現(xiàn)代科技導(dǎo)論機(jī)械工業(yè)出版社教案一、課程基本信息課程名稱(chēng)：現(xiàn)代科技導(dǎo)論課程號(hào)：ST101學(xué)分/學(xué)時(shí)：2學(xué)分/32學(xué)時(shí)（理論28+案例研討4）授課對(duì)象：本科一年級(jí)及以上各專(zhuān)業(yè)授課教師：開(kāi)課單位：通識(shí)教育中心/人工智能學(xué)院二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：系統(tǒng)掌握現(xiàn)代通信、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)、新能源、新材料、元宇宙、人工智能、健康科技、智能制造、虛擬經(jīng)濟(jì)、科技倫理等12大領(lǐng)域核心概念與技術(shù)演進(jìn)。能力目標(biāo)：能運(yùn)用“科技-產(chǎn)業(yè)-社會(huì)”三維框架分析熱點(diǎn)案例；完成一項(xiàng)跨領(lǐng)域科技趨勢(shì)報(bào)告或創(chuàng)新原型；具備科技文獻(xiàn)檢索、數(shù)據(jù)可視化與倫理風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力。思維目標(biāo)：樹(shù)立“科技向善”價(jià)值觀(guān)，形成批判性、系統(tǒng)性、可持續(xù)性的創(chuàng)新思維。三、教學(xué)內(nèi)容與安排（按16周、32學(xué)時(shí)編排，每周2學(xué)時(shí)；★為案例研討課）第1章現(xiàn)代科技概論（第1–2學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容1.1科技史脈絡(luò)：農(nóng)業(yè)→工業(yè)→信息→智能文明1.2現(xiàn)代科技定義、特點(diǎn)、與傳統(tǒng)科技區(qū)別1.3科技與社會(huì)互動(dòng)模型（推動(dòng)vs制約）1.4批判性思維工具：蘇格拉底式提問(wèn)、邏輯謬誤案例聚焦：OpenAI影響報(bào)告20242.教學(xué)方法：講授+短視頻+分組貼時(shí)間軸+辯論3.教學(xué)重點(diǎn)：四次工業(yè)革命特征、科技范式轉(zhuǎn)移4.教學(xué)難點(diǎn)：批判性思維在科技評(píng)價(jià)中的應(yīng)用5.課程思政：李約瑟之謎與當(dāng)代科技自立自強(qiáng)第2章現(xiàn)代通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)（第3–4學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容2.15GeMBB/mMTC/URLLC與6G空天地海2.2物聯(lián)網(wǎng)四層架構(gòu)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)五大體系案例聚焦：華為5G智慧港口、智慧礦山、智能制造2.教學(xué)方法：情境視頻+角色扮演+測(cè)速實(shí)驗(yàn)3.教學(xué)重點(diǎn)：5G三大場(chǎng)景技術(shù)路線(xiàn)4.教學(xué)難點(diǎn)：URLLC與TSN融合5.課程思政：網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)與關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全第3章云計(jì)算與大數(shù)據(jù)（第5–6學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容3.1云服務(wù)模型IaaS/PaaS/SaaS與邊緣計(jì)算3.2大數(shù)據(jù)3V特征、關(guān)鍵技術(shù)、思維轉(zhuǎn)變案例聚焦：亞馬遜電商智能推薦系統(tǒng)2.教學(xué)方法：翻轉(zhuǎn)課堂+Python實(shí)驗(yàn)+數(shù)據(jù)可視化3.教學(xué)重點(diǎn)：云邊協(xié)同、大數(shù)據(jù)思維4.教學(xué)難點(diǎn)：大數(shù)據(jù)清洗與特征工程5.課程思政：數(shù)據(jù)主權(quán)與《個(gè)人信息保護(hù)法》★案例研討①（第7學(xué)時(shí)）主題：云計(jì)算+大數(shù)據(jù)倫理辯論流程：分組辯論“算法價(jià)格歧視是否應(yīng)被禁止”+教師點(diǎn)評(píng)+形成性評(píng)價(jià)第4章新能源技術(shù)（第8–9學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容4.1太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能、儲(chǔ)能原理與度電成本4.2新能源汽車(chē)：三電系統(tǒng)、充換電、雙碳目標(biāo)案例聚焦：龍羊峽水光互補(bǔ)電站2.