太原市志达中学校邀请来自上海交通大学、华东师范大学的三位专家，共同研发“工程思维与创意设计”课程，推出志达脱颖计划。本期五天国庆营是计划的第一阶段，学生将从工程认知和设计思维入门，学习编程、传感器应用与机构设计，在老师指导下完成原型制作、测试改进与作品答辩。
专家设问面向太原市志达中学校初一、初二、初三全体同学。提交设问回复与报名五日营分开进行。
课程以创意设计为主线，将工程认知、思维训练、动手实践与创新探索联系起来。学生从生活中发现问题，提出设计构想，再通过学习、制作与测试，逐步形成可以运行、可以说明的工程作品。
这套课程按照初阶到高阶衔接安排，设置基础认知、思维训练、实践应用和高阶衔接四个层次。本期五天营是其中的入门实践，后续学习将继续围绕更复杂的设计任务与研究问题展开。
说明 · 专家参与范围为课程研发与设问。
完成设问回复与相应阶段学习的同学，将获得由华东师范大学考试与评价研究院盖章的研学证书。
证书项目名称：2026年志达青少年脱颖计划
落款：华东师范大学考试与评价研究院
正式样张及颁发要求由项目方确认后替换展示，不沿用其他项目名称与字样。
认识生活中的工程系统，学习表达设计构想，建立工程意识与跨学科视野。
具体课程包括：工程案例剖析、工程素养与工程表达、图形化编程、电子元件认知、CAD 与 3D 打印入门。通过编程、传感器应用和创意实践，学习提出方案、比较不同选择，并依据运行结果作出判断。
具体课程包括：Arduino / ESP32 应用与创意实践、传感器技术及应用、C/C++ 或 Python 程序设计入门。在真实情境中开展设计、制作、测试与改进，理解不同部件如何配合完成任务。
具体课程包括：程序设计进阶、数字制造、电子控制与智能系统、协同机器人系统设计。从工程作品的设计与制作，逐步进入围绕具体问题开展的课题探究。
具体课程包括：基于 IDC 模式的创意设计实践、具身智能与自动驾驶场景设计、营校联合的导师制课题研究。三位专家围绕“发现、探究、探寻”提出了以下问题，作为志达脱颖计划的学习起点。本轮设问面向太原市志达中学校初一、初二、初三全体同学。请阅读问题，按照问卷中的要求完成回复，写下自己的理解与判断依据。
阅读专家设问后，点击“回答专家设问”进入问卷星，按照问卷要求填写并提交。学校收集回复后，将安排专家围绕这些问题开展讲授与交流。
回答专家设问 →完成设问回复是后续报名五日营的前置环节，问卷提交不等于完成营期报名。国庆营通过小鹅通另行报名。
课程从基础操作展开，逐步进入需要学生自主判断的小组项目。学习编程，是为了让装置按照设计要求运行；认识传感器，是为了获取判断所需要的数据；学习机构设计，则是为了让预期的动作在真实材料中实现。
通过典型工程故事与案例，认识生活中的工程系统，学习工程表达方式，将初步构想整理成可以讨论的设计方案。认识 Arduino 套件，搭建开发环境，并运行示例程序。
课程关键词 · 工程案例、设计思维、Arduino 入门、示例程序 体系联系 · 基础认知层：工程意识、工程表达与电子元件认知学习常量、变量、运算符和基本流程控制语句，通过灯光控制、按键输入等练习，理解程序中的条件和指令如何影响硬件动作，为后续的装置控制建立基础。
课程关键词 · C/C++ 基础、灯光控制、按键输入、流程控制 体系联系 · 思维训练层中的程序设计入门与控制逻辑训练学习传感器数据读取、超声波测距及相关控制方法，认识电机、舵机和结构件。在装配与调试中，理解传感器获取信息、程序作出判断、执行部件完成动作之间的关系。
课程关键词 · 传感器读数、超声波测距、电机与舵机、结构装配 体系联系 · 思维训练层中的传感器应用，并接触实践应用层中的电子控制与系统配合围绕生活中的真实问题提出设计方案，结合所给材料安排作品的功能与结构。小组分工完成搭建、编程与测试，根据运行结果调整部件、程序或结构，逐步形成工程原型。
课程关键词 · 真实问题、方案设计、小组分工、原型制作 体系联系 · 实践应用层中的工程设计、制作与测试继续优化作品功能，整理设计方案、控制程序与制作记录。学生通过演示和答辩，说明作品回应了什么问题、已经实现哪些功能、测试中作过哪些修改，以及自己承担了什么工作。
