學校自動課程設計一、教學目標

本節(jié)課旨在幫助學生掌握學校自動課程系統(tǒng)的基本原理和操作方法，培養(yǎng)其運用自動化技術解決實際問題的能力，并樹立科學嚴謹?shù)膶W習態(tài)度。知識目標方面，學生能夠理解自動控制系統(tǒng)的基本概念，掌握傳感器、執(zhí)行器和控制器的功能與作用，熟悉自動課程設計的基本流程和規(guī)范。技能目標方面，學生能夠根據實際需求設計簡單的自動控制系統(tǒng)，學會使用編程工具和硬件設備搭建實驗平臺，并能通過調試和分析優(yōu)化系統(tǒng)性能。情感態(tài)度價值觀目標方面，學生能夠培養(yǎng)創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作精神，增強對自動化技術的興趣和認同感，形成嚴謹求實的學習習慣。本課程屬于實踐性較強的學科內容，學生正處于對技術充滿好奇的階段，具備一定的邏輯思維和動手能力，但缺乏系統(tǒng)性的實踐經驗。教學要求應注重理論與實踐相結合，通過案例分析和項目驅動的方式引導學生主動探究，確保學生能夠將所學知識轉化為實際操作能力。課程目標分解為以下具體學習成果：1.能夠準確描述自動控制系統(tǒng)的組成部分及其工作原理；2.能夠獨立完成傳感器和執(zhí)行器的選型和測試；3.能夠運用編程語言實現(xiàn)簡單的自動控制邏輯；4.能夠分析實驗數(shù)據并提出改進建議；5.能夠以小組形式完成一個完整的自動課程設計項目。

二、教學內容

為實現(xiàn)上述教學目標，本節(jié)課的教學內容圍繞自動課程系統(tǒng)的基本原理、設計方法及應用實踐展開，確保知識的系統(tǒng)性和實踐性。教學內容緊密圍繞教材相關章節(jié)，結合學生實際水平進行和安排，具體如下：

**（一）自動控制系統(tǒng)概述**

1.**基本概念**：介紹自動控制系統(tǒng)的定義、分類（開環(huán)、閉環(huán)）及其在日常生活和工業(yè)生產中的應用實例。結合教材第1章“自動控制原理入門”，列舉智能家居、交通信號燈控制等案例，幫助學生理解自動控制的重要性。

2.**系統(tǒng)組成**：講解自動控制系統(tǒng)的核心部件，包括傳感器（溫度、濕度、光線傳感器等）、控制器（單片機、PLC）和執(zhí)行器（電機、電磁閥）。通過教材第2章“傳感器與執(zhí)行器”，列舉常見傳感器的原理（如電阻式、電容式）和執(zhí)行器的應用場景，要求學生能夠區(qū)分不同類型器件的適用條件。

**（二）自動控制系統(tǒng)的設計流程**

1.**需求分析**：指導學生如何根據實際問題（如“自動澆花系統(tǒng)”“智能溫控燈”）確定控制目標，分解任務要求。結合教材第3章“系統(tǒng)需求分析”，列舉設計流程（需求→建模→仿真→實現(xiàn)），強調邏輯思維的培養(yǎng)。

2.**系統(tǒng)建模**：介紹傳遞函數(shù)、狀態(tài)空間等數(shù)學工具在系統(tǒng)建模中的應用，通過教材第4章“控制系統(tǒng)數(shù)學建?！?，以簡單機械系統(tǒng)為例，演示如何建立數(shù)學模型。

3.**控制器設計**：講解PID控制算法的基本原理和參數(shù)整定方法，結合教材第5章“PID控制器設計”，列舉實際案例（如溫度控制、電機調速），要求學生能夠設計基礎PID控制程序。

**（三）實踐操作與調試**

1.**硬件搭建**：指導學生使用Arduino或樹莓派搭建簡單的自動控制系統(tǒng)，如基于光敏傳感器的自動窗簾控制。結合教材第6章“硬件實驗指導”，列舉接線步驟和電路，強調安全操作規(guī)范。

2.**軟件編程**：教授Python或C語言基礎，實現(xiàn)傳感器數(shù)據采集與控制邏輯編寫。通過教材第7章“嵌入式編程”，列舉代碼示例（如讀取溫度數(shù)據并控制風扇轉速），要求學生能夠獨立完成簡單程序編寫。

