初步掌握智能机器人的工作原理和软硬件组成。

2.能根据要求设计和制作出智能机器人，并能熟练地使用机器人软件进行编程与调试。

3.在学习和研究活动中，能积极地运用和实践自己在其他学科中学过的知识，并与同学交流，使知识更加融会贯通。

4.通过制作与调试智能机器人，进一步提高学生的动手实践能力和创新意识。

5.能对自己和他人的研究活动过程与结果进行评价，并能分析和归纳出解决机器人问题的基本思想和方法。

6.提高学生自觉关注科技发展的意识，从小树立远大理想，热爱科学，献身科学。

（四）课程内容（课程大纲）

本课程建议教师采用讲练结合和任务驱动的教学方法，通过实物讲解、演示，使学生在仿真环境中练习和实践。采用讲练学习、自主学习、分组合作研究性学习等形式，并通过观看机器人比赛视频、教学幻灯片以及分组比赛等方式激发学生的学习兴趣。

（五）课程评价

本课程的评价以教学目标为依据，基于培养学生工程素养和创新精神的原则进行。由于是采用任务驱动式开展教学的，因此对学生过程评价以及成果评价都重视，评价量化比例为1 ∶1。教师在评价环节中的角色，更多的是作为一个思考者和组织者，帮助学生参与评价。

1.过程评价

主要看学生在课程实践活动中的综合表现、完成任务时在团队里起到的作用等。

2.成果评价

鼓励学生创新，考查学生作品的科学性、完整性、创新性、实用性，以及在作品功能演绎过程中的表达和逻辑等。

四、人工智能模块

（一）课程背景

1.课程定位

“解密人工智能”课程的设立是基于教育部《2019年教育信息化和网络安全工作要点》中“推动在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”的要求。同时，《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》中也将人工智能作为必修模块一“数据与计算”中的第四单元内容，并且在选择性必修中出现了“人工智能初步”模块。由此可见，培养学生的创新能力和合作精神，已然成为基础教育的重要使命。从中小学开始指导学生了解、体验、认识、使用人工智能技术，把相关知识作为当代学生的信息技术学科基础内容，已成为重要趋势。

2.学情分析

高中阶段的学生已经具有一定的逻辑思维能力，具备一定的数学和物理学科基础知识，能够使用计算机解决简单的程序问题，但是缺乏对复杂问题的抽象和建模、算法设计等能力。

当代高中生基本都是2000后出生的，从幼年时期就开始接触各类电子设备和互联网，对于新的技术有着天然的亲和度，对于使用互联网进行学习、生活和娱乐习以为常。其中一部分学生对当今的前沿科技有着强烈的学习兴趣。

许多学生对于人工智能及其相关领域和行业充满兴趣，愿意尝试了解和学习人工智能学科和人工智能的应用，为更好地适应智能时代做好准备。

3.资源分析

学校自2019年入选中央电教馆人工智能试点校后，便开始建设人工智能实验室，并且在2022年成为“央馆人工智能课程”规模化应用试点校。该实验室包括1台超算服务器、11台机器人、21套开源硬件，以及其他人工智能相关设备。学校配备了3位信息技术教师，承担人工智能通识课程和专项课程的教学。教材选用的是《人工智能（高中版）》。

（二）课程设计思路

通过“解密人工智能”课程的学习，学生能够形成人工智能意识，也就是形成技术安全和责任意识，提升技术伦理和道德意识，增强维护社会信息安全的责任，注意防范人工智能技术的不合理应用造成的负面影响；学生能够建立智能社会责任，提升对人工智能技术的敏感度和理解力；学生能够实践创新思维，着力让技术创新思维成为思维的常态，为创新精神、创新能力的发展奠定基础，发展劳动观念、安全意识、合作意识等。这些能力的培养与学校工程素养培育高度契合，是学校特色培育的重要内容。

（三）课程目标

1.学习人工智能发展历程，明白人工智能是跨学科基础上的学科创新，理解人工智能的三要素，认同算法在人工智能学科领域中的重要性，形成人工智能素养。

2.通过学习相关智能系统的设计，完成人工智能应用项目，经历人工智能跨学科项目的设计、调试、应用过程，增强利用技术服务人类的意识，建立智能社会责任感。

（四）课程安排

（五）课程评价

“解密人工智能”课程的学生评价分为过程性评价和结果性评价两类。过程性评价主要关注学生的课堂学习情况以及在项目活动中的表现，侧重点是学生学习、活动态度以及在活动中体现的学科素养，评价人员主要是教师和小组成员；结果性评价主要关注的是学生的学习结果，包括程序作品、项目作品、PPT展示等，侧重点是作品的完成情况和质量，评价人员主要是教师和其他项目组成员，也可以是家长、学校其他学科教师、学校领导和相关科技领域的专家。

（本节撰写者：王智颖） G8MS8YvE0tf0t6+nmbPYcakTDxk9wKvjMvb/qa/L+l1XF9E8pQZ7WCIvLAeJ9Qp5