教學(xué)方法：碳足跡計(jì)算+ExcelLCOE模型+參觀(guān)光伏屋頂3.教學(xué)重點(diǎn)：雙碳1+N政策、虛擬電廠(chǎng)4.教學(xué)難點(diǎn)：新能源并網(wǎng)與隨機(jī)性平抑5.課程思政：能源安全與綠水青山第5章新材料技術(shù)（第10–11學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容5.1新材料特點(diǎn)、分類(lèi)、發(fā)展趨勢(shì)5.2前沿材料：氣凝膠、納米、智能壓電、儲(chǔ)氫合金案例聚焦：氣凝膠火星窗口、可降解鎂骨釘2.教學(xué)方法：實(shí)物演示+導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試+科普推文3.教學(xué)重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用關(guān)聯(lián)4.教學(xué)難點(diǎn)：納米效應(yīng)機(jī)理5.課程思政：國(guó)產(chǎn)替代與“卡脖子”突圍第6章虛擬現(xiàn)實(shí)與元宇宙技術(shù)（第12–13學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容6.1VR/AR/MR技術(shù)棧與硬件指標(biāo)6.2元宇宙六層模型、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、NFT案例聚焦：Roblox創(chuàng)作者經(jīng)濟(jì)2.教學(xué)方法：VR頭顯體驗(yàn)+Unity演示+商業(yè)畫(huà)布3.教學(xué)重點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)到光子≤20ms技術(shù)路線(xiàn)4.教學(xué)難點(diǎn)：元宇宙經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制5.課程思政：清朗網(wǎng)絡(luò)與青少年防沉迷★案例研討②（第14學(xué)時(shí)）主題：元宇宙利大于弊？形式：辯論賽+觀(guān)眾投票+評(píng)委點(diǎn)評(píng)（企業(yè)導(dǎo)師+教師）第7章人工智能與AIGC（第15–16學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容7.1判別式vs生成式AI、Transformer原理7.2AIGC內(nèi)容孿生/編輯/理解、提示（Prompt）工程案例聚焦：DeepSeek多模態(tài)生成2.教學(xué)方法：現(xiàn)場(chǎng)演示+Prompt競(jìng)賽+API調(diào)用3.教學(xué)重點(diǎn)：生成式AI技術(shù)棧4.教學(xué)難點(diǎn)：RLHF與對(duì)齊5.課程思政：AI偽造治理與《深度合成規(guī)定》第8章健康科技與可穿戴設(shè)備（第17–18學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容8.1循證醫(yī)學(xué)、基因組學(xué)、AIGC藥物發(fā)現(xiàn)8.2可穿戴設(shè)備核心技術(shù)、安全與隱私案例聚焦：AppleWatchECG、智能眼鏡2.教學(xué)方法：心率大普查+HeartPy實(shí)驗(yàn)+隱私辯論3.教學(xué)重點(diǎn)：PPG信號(hào)處理4.教學(xué)難點(diǎn)：醫(yī)療AI三類(lèi)證審批5.課程思政：醫(yī)療公平與普惠健康第9章智能制造與數(shù)字孿生（第19–20學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容9.1智能制造系統(tǒng)特征、AI在質(zhì)量預(yù)測(cè)中的應(yīng)用9.2數(shù)字孿生五維模型、動(dòng)態(tài)仿真、增材制造案例聚焦：GE燃油噴嘴增材制造2.教學(xué)方法：AnyLogic仿真+3D打印演示+方案設(shè)計(jì)3.教學(xué)重點(diǎn)：數(shù)字孿生價(jià)值實(shí)現(xiàn)4.教學(xué)難點(diǎn)：仿真模型校準(zhǔn)5.課程思政：制造強(qiáng)國(guó)與工匠精神第10章虛擬經(jīng)濟(jì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)（第21–22學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容10.1虛擬資產(chǎn)、虛擬貨幣、虛擬商品定價(jià)10.2數(shù)字經(jīng)濟(jì)組成、核心特征、與元宇宙融合案例聚焦：阿里巴巴、騰訊數(shù)字經(jīng)濟(jì)實(shí)踐&去中心化天地虛擬土地2.