现代科技导论 教案

现代科技导论机械工业出版社教案一、课程基本信息课程名称：现代科技导论课程号：ST101学分/学时：2学分/32学时（理论28+案例研讨4）授课对象：本科一年级及以上各专业授课教师：开课单位：通识教育中心/人工智能学院二、教学目标知识目标：系统掌握现代通信、云计算与大数据、新能源、新材料、元宇宙、人工智能、健康科技、智能制造、虚拟经济、科技伦理等12大领域核心概念与技术演进。能力目标：能运用“科技-产业-社会”三维框架分析热点案例；完成一项跨领域科技趋势报告或创新原型；具备科技文献检索、数据可视化与伦理风险评估能力。思维目标：树立“科技向善”价值观，形成批判性、系统性、可持续性的创新思维。三、教学内容与安排（按16周、32学时编排，每周2学时；★为案例研讨课）第1章现代科技概论（第1–2学时）1.教学内容1.1科技史脉络：农业→工业→信息→智能文明1.2现代科技定义、特点、与传统科技区别1.3科技与社会互动模型（推动vs制约）1.4批判性思维工具：苏格拉底式提问、逻辑谬误案例聚焦：OpenAI影响报告20242.教学方法：讲授+短视频+分组贴时间轴+辩论3.教学重点：四次工业革命特征、科技范式转移4.教学难点：批判性思维在科技评价中的应用5.课程思政：李约瑟之谜与当代科技自立自强第2章现代通信技术与物联网（第3–4学时）1.教学内容2.15GeMBB/mMTC/URLLC与6G空天地海2.2物联网四层架构与工业物联网五大体系案例聚焦：华为5G智慧港口、智慧矿山、智能制造2.教学方法：情境视频+角色扮演+测速实验3.教学重点：5G三大场景技术路线4.教学难点：URLLC与TSN融合5.课程思政：网络强国与关键基础设施安全第3章云计算与大数据（第5–6学时）1.教学内容3.1云服务模型IaaS/PaaS/SaaS与边缘计算3.2大数据3V特征、关键技术、思维转变案例聚焦：亚马逊电商智能推荐系统2.教学方法：翻转课堂+Python实验+数据可视化3.教学重点：云边协同、大数据思维4.教学难点：大数据清洗与特征工程5.课程思政：数据主权与《个人信息保护法》★案例研讨①（第7学时）主题：云计算+大数据伦理辩论流程：分组辩论“算法价格歧视是否应被禁止”+教师点评+形成性评价第4章新能源技术（第8–9学时）1.教学内容4.1太阳能、风能、氢能、储能原理与度电成本4.2新能源汽车：三电系统、充换电、双碳目标案例聚焦：龙羊峡水光互补电站2.教学方法：碳足迹计算+ExcelLCOE模型+参观光伏屋顶3.教学重点：双碳1+N政策、虚拟电厂4.教学难点：新能源并网与随机性平抑5.课程思政：能源安全与绿水青山第5章新材料技术（第10–11学时）1.教学内容5.1新材料特点、分类、发展趋势5.2前沿材料：气凝胶、纳米、智能压电、储氢合金案例聚焦：气凝胶火星窗口、可降解镁骨钉2.教学方法：实物演示+导热系数测试+科普推文3.教学重点：结构-性能-应用关联4.教学难点：纳米效应机理5.课程思政：国产替代与“卡脖子”突围第6章虚拟现实与元宇宙技术（第12–13学时）1.教学内容6.1VR/AR/MR技术栈与硬件指标6.2元宇宙六层模型、经济系统、NFT案例聚焦：Roblox创作者经济2.教学方法：VR头显体验+Unity演示+商业画布3.教学重点：运动到光子≤20ms技术路线4.教学难点：元宇宙经济激励机制5.课程思政：清朗网络与青少年防沉迷★案例研讨②（第14学时）主题：元宇宙利大于弊？形式：辩论赛+观众投票+评委点评（企业导师+教师）第7章人工智能与AIGC（第15–16学时）1.教学内容7.1判别式vs生成式AI、Transformer原理7.2AIGC内容孪生/编辑/理解、提示（Prompt）工程案例聚焦：DeepSeek多模态生成2.教学方法：现场演示+Prompt竞赛+API调用3.