本书以科创课程“嵌入式控制”为例，介绍了高中选修课程建设的逻辑路径和从设计到实施的全过程，从学校规划——课程设计——教学实施三个层面进行具体分析和阐述，结合自身工作经验，对高中科创类选修课程建设和实施进行了研究和探索。

第一章　源起与发展００１
　第一节　选修课程的发展／００１
　第二节　学校选修课程的探索历程／００３
　　一、学校选修课程选择与项目开发探索阶段（１９９９—２００７年） ／００３
　　二、学校选修课程发展与特色课程建构阶段（２００８—２０１６年） ／００４
　　三、学校选修课程领航与育人方式辐射阶段（２０１７年至今） ／００６
　第三节　“嵌入式控制”选修课程的开发历程／００８
　　一、“嵌入式控制”课程的基础／００８
　　二、“嵌入式控制”课程的发展过程／０１０
　第四节　实验室的发展／０１３
　　一、实验室初建／０１３
　　二、实验室更新／０１５
第二章　从知识表征看课程设计０１９
　第一节　知识表征与课程设计／０２０
　　一、什么是知识表征／０２０
　　二、为什么要研究知识表征／０２１
　　三、从知识表征到课程设计／０２２
　第二节　结合知识表征确定课程内容／０２６
　　一、立节———基于目标定结构／０２６
　　二、立体———基于结构定内容／０３２
　　三、立纲———形成课程纲要／０３４
　第三节　课程内容示例／０４５
　　一、单片机的控制过程／０４６
　　二、二极管发光控制／０４９
　　三、直流电机控制／０６０
第三章　从项目设计看课程实施０６７
　第一节　项目设计中的项目与微项目／０６７
　　一、项目化学习的发展／０６８
　　二、项目与微项目的思考／０６８
　第二节　课程实施的两阶段四环节／０７０
　　一、课程实施的两个阶段／０７１
　　二、课程实施的四个环节／０７４
　第三节　课程实施案例／０７５
　　一、电梯控制项目的设计与实施／０７５
　　二、数码管控制微项目的设计与实施／０７９
　　三、机器人巡线项目中的微项目设计／０８５
　　四、机器人防疫项目的实施／０９４
　第四节　项目与微项目策略分析／０９７
　一、设计微项目的注意点／０９７
　　二、设计项目的注意点／０９８
　　三、项目—微项目—项目的“实”“活”“效” ／０９９
第四章　从素养培养看课程延展１０２
　第一节　聚焦素养培养／１０２
　　一、观察与思考／１０３
　　二、理论基础／１０４
　　三、实践基础／１０５
　　四、聚焦人文科创素养培养课程开发的合理性探讨／１０６
　第二节　聚焦素养培养的课程开发与实施／１０７
　　一、整体建构，筑课程之基／１０８
　　二、点状开发，绽课程之彩／１１３
　　三、统整实施，展课程之翼／１１５
　第三节　实例分析／１２０
　　一、“嵌入式控制”课程再开发／１２１
　　二、学生自主探究的项目／１２５
　　三、教师设计的项目／１２７
　第四节　讨论与分析／１３０
附录A　“嵌入式控制”课程纲要２.０版１３２
附录B　“智能驾驶”项目内容１４３
附录C　“LED DIY”项目内容１６２
第五章　从学生案例看课程价值１７２
　第一节　教师日记／１７２
　第二节　学生日志／１８９
　第三节　照片中的故事／１９７
　　一、从不拘小节到严谨负责／１９７
　　二、爱国情怀的培养／２００
　　三、交流合作能力的锻炼／２０１
　　四、学生的分享／２０２
　第四节　学生的研究／２０６
　　一、关于一款自适应管径巡检机器人的研究／２０６
　　二、互动机器人乐队的研究／２０７
　第五节　教师反思／２０８
　　一、学生的智慧／２０８
　　二、教师的智慧／２０９
附录D　一款自适应管径巡检机器人２１０
附录E　互动机器人乐队２３７