课程关键词 · 功能优化、成果展示、作品答辩、学习记录 体系联系 · 实践应用层中的方案改进与成果交流
2026年上海交大冬令营，太原市志达中学校的同学已经参加了这项工程实践课程。他们听专家讲座，练习编程与电子搭建，在老师指导下调试装置，最后将自己设计的作品带上答辩台。
从课堂上的第一次尝试，到小组讨论中的方案调整，再到答辩时对设计过程的说明，这些照片记录了他们的学习经历。本期国庆营继续面向太原市志达中学校开放。
五组学生围绕不同的生活问题展开设计。他们的作品，也记录了从提出设想到调整方案的过程。
外出旅游时植物无人照料，能不能让花盆自己寻找阳光？学生用光敏元件检测光照方向，带动转台朝向光照充足的一侧。展示时，他们也指出了装置的局限：阴天或建筑遮挡可能使它找不到阳光。
老师进一步追问，并非所有植物都适合持续追光。让花盆转动，说明控制方案实现了；怎样转动才适合植物生长，还需要结合植物习性和摆放条件判断。学生由此开始关注，实现功能与满足使用需求之间的区别。
将机械臂装上移动底盘，通过超声波测距调整车速，靠近物体后停车，再由机械臂执行扫取。制作中，小组接连遇到机械臂过长、动力不足、孔位不匹配和传感器数据不稳定等问题。
机械臂的结构会影响底盘运行，传感器读数要进入程序判断，停车位置又关系到后续取物。学生需要沿着部件之间的联系查找原因，并通过测试判断修改是否带来了改善。
使用三个舵机搭建机械臂，实现夹取与搬运，并主动简化结构、减轻重量。调试中，两侧电机转向不一致、程序无法编译、遥控延迟和抓取不准等问题相继出现。
小组发现，完善作品有时需要简化设计，而不是继续增加部件。老师建议将作品更名为“多功能移动机器人”，进一步帮助学生思考，如何准确说明作品的功能与设计特点。
关注独居老人的生活，尝试结合不同位置的传感器信息判断异常状态，通过报警发出提醒，并将避障移动纳入装置方案。
小组从需要帮助的人出发，思考技术能够承担什么功能。异常状态能否被可靠识别、传感器应如何布置，仍需要进一步测试。这是一项学生陪护装置探索，不能作为成熟的安全监护产品使用。
让机械臂夹持喷水口完成浇灌，将水路与电路分开布置，通过蓝牙模块实现网页端无线控制，并用程序调节机械臂位置。学生还尝试借助 AI 辅助编写控制程序。
实现浇花功能，需要逐一处理喷水口固定、线路安排和操作控制等具体问题。借助 AI 编程后，学生仍需理解程序与装置动作之间的关系，并在真实设备上验证效果。
五天课程的成果包括小组设计方案、工程原型、控制程序和个人学习记录。学生需要展示作品已经实现的功能，说明设计依据、测试结果与改进方向，也要交代自己在小组中承担的工作。
把模糊的感觉变成精确的数据，这就是工程的方式。
“太近了”“需要转动”等描述，最终要转化为装置能读取的信息和程序能执行的条件。学生开始注意到生活感受与工程表达之间的区别。
分开设计，协同运行，这就是复杂系统的逻辑。
小组可以分别完成编程与装配，但最终要让各部分共同运行。一个环节的调整，也可能影响其他部分。
第一方案被否就上第二方案，预留备选才是工程思维。
当想法遇到材料、结构或条件的限制，学生需要重新比较方案，寻找可以继续推进的做法。
这些反馈没有把学习描述为一次顺利完成的操作。学生记住了困难如何被处理，也记住了同伴怎样参与其中——新一期希望提供的，正是这种有具体任务、需要共同讨论，也能够看见修改结果的学习经历。
这个从失败到胜利的过程，是我最大的收获。
赵同学提到，过去做选择题、填空题，往往是在交卷后知道对错；这次却能够通过程序报错、装置运行和反复调试，亲眼看到作品如何从不能运行逐步变得可以运行。
得下场一遍一遍试错、反复调试。
舵机角度、重心变化、故障与稳定性，使浦同学开始重新思考虚拟模型与物理世界的关系。他根据这次动手经历，调整了自己对具身智能的看法。
它完成的那一刻，我们知道努力没有白费。
陈同学所在的小组根据现有材料自主设计，在参考方案之上加入自己的调试与改进。答辩时，他们既展示作品，也说明制作中遇到的困难和作过的取舍。
“愿你们保持对科学的热爱，以梦为马，不负韶华。大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。”
“这不是探索的终点，而是大家科技路上的全新起点。”