教学重点：生成式AI技术栈4.教学难点：RLHF与对齐5.课程思政：AI伪造治理与《深度合成规定》第8章健康科技与可穿戴设备（第17–18学时）1.教学内容8.1循证医学、基因组学、AIGC药物发现8.2可穿戴设备核心技术、安全与隐私案例聚焦：AppleWatchECG、智能眼镜2.教学方法：心率大普查+HeartPy实验+隐私辩论3.教学重点：PPG信号处理4.教学难点：医疗AI三类证审批5.课程思政：医疗公平与普惠健康第9章智能制造与数字孪生（第19–20学时）1.教学内容9.1智能制造系统特征、AI在质量预测中的应用9.2数字孪生五维模型、动态仿真、增材制造案例聚焦：GE燃油喷嘴增材制造2.教学方法：AnyLogic仿真+3D打印演示+方案设计3.教学重点：数字孪生价值实现4.教学难点：仿真模型校准5.课程思政：制造强国与工匠精神第10章虚拟经济与数字经济（第21–22学时）1.教学内容10.1虚拟资产、虚拟货币、虚拟商品定价10.2数字经济组成、核心特征、与元宇宙融合案例聚焦：阿里巴巴、腾讯数字经济实践&去中心化天地虚拟土地2.教学方法：NFT发行模拟+代币经济白皮书+K线分析3.教学重点：虚拟经济与传统经济区别4.教学难点：虚拟资产估值模型5.课程思政：防范虚拟货币非法交易与金融风险第11章跨领域融合应用（第23–24学时）1.教学内容11.1TRIZ融合创新方法11.2AIGC+无人机+区块链综合案例11.3供应链金融区块链案例2.教学方法：48小时创意冲刺工作坊+DemoDay路演3.教学重点：多技术接口与商业模式4.教学难点：融合创新可行性评估5.课程思政：科技自立与团队协作第12章科技伦理与社会责任（第25–26学时）1.教学内容12.1科技伦理四大原则、热点问题12.2科技向善价值观、实践路径案例聚焦：维基解密“吹哨人”vs社交媒体算法茧房2.教学方法：伦理画布+小组公约+反思报告3.教学重点：伦理冲突权衡4.教学难点：企业社会责任边界5.课程思政：科技向善与人类命运共同体★案例研讨③（第27学时）主题：AI生成虚假新闻的法律责任谁承担？形式：模拟法庭（法官/原告/被告/陪审团）+当场宣判+教师点评课程实践：现代科技场景沙盘（第28–29学时）任务：设计一座“科技未来城”，整合新能源、AI交通、元宇宙文旅、健康养老、绿色制造五大模块。评估：经济可行性20%、技术路线图30%、治理与伦理20%、创意展示30%。产出：A0海报+5min路演视频+合约代码/原型链接。课程思政：可持续城市与“双碳”责任课程总结与复习（第30学时）知识图谱回顾、高频错题讲评、优秀海报展示、收集学生反馈。期末考试与成绩分析（第31–32学时）开卷机考60min（选择40%+案例开放60%）+10min现场点评+10min教学反思调查。四、教学方法1.讲授+翻转：微课20讲课前看，课堂聚焦高阶讨论；2.案例驱动：每章1个企业级案例，配套评分标准；3.体验式：VR/AR、无人机、3D打印、可穿戴传感器现场演示；4.PBL：沙盘任务贯穿16周，形成性评价；5.对分课堂：讲授50%+小组研讨/实践40%+学生展示10%。五、教学考核平时40%：课后作业12组选择题15%+课程实践沙盘20%+考勤5%期末60%：开卷机考，概念40%+综合案例分析60%奖励5%：参加校外科技竞赛并获奖（可叠加）六、教材与资源主教材：《现代科技导论》刘逢刚等主编，机械工业出版社，2026参考书：•《技术革命与金融资本》CarlotaPerez•《AI3.0》MelanieMitchell•《数字孪生》MichaelGrieves数字资源：•微课20讲（扫码即看）•数据集8套（已脱敏）•Python/AnyLogic/Solidity源码包•在线题库400题（自动批改）七、课程