3.**系統(tǒng)調試**：引導學生使用示波器、串口助手等工具檢測系統(tǒng)運行狀態(tài)，分析誤差原因并優(yōu)化設計。結合教材第8章“系統(tǒng)調試與優(yōu)化”，列舉常見問題（如響應遲緩、超調）的解決方法，要求學生能夠記錄實驗數(shù)據并撰寫調試報告。

**（四）課程總結與拓展**

1.**知識梳理**：總結自動控制系統(tǒng)的核心知識點，強調理論與實踐的結合。

2.**拓展延伸**：介紹工業(yè)自動化（如生產線控制）、（如模糊控制）等前沿技術，激發(fā)學生進一步學習的興趣。結合教材第9章“行業(yè)應用案例”，列舉國內外典型項目（如特斯拉自動駕駛系統(tǒng)），鼓勵學生思考未來發(fā)展方向。

**教學進度安排**：

-第1課時：自動控制系統(tǒng)概述（2學時）

-第2課時：系統(tǒng)設計流程與建模（2學時）

-第3課時：硬件搭建與基礎編程（2學時）

-第4課時：系統(tǒng)調試與課程總結（2學時）

教學內容緊扣教材章節(jié)，確保知識的連貫性和實用性，通過實驗和項目驅動的方式強化學生動手能力，為后續(xù)進階學習奠定基礎。

三、教學方法

為有效達成教學目標，本節(jié)課采用多元化的教學方法，結合學科特點和學生認知規(guī)律，確保教學過程既有理論深度，又有實踐廣度。具體方法如下：

**1.講授法與案例分析法結合**

針對自動控制系統(tǒng)的基本原理和理論框架，采用講授法系統(tǒng)講解，如傳遞函數(shù)的推導、PID控制算法的數(shù)學基礎等。結合教材第4章“控制系統(tǒng)數(shù)學建模”和第5章“PID控制器設計”，通過案例分析（如教材中的溫度控制系統(tǒng)案例）幫助學生理解抽象概念，強調理論與實際應用的關聯(lián)性。教師需以清晰的邏輯和生動的語言呈現(xiàn)知識，避免枯燥說教。

**2.討論法與小組協(xié)作**

在系統(tǒng)設計流程、需求分析等環(huán)節(jié)，采用討論法引導學生主動思考。結合教材第3章“系統(tǒng)需求分析”，學生分組討論實際項目（如“智能書館燈光控制系統(tǒng)”），每組需提出設計方案并展示思路。通過辯論和交流，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力，教師僅作引導和點評。

**3.實驗法與項目驅動**

核心實踐環(huán)節(jié)采用實驗法，結合教材第6章“硬件實驗指導”和第7章“嵌入式編程”，指導學生完成自動控制系統(tǒng)硬件搭建和軟件編程。以“光控自動窗簾”項目為例，學生需獨立完成傳感器數(shù)據采集、控制邏輯編寫和系統(tǒng)調試。實驗過程中，教師提供技術支持，但鼓勵學生自主解決問題，培養(yǎng)動手能力和工程思維。

**4.多媒體與仿真輔助**

利用仿真軟件（如MATLABSimulink）演示復雜系統(tǒng)的動態(tài)響應，結合教材第8章“系統(tǒng)調試與優(yōu)化”，使學生直觀理解參數(shù)整定對系統(tǒng)性能的影響。通過動畫、視頻等多媒體資源，增強教學的直觀性和趣味性。

**5.評價與反饋**

結合實驗報告、小組展示和課堂提問，采用過程性評價與終結性評價相結合的方式，確保教學方法的有效性。例如，實驗報告需包含系統(tǒng)設計、代碼實現(xiàn)、調試數(shù)據分析和改進建議，要求學生體現(xiàn)完整的工程思維。

通過以上方法組合，既保證知識的系統(tǒng)性傳授，又突出學生的主體地位，激發(fā)學習興趣，強化實踐能力，為后續(xù)課程學習奠定基礎。

四、教學資源

為保障教學內容的順利實施和教學目標的有效達成，需準備一系列與課本緊密結合、支持多樣化教學方法的教學資源，涵蓋理論學習、實踐操作及拓展探究等多個維度。具體資源配置如下：