教學(xué)方法：NFT發(fā)行模擬+代幣經(jīng)濟(jì)白皮書(shū)+K線(xiàn)分析3.教學(xué)重點(diǎn)：虛擬經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)區(qū)別4.教學(xué)難點(diǎn)：虛擬資產(chǎn)估值模型5.課程思政：防范虛擬貨幣非法交易與金融風(fēng)險(xiǎn)第11章跨領(lǐng)域融合應(yīng)用（第23–24學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容11.1TRIZ融合創(chuàng)新方法11.2AIGC+無(wú)人機(jī)+區(qū)塊鏈綜合案例11.3供應(yīng)鏈金融區(qū)塊鏈案例2.教學(xué)方法：48小時(shí)創(chuàng)意沖刺工作坊+DemoDay路演3.教學(xué)重點(diǎn)：多技術(shù)接口與商業(yè)模式4.教學(xué)難點(diǎn)：融合創(chuàng)新可行性評(píng)估5.課程思政：科技自立與團(tuán)隊(duì)協(xié)作第12章科技倫理與社會(huì)責(zé)任（第25–26學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容12.1科技倫理四大原則、熱點(diǎn)問(wèn)題12.2科技向善價(jià)值觀(guān)、實(shí)踐路徑案例聚焦：維基解密“吹哨人”vs社交媒體算法繭房2.教學(xué)方法：倫理畫(huà)布+小組公約+反思報(bào)告3.教學(xué)重點(diǎn)：倫理沖突權(quán)衡4.教學(xué)難點(diǎn)：企業(yè)社會(huì)責(zé)任邊界5.課程思政：科技向善與人類(lèi)命運(yùn)共同體★案例研討③（第27學(xué)時(shí)）主題：AI生成虛假新聞的法律責(zé)任誰(shuí)承擔(dān)？形式：模擬法庭（法官/原告/被告/陪審團(tuán)）+當(dāng)場(chǎng)宣判+教師點(diǎn)評(píng)課程實(shí)踐：現(xiàn)代科技場(chǎng)景沙盤(pán)（第28–29學(xué)時(shí)）任務(wù)：設(shè)計(jì)一座“科技未來(lái)城”，整合新能源、AI交通、元宇宙文旅、健康養(yǎng)老、綠色制造五大模塊。評(píng)估：經(jīng)濟(jì)可行性20%、技術(shù)路線(xiàn)圖30%、治理與倫理20%、創(chuàng)意展示30%。產(chǎn)出：A0海報(bào)+5min路演視頻+合約代碼/原型鏈接。課程思政：可持續(xù)城市與“雙碳”責(zé)任課程總結(jié)與復(fù)習(xí)（第30學(xué)時(shí)）知識(shí)圖譜回顧、高頻錯(cuò)題講評(píng)、優(yōu)秀海報(bào)展示、收集學(xué)生反饋。期末考試與成績(jī)分析（第31–32學(xué)時(shí)）開(kāi)卷機(jī)考60min（選擇40%+案例開(kāi)放60%）+10min現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)評(píng)+10min教學(xué)反思調(diào)查。四、教學(xué)方法1.講授+翻轉(zhuǎn)：微課20講課前看，課堂聚焦高階討論；2.案例驅(qū)動(dòng)：每章1個(gè)企業(yè)級(jí)案例，配套評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；3.體驗(yàn)式：VR/AR、無(wú)人機(jī)、3D打印、可穿戴傳感器現(xiàn)場(chǎng)演示；4.PBL：沙盤(pán)任務(wù)貫穿16周，形成性評(píng)價(jià)；5.對(duì)分課堂：講授50%+小組研討/實(shí)踐40%+學(xué)生展示10%。五、教學(xué)考核平時(shí)40%：課后作業(yè)12組選擇題15%+課程實(shí)踐沙盤(pán)20%+考勤5%期末60%：開(kāi)卷機(jī)考，概念40%+綜合案例分析60%獎(jiǎng)勵(lì)5%：參加校外科技競(jìng)賽并獲獎(jiǎng)（可疊加）六、教材與資源主教材：《現(xiàn)代科技導(dǎo)論》劉逢剛等主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2026參考書(shū)：?《技術(shù)革命與金融資本》CarlotaPerez?《AI3.0》MelanieMitchell?《數(shù)字孿生》MichaelGrieves數(shù)字資源：?微課20講（掃碼即看）?數(shù)據(jù)集8套（已脫敏）?Python/AnyLogic/Solidity源碼包?在線(xiàn)題庫(kù)400題（自動(dòng)批改）七、課程