新竹市立數位實驗高中的課程願景，乃為了實踐本市「新竹好學．優質教育」的教育願景：「讓新竹的孩子，做世界的孩子」，培育學生成為具備科技力、國際力、人文力的領袖人才。本校實驗教育計畫以「創新啟迪、全人適性、數位樂學、領航未來」為名，歸納有以下九項特色，分述如下。
(一)混成教學，統整虛實
本校採取混成式教學(Blended Learning)，是一種「線上學習、線下輔導」之模式( Online Merge Offline, OMO)，將實體課程、線上同步課程與線上非同步課程有效統整：凡以知識為主，或學生可能需要重複聽講、配合個人進度之學習內容，我們將以線上非同步方式進行；另一方面，屬於學習內容的關鍵重點、深難或易有迷思之處、適合討論或實習實作者，我們則以線上同步或實體的方式進行。
混成教學兼容實體教學與線上教學的優點，將有助於培養學生的主動學習精神，且由於其較不受時空限制，對學生的學習效率與教師的教學效率，均有裨益；不僅如此，教師在準備線上教學的過程中，必須將教學內容與流程再次深入剖析、重新解構、有效重組，自製或尋找線上教學資源，大幅增加備課效能。
(二)數位本位，善用科技
數位是本校立校辦學的重要元素，大致可歸納以下幾項意義：
1.就環境而言，我們將塑造優質的數位環境，包括直播室、研討室、自習室、各項數位設備等，此外，學校的行政、教務、管理，學生的點名系統或出缺席管理，亦將借助數位。
2.就教學效能而言，我們將協助學生掌握數位學習的軟硬體工具，培養數位學習能力，同時也將以教師研習或共備社群的方式，精進教師數位教學能力。
3.就專業而言，我們希望每位學生均有基礎的數位科技能力，故於必修中開設基礎科技學程，對於想繼續增能的學生，則選修中有進階科技學程，包括機器人、進階程式設計、大數據與物聯網、半導體概論與科技專題等。
4.就倫理而言，我們在必修中開設數位社會(Digital Society)，因為當大人可能每天都會花數小時上網、沉浸於數位環境，學校顯然有必要幫助學生學會如何在這樣的環境中健康發展，於享受數位科技的好處之時，仍要學習應對各種挑戰並持續成長。
(三)固本培元，允執厥中
本校的必修學分降低至98學分，畢業學分也比十二年國民基本教育課程綱要總綱之規定稍降4學分至146學分，然則，在必修學分中，我們仍完整保留部定必修之國、英、數課程，另輔以豐富的校訂必修，包括基礎科技課程、與健體有關的幸福課程、與人我適應及學習適應有關的培力課程、跟跨域統整有關的課程(移地任務、專題與服務學習)；而就選修而言，我們同樣安排了豐富內容，包括學科課程(原部定必修與加深加廣選修、第二外語)、多元課程(進階科技學程、藝術、美學、航太與進階體育)，以及滿足學生個別需求的個需課程，而為了讓學生能真正擇其所好，只要學生符合選修制度的上下限規定，都讓學生自由選擇，學校端也會盡量滿足。
上述的課程架構設計，在必修，是基礎根本而全人豐富，在選修，則是多元培植又滿足個需，必修學分與畢業學分雖降，但不減精實，更添多樣性與可期待的學習動能，此乃固本培元之謂；而在必選修之間、學科與非學科之間，以及實體與線上之間，找到或能兼顧兩端之平衡點，此乃中庸之體現，故稱允執厥中。
(四)專題導向，激發四力
專題導向學習(Project-Based Learning, PBL)是讓學生參與跟真實情境相關、對個人有意義或有興趣的專題研究、實作或成果發表，在過程中，動腦想像可激發想像力、動手操作可激發創造力、人際互動可激發領導力、學習知識的建構可激發專業力，因此很適合高中生；本校在必修列有專題製作概論跟專題製作，在選修則有科技專題，深入淺出，同時可作為學生學習歷程檔案的上傳內容。
(五)移地任務，統整應用
有別於課堂藉由教師引導學生循序漸進地學習，「到現場」收穫的知識來自於學習者在特定時空下所經驗之人、事、物、境的交互作用。備受全球矚目的無校園大學Minerva University創辦人Ben Nelson認為，教師對學生單一環境之授課太過侷限，應跳脫傳統，帶領學生走向世界。
因此，本校受Minerva University之啟發，在必修設有移地任務，讓學生在畢業前，至少兩次能在不同城市(或單位)長住約4-10天，瞭解在地文化、向在地學習，或者提供協助等，場域可能是山區、離島、政府單位、社會機構、國內大學或各類型公司，以進行統整性的移地學習。
(六)服務學習，敦品培德
教育不只是造就自己，最終目的是要將自己的所學貢獻於社會，使他人和環境變得更好。服務學習是一種幫助學生在實際經驗中觀察、體會與成長的學習過程，同時也能磨練心性、陶養品德，我們希望學生能彎下腰、蹲下來、動手做、走出舒適圈！因此我們將服務學習設為高一與高三的必修學分。
(七)資源整合，專業支持
整合外部資源是拓展學習場域與學習內容的有效方法，尤其是強大專業背景的支持。例如本校將尋求與鄰近優質大學洽談線上學習平台的支援與課程共享，甚至客製化課程，以豐富本校教師授課內容，同時有效記錄學生學習履歷；又如，大學端擁有的研究生、國際生、英語教學與優質社團等資源，皆可在課中或假日，透過實體或線上，讓本校學生與之互動，進行典範學習；甚至，由於本校與新竹空軍基地僅有一線之隔，無論是必修的國防教育，或選修的防空與航太，都將商請空軍二聯隊提供支援，甚至現身說法，相信是學生很不一樣的學習經驗。
(八)自主充實，終身學習
自主二字對本校而言，可以有以下三層涵義：
1.個別需求：為滿足特定之學習需求(包括學術研究、精進專長技能、專業認證以及海外升學等)，本校學生得以自帶資源之方式申請個別需求課程。
2.自主選課：本校將落實選修制度，讓學生能在充分評估後，自主選課。
3.自訂學習進度、時間與空間：拜選修制度與線上學習之賜，學生選擇此三件事的彈性將增加許多。
當學生的學習有更多自主性，「自習」就有機會從虛度光陰的靜止畫面，轉化成充實自我、積極進取的生動畫面，而且是終身學習的連續動畫片。
(九)適性揚才，天賦自由
世界複雜而多變，我們無法保證過去重要的或現在看起來重要的趨勢，未來仍然具有影響力，同理，目前幾乎看不到的新興趨勢，在未來卻可能變得至關重要，適性的課程設計，應有帶領學生適應未來的韌性，包括適應大學日趨多元的入學門檻。
因此，本校除了開出基本重要的必修課幫學生固本，輔以豐富的選修課供學生選擇外，必修的英文與數學將有分級的設計，選修則讓學生可分流、可跨組、可精進個需，亦即，自入學起，學生就可選擇以自然組為主、社會組為主、科技學程為主，或者跨組搭配選課，甚或重點加強自身的個別需求，端看學生的興趣、天賦、生涯規劃，以及跟師長請益後的自主抉擇。
如此一來，學生無論想申請入學、分發入學、特殊選才入學、海外升學，或者單純為了精進自身專才，本校都是很合適的平台，讓學生適性揚才，天賦自由。