**1.教材與參考書**

以指定教材為核心，結合其章節(jié)內容補充相關參考書。教材第1-8章覆蓋了自動控制系統(tǒng)的基本原理、設計流程及實踐案例，需確保其版本最新，配套習題可供課后鞏固。參考書方面，推薦《自動控制原理》（第8版，胡壽松主編）作為理論深化讀物，重點參考其第3章系統(tǒng)建模和第5章控制器設計部分；另選《Arduino實戰(zhàn)指南》（第3版）配合實驗操作，其第4-6章涉及傳感器應用和基礎編程，與教材第6、7章形成互補。

**2.多媒體資料**

準備與教材配套的電子教案（PPT），包含核心概念示（如閉環(huán)控制系統(tǒng)框）、實驗操作步驟動畫（如傳感器接線規(guī)范）、案例分析視頻（如教材中智能溫室項目實際運行畫面）。此外，收集行業(yè)應用短片（如教材第9章提及的特斯拉FSD系統(tǒng)介紹），拓展學生視野。所有資料需上傳至學校學習平臺，方便學生預習和復習。

**3.實驗設備與工具**

實踐環(huán)節(jié)需配備以下硬件設備：

-基礎實驗平臺：ArduinoUno開發(fā)板（配套面包板、杜邦線），用于搭建簡易控制系統(tǒng)；

-傳感器與執(zhí)行器：光敏電阻、溫濕度傳感器（DHT11）、直流電機、伺服電機（對應教材第6章硬件選型）；

-測量工具：萬用表、示波器（用于調試信號分析，關聯(lián)教材第8章優(yōu)化方法）；

-軟件工具：ArduinoIDE編程環(huán)境（基礎編程）、MATLABSimulink（仿真建模，配合教材第4章理論）。

確保每組學生配備完整套件，并預留備用設備以應對突發(fā)狀況。

**4.拓展資源**

提供在線開源項目代碼庫（如GitHub上的自動控制相關開源代碼）、學科競賽案例集（如全國大學生電子設計競賽自動控制賽道真題），鼓勵學生自主探究和挑戰(zhàn)。同時，鏈接至學校實驗室開放時間表，支持課后實踐。

上述資源緊密圍繞教材內容，兼顧理論深度與實踐操作，通過多元化呈現(xiàn)方式豐富學習體驗，助力學生從被動接受轉向主動建構知識體系。

五、教學評估

為全面、客觀地評價學生的學習成果，確保教學目標的有效達成，本節(jié)課設計多元化的評估方式，涵蓋過程性評價與終結性評價，緊密結合教材內容與教學活動。具體評估方案如下：

**1.平時表現(xiàn)（30%）**

評估學生在課堂互動、小組討論、實驗操作中的參與度和表現(xiàn)。具體包括：

-課堂提問與回答（占10%）：考察學生對教材核心概念（如傳遞函數(shù)、PID參數(shù)）的理解程度，要求能清晰闡述原理。

-小組協(xié)作評價（占10%）：依據教材第3章系統(tǒng)設計流程，評價學生在需求分析、方案設計中的貢獻度及團隊溝通能力，教師結合組內互評和組長反饋打分。

-實驗操作記錄（占10%）：檢查學生實驗報告的規(guī)范性，如硬件連接是否準確（關聯(lián)教材第6章）、數(shù)據記錄是否完整（如傳感器標定數(shù)據，對應教材第8章調試內容）。

**2.作業(yè)評估（30%）**

布置與教材章節(jié)匹配的實踐性作業(yè)，檢驗理論應用能力。包括：

-理論題（占15%）：選取教材第1-5章中的關鍵知識點，如編寫簡答題（“比較開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點”）、計算題（“根據給定的傳遞函數(shù)計算系統(tǒng)階躍響應”）。

-設計題（占15%）：要求學生基于教材第7章編程示例，完成“光控自動澆水系統(tǒng)”的程序編寫，提交代碼及功能說明。

**3.終結性評估（40%）**

采用實驗項目考核形式，綜合評價系統(tǒng)設計與應用能力。

-項目報告（占25%）：學生需提交完整的自動控制系統(tǒng)項目報告，內容涵蓋：系統(tǒng)需求分析（參考教材第3章）、硬件設計、軟件代碼實現(xiàn)、實驗數(shù)據（如溫度控制曲線，關聯(lián)教材第8章）、問題分析與改進方案。報告需體現(xiàn)教材第4-7章所述的設計流程。