序言
刚到新岗位就职，安东老师和小宏老师把《小芯片
中的大智慧》的书稿送到我的案头，要我写一个序。她
们说，这是我和她们共同的
心血。的确，我亲历了“嵌入式控制”课程的发展
，也见证了她们的成长，所以欣然写下以下文字以代序
。
这本书是一线教师近二十年课程开发实践与教学经
验的总结。
此书以“嵌入式控制”课程为例介绍了两位老师探
寻高中选修课程建设逻辑与路径的全过程，这是一线教
师近二十年课程开发实践
与教学经验的总结，也是她们教育智慧的归纳整理
和理论提升的呈现。
今天，我们处在一个新技术层出不穷的时代，而我
们的学生未来是这个新时代的重要建设者，我们的课程
不仅要注重对学生知识方
面的培养，还必须关注学生的综合素养的发展。“
嵌入式控制”课程多管道链接知识与现实世界，把深奥
的知识用中学生易懂能学的方
式一步一步呈现在学生面前，实现提升学生创新能
力与综合素养的价值追求。以项目为主的教学设计，让
学生实现从理论到技术、
从技术到实践、从实践到应用的自我突破，使课程
在实践中实现“不设限”的自由学习氛围，从而使师生
达到“解决问题”为目标的
学习动力体现，这些都为高中选修课程的建构与实
施提供了参考和思路。
这本书展示的是师生自由生长的力量。
我在嘉定一中任校长期间，始终以“办一所安静而
丰富的学校”为办学愿景。所谓安静，就是有坚守、有
力量、有信仰、有一以贯之的
价值追求；所谓丰富，就是有传承、有创新、有内
涵、有嘉言懿行的精神气质。教师心态平和地研究教育
的本真问题，带领着充满阳光气
息、自信满满的学子，师生沉稳地行走在用习得的
知识去关注现实世界的成长之路上。我们的嘉懿学子在
三年高中学习经历中不断地习
得知识，丰富自己的精神生活，提升自己的智力品
质，这就是遇见自己的成长过程。我们的教师何尝不是
如此？一线老师在一个“安静
而丰富”的校园环境中，对教育进行深入的思考和
独创性的探索，并将此沉淀成文字，磨砺思想，助推专
业成长，实现学生、教师和学校的
不断成长和创新。
这就是安静而丰富的力量！坚守生命本真，沉静稳
重，不浮躁，不喧闹，遵循教育规律，不激进，不功利
，在教学相长中，学生就能有
机会成长为真正的自己，并努力成为更好的自己，
教师同样能不断地遇见自己、超越自己。
这本书展示的是教育人的价值追寻。
康德有言：“对自然美抱有直接兴趣，永远是心地
善良的标志。”
作为教育人，我们需要思考：如何始终坚守教育人
之善，让教育的自然之美绽放！
我们需要追问：我们身处一个怎样的世界？这个世
界需要怎样的人才？我们的教育可以有怎样的作为？
作为教育人，我们为学生成长创设丰富多元、可供
选择的平台，激发孩子们的兴趣、动机和潜能，发现孩
子的优势，欣赏之，夸大之，
给出正向积极的心理暗示，能够走进孩子的内心，
给孩子以正向的推动力。
我们用教与学搭建起连接知识与现实世界的桥梁，
在开放式的学习空间里充盈着合作攻坚、项目驱动、研
究发现、创新突破等元素，
让兴趣发现、潜能发掘、个性发展成为可能。
教育为育人而开启，我们的教育为每一位学生的未
来可持续发展奠定厚实的基础，带领学生成长为心中有
火、眼中有光、脚下有力
的优秀人才。
最后，我想以三点与作者以及所有教育人共勉。
“痛并快乐着”———打破自己、切实改进，是一
件很“痛”的事情，然而快乐却往往产生于当我们倾己
所能完成一次次更新、一项项任
务时，或在完成过程中获得心智成长和潜能实现之
时。
“我们在路上”———在路上的人，无暇顾及其他
，就是在教育现场有定力地“更新一次次的更新”“开
始一次次的开始”“实现一次次的
实现”“成就一次次的成就”。
“唯有教育，让我们永远谦卑”———在教育前行
的道路上，教育人当始终保有理想主义的理性思考，更
要坚定理性思考下的有序行动。
管文洁
２０２３年２月１８日

课程是学校教育的核心要素，课程建设是一个长期探索、不断优化的动态生成过程。本书两位作者以科创课程“嵌入式控制”为例，介绍了高中选修课程从设计到实施的全过程，对高中科创类选修课程建设和实施进行了研究和探索，为一线教师进行课程设计开发提供了有益的参考和借鉴。

第二章　从知识表征看课程设计
　　课程是师生在一定情景中展开文化探索的动态生成过程，课程是学生的课程，课程也是教师的课程。
课程设计是教师根据学生的基本学情、认知结构，用教学思维整合知识、形成课程结构、充实课程内容、确立课程纲要的过程。
课程设计需要关注两个环节（见图２-１），一是课程知识从主观内容向客观形式的转变，即教师通过自己的教学思维将课程知识形成客观表征的环节，二是课程知识从客观形式向主观内容的转变，即学生对课程知识进行主观建构的环节。
课程设计需要做到三个“明白”。一是要让教师自己明白，包括明白教学的目标、深入研读教学内容、明确知识的内在逻辑关系。二是要让学生明白，即让学生明白教师说的是什么意思，明白今天所学习的内容的意义和价值。三是要让学生容易明白，这对教师提出了更高的要求，教师要分析知识以怎样的方式呈现学生更容易接受。