上海托馬斯實驗學校的課程有7個板塊：
學校課程是融合課程，以國家課程為基礎，吸收美國托馬斯杰弗遜科技高中特色STEM/STEAM課程元素，開展創新學習、項目學習、研究學習。
課程三元素：1)跨學科學習 2)項目學習 3)社區化學習
關于培育高中生科技創新素養的實驗方案上海市二期課程改革推出的《上海市普通中小學課程方案》中提出學校課程包括基礎型課程、拓展型課程和研究型課程。基礎型課程的內容體現國家對公民素質的較基本要求，著眼于促進學生基本素質的發展，任何一所學校都必須統一實施基礎型課程。拓展型課程著眼于激發、培養和發展學生的興趣愛好，開發學生的潛能;研究型課程著眼于整個生活世界，充分發揮學生自主能力，強調團隊合作，重視實踐經驗。由此不難看出，學校的辦學特色在很大程度上由其課程體系支撐，尤其體現在拓展型課程和研究型課程上。 上海托馬斯實驗學校積極探索學校拓展型課程和研究型課程的開發，將學校的辦學特色以課程的方式展現出來。我校強調“面向全體、全面發展、注重個性、發展特長、國際合作、綜合提高, 辦成普陀區、上海、全國的民辦學校”，根據這一辦學目標，我校引進美國托馬斯·杰弗遜科技高中的特色STEM課程理念、內容、方法和評價體系，在全面落實上海基礎型課程的前提下，實驗本土化開發并建立以STEM課程為載體、以“跨學科創新”為核心的拓展型課程和研究型課程，積極構建適合中國學生發展的理念與實踐相統一的“雙語雙優勢”課程體系，培育學生的科技創新素養，培養學生的國家情懷，開拓學生的全球視野，提規劃生的國際勝任力。
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