-現(xiàn)場演示與答辯（占15%）：學生現(xiàn)場展示系統(tǒng)功能（如手動觸發(fā)自動窗簾開關），并回答教師提問（如“解釋PID參數(shù)Kp、Ki對系統(tǒng)響應的影響”），考察知識遷移和應變能力。

評估方式注重與教材內容的強關聯(lián)性，通過多維度考核確保學生既掌握理論基礎，又能將知識應用于實踐，實現(xiàn)知識與能力的統(tǒng)一。

六、教學安排

本節(jié)課共安排4課時，總計8學時，教學進度緊湊且環(huán)環(huán)相扣，確保在有限時間內完成所有教學內容與實踐活動，同時兼顧學生認知規(guī)律和課堂注意力特點。具體安排如下：

**1.課時分配與內容對應**

-**第1課時（2學時）：自動控制系統(tǒng)概述與理論基礎**

內容涵蓋教材第1章“自動控制原理入門”（系統(tǒng)定義、分類）和第2章“傳感器與執(zhí)行器”（核心部件介紹）。采用講授法結合案例分析（教材案例），輔以小組討論（如“分析交通信號燈為何采用閉環(huán)控制”），確保學生理解基本概念。后半段講解教材第2章常見傳感器原理，為后續(xù)實驗做準備。

-**第2課時（2學時）：系統(tǒng)設計流程與建模**

重點講解教材第3章“系統(tǒng)需求分析”（需求分解方法）和第4章“控制系統(tǒng)數(shù)學建模”（傳遞函數(shù)建立）。通過“設計自動澆花系統(tǒng)”的實例，引導學生分組完成需求文檔草案。后半段演示教材第4章機械系統(tǒng)建模案例，學生嘗試繪制簡易系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，強化理論聯(lián)系實際。

-**第3課時（2學時）：硬件搭建與基礎編程**

實踐環(huán)節(jié)，依據教材第6章“硬件實驗指導”，指導學生搭建“光控自動窗簾”基礎電路（光敏電阻、Arduino、伺服電機）。同步進行教材第7章“嵌入式編程”教學，教授Python或C語言基礎語法，編寫讀取光敏數(shù)據并控制電機轉動的簡單程序。確保每組學生完成硬件連接和初步調試。

-**第4課時（2學時）：系統(tǒng)調試與課程總結**

學生根據教材第8章“系統(tǒng)調試與優(yōu)化”，使用示波器觀察信號，分析并解決常見問題（如響應遲緩、超調）。每組展示調試成果，教師點評優(yōu)化方案（如調整PID參數(shù)）。最后總結教材核心知識點，并介紹教材第9章行業(yè)應用，激發(fā)學生拓展學習興趣。

**2.教學時間與地點**

-時間：安排在學生精力較充沛的上午或下午，每課時間間隔休息10分鐘，避免長時間集中學習。實驗課時需確保水電、實驗設備可用。

-地點：教室配備多媒體設備，用于理論講解和視頻展示；實驗地點為專業(yè)實驗室，每組配備完整實驗套件（教材配套硬件），確保學生動手操作時間。

**3.學情考慮**

針對學生可能存在的編程基礎差異，課前提供教材第7章配套編程入門資料；對于理論接受較慢的學生，課后安排一對一答疑，并推薦教材相關章節(jié)的拓展閱讀，滿足個性化學習需求。

七、差異化教學

鑒于學生在學習風格、興趣特長和能力水平上存在差異，本節(jié)課設計差異化教學策略，通過分層任務、多元活動和彈性評估，確保每位學生都能在原有基礎上獲得發(fā)展，同時與教材內容緊密結合，提升教學效果。具體措施如下：

**1.分層任務設計**

-**基礎層（符合教材要求，適合大部分學生）**：完成教材核心知識點的掌握，如準確描述自動控制系統(tǒng)組成部分（教材第2章）、獨立完成“光控自動窗簾”基礎版實驗（教材第6、7章簡化版）。評估時，要求學生能按標準流程完成硬件搭建和功能實現(xiàn)。

-**拓展層（具備一定基礎，興趣濃厚者）**：在基礎任務上增加挑戰(zhàn)，如優(yōu)化PID參數(shù)（教材第8章深入部分）、改進系統(tǒng)為“帶定時功能的自動澆花系統(tǒng)”（需額外設計計時模塊，關聯(lián)教材第3章邏輯擴展）。實驗中可嘗試使用教材未涉及的傳感器（如超聲波傳感器）實現(xiàn)新功能。

-**研究層（學有余力，具備創(chuàng)新潛質者）**：鼓勵學生自主探索教材第9章提及的前沿應用，如嘗試接入物聯(lián)網平臺（如MQTT協(xié)議），實現(xiàn)遠程監(jiān)控；或研究模糊控制算法在簡單系統(tǒng)中的應用，提交研究報告或實物作品。教師提供相關文獻和技術指導。

**2.多元化活動安排**

-**學習風格適配**：理論講解采用動畫演示（視覺型）、案例討論（社交型）、編程實踐（動覺型）相結合的方式。針對教材第4章建模難點，為邏輯型學生提供公式推導模板，為藝術型學生布置系統(tǒng)設計創(chuàng)意草任務。

-**興趣引導**：結合教材案例，開設“智能家居改造”“工業(yè)自動化小發(fā)明”等主題興趣小組，允許學生選擇研究方向，教師提供項目資源（如相關開源代碼庫）。

**3.彈性評估與反饋**

-**評估方式多樣**：除教材配套習題外，設置開放性問題（如“若預算有限，如何用最少的傳感器實現(xiàn)自動澆水？”），考察學生的創(chuàng)新思維。實驗報告評分標準兼顧規(guī)范性（教材要求）和創(chuàng)意性。

-**過程性反饋**：實驗中教師巡回指導，針對不同層次學生提供個性化建議，如基礎層強調操作規(guī)范，拓展層鼓勵嘗試新方法。課后作業(yè)批改標注改進方向，對研究層成果進行一對一深度交流。

通過以上差異化策略，使教學更具針對性，滿足不同學生的學習需求，促進全體學生共同進步。

八、教學反思和調整

為確保持續(xù)優(yōu)化教學效果，本節(jié)課在實施過程中建立動態(tài)的教學反思與調整機制，緊密圍繞教材內容和學生實際反饋，及時優(yōu)化教學策略。具體措施如下：

**1.課時結束后即時反思**

每課時結束后，教師基于課堂觀察記錄進行初步反思。重點評估：教材理論部分的講解是否清晰易懂（如教材第4章傳遞函數(shù)），學生能否理解并應用（通過提問和小組討論反饋）；實驗任務難度是否適中，是否所有學生都能在規(guī)定時間內完成基礎操作（對照教材第6章實驗步驟）。例如，若發(fā)現(xiàn)多數(shù)學生在連接傳感器時出現(xiàn)混淆，則下次課需增加接線實例或模擬接線練習。

**2.基于學生作業(yè)與實驗報告的調整**

批改教材配套作業(yè)（如第1-5章習題）和實驗報告（關聯(lián)教材第6-8章）后，分析共性問題。若發(fā)現(xiàn)學生對PID參數(shù)整定（教材第5章）掌握不足，則增加相關案例分析或安排專題輔導；若實驗報告中系統(tǒng)調試數(shù)據普遍不準確，則重新強調教材第8章數(shù)據記錄與誤差分析的方法，并在下次實驗前進行模擬調試演示。

**3.課堂反饋與問卷**

課間或課后通過非正式提問（“對今天講解的傳感器選型（教材第2章）是否理解？”）收集學生即時反饋。每章結束后發(fā)放匿名問卷，了解學生對教學內容（如教材理論深度）、實驗難度（如硬件套件充足度）、教學方法（講授與實操比例）的滿意度，特別是與教材結合度的評價。根據反饋調整后續(xù)章節(jié)的案例選擇或補充教材未覆蓋的實用技巧（如教材第7章編程中常見bug的避免）。

**4.評估結果導向的調整**

結合期中或期末的終結性評估（如教材第9章項目成果展示），分析學生整體掌握情況。若數(shù)據顯示學生在系統(tǒng)建模（教材第4章）方面失分較多，則需在后續(xù)課程中增加相關練習，或引入更直觀的仿真工具輔助教學。對評估中發(fā)現(xiàn)的普遍性知識盲點，及時補充教材外的重要補充資料或調整教學節(jié)奏。

通過以上多維度的反思與調整，確保教學活動始終圍繞教材核心內容展開，并動態(tài)適應學生的學習需求，最終提升教學質量和學生實踐能力。

九、教學創(chuàng)新

為提升教學的吸引力和互動性，本節(jié)課嘗試融入新型教學方法與技術，借助現(xiàn)代科技手段，激發(fā)學生的學習熱情，同時確保創(chuàng)新手段與教材內容緊密結合，強化核心知識掌握。具體創(chuàng)新措施如下：

**1.虛擬現(xiàn)實（VR）技術輔助教學**

針對教材第2章“傳感器與執(zhí)行器”中抽象的原理介紹，引入VR設備模擬傳感器工作環(huán)境。例如，學生可通過VRheadset“進入”溫度傳感器的內部，觀察熱敏電阻阻值隨溫度變化的微觀過程，或“操作”虛擬PLC控制工業(yè)電機啟停，使抽象概念具象化，增強理解深度。此創(chuàng)新與教材內容關聯(lián)，旨在提升學習體驗。

**2.增強現(xiàn)實（AR）互動實驗**

結合教材第6章“硬件搭建”，開發(fā)AR應用，學生通過手機或平板掃描實驗電路，屏幕上即可疊加顯示實時傳感器數(shù)據（需配合真實硬件或模擬信號），或彈出執(zhí)行器工作狀態(tài)動畫。例如，掃描光控窗簾電路時，AR界面可實時顯示光敏電阻讀數(shù)變化及電機轉動角度，使學生直觀驗證理論，提高實驗趣味性與準確性。

**3.在線協(xié)作平臺優(yōu)化互動**

利用學習通、Moodle等平臺，發(fā)布與教材第3章“系統(tǒng)需求分析”相關的開放式設計問題，學生可在線分組協(xié)作，共享設計文檔、頭腦風暴解決方案，并通過平臺投票功能選出最佳方案。課后，教師可基于平臺數(shù)據分析討論效果，針對性調整后續(xù)教學。此方式拓展了教材案例討論的廣度與深度。

**4.（）輔助調試**

引入代碼助手（如ArduinoIDE集成GitHubCopilot），在教材第7章編程教學中，學生遇到問題時可即時獲取代碼建議。教師則引導學生對比不同生成方案的優(yōu)劣，培養(yǎng)批判性思維，同時強調規(guī)范編程的重要性，確保技術輔助不替代獨立思考。

十、跨學科整合

本節(jié)課注重挖掘自動控制系統(tǒng)中與其他學科的內在聯(lián)系，通過跨學科整合，促進知識的交叉應用，培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)，使學習體驗超越單一學科界限，同時強化與教材核心內容的關聯(lián)。具體整合策略如下：

**1.數(shù)學與自動控制**

緊密結合教材第4章“控制系統(tǒng)數(shù)學建?！焙偷?章“PID控制器設計”，引入微積分（求導、積分）、線性代數(shù)（狀態(tài)空間方程）等數(shù)學工具。通過分析教材中機械系統(tǒng)或電氣系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，講解極限、導數(shù)在系統(tǒng)動態(tài)響應分析中的應用，強調數(shù)學是理解自動控制理論的基石，提升學生運用數(shù)學解決實際問題的能力。

**2.物理學與傳感器應用**

在教材第2章“傳感器與執(zhí)行器”教學中，結合力學、電磁學、熱學等物理知識解釋傳感器原理。例如，講解光敏電阻時關聯(lián)光電效應，講解伺服電機時分析力學轉動平衡與電磁驅動原理，講解溫濕度傳感器時引入熱力學定律。通過物理原理的引入，深化學生對傳感器工作機制的理解，使知識學習更為扎實。

**3.計算機科學與編程**

教材第7章“嵌入式編程”作為核心實踐環(huán)節(jié)，與計算機科學深度整合。不僅教授編程語言基礎，還引入數(shù)據結構（如隊列用于緩存?zhèn)鞲衅鲾?shù)據）、算法（如二分法查找最優(yōu)PID參數(shù)）等概念。學生需編寫代碼實現(xiàn)教材案例中的自動控制邏輯，并通過調試優(yōu)化程序，培養(yǎng)計算思維和算法設計能力。

**4.工程技術與設計思維**

依據教材第3章“系統(tǒng)需求分析”和第9章“行業(yè)應用案例”，引入工程設計流程，涵蓋問題定義、方案設計、原型制作、