基于微信小程序的反馈式教学模式改革
陈 刚，何秋睿
（重庆大学 自动化学院，重庆 400044）
摘 要： 介绍了自动化专业双语《过程控制系统》课程的反馈式教学模式改革。基于微信慕课平台设计了课堂教学改革方案；基于微信小程序模拟实验室提出了实验教学改革方案。通过融合理论和实验教学，采用反馈式教学模式，改善教学效果。
关键词： 双语教学；反馈式教学；改革
一、前言
《过程控制系统》课程是自动化专业的一门核心专业课程，涵盖工业生产过程、控制理论、计算机技术、仪器仪表及检测技术等多门学科，是一门理论性与实践性很强的课程[1]。过程控制在实现《中国制造2025》目标中发挥着举足轻重的作用。为实现新时代的需求，培养高素质自动化人才，对课程教学进行改革与探索既具有必要性，也具有迫切性。《过程控制系统》课程包括理论教学和实验教学两部分。笔者选用教材《Process Control：A First Course with MATLAB》，Cambridge University Press，其中理论教学主要包括典型工业过程的：（1）Dynamic Response；（2）Analysis of Single-Loop Control Systems；（3）Design and Tuning of Single-Loop Control Systems；（4）Stability of Closed-Loop Systems；（5）Multiloop Systems。实验教学内容包括：（1）双容水箱对象特性的测试实验。（2）智能仪表温度连续控制系统实验。（3）PLC单/双容液位控制实验。（4）上、下水箱液位串级控制系统实验。笔者在《过程控制系统》课程上采用理论和实验相结合的方式，其中理论教学是运用多媒体进行双语教学；利用专业实验平台进行实验教学。在教学过程中，笔者发现学生在学习过程中还存在以下两个问题：（1）《过程控制系统》课程采用英文教材、英文课件和英语授课，部分同学专业英语词汇积累不够，课前预习不充分，导致对教学内容不能充分理解和掌握。（2）实验课时有限，学生很难在有限时间内熟悉实验装置和相关仪器并完成实验任务，部分同学在实验操作中不知所措。为解决这些问题，笔者基于微信小程序，探讨了基于反馈式的教学模式改革。
基因是遗传变异的主要物质，是组成染色体的基本单元。本文采用实数编码的方式对排课基因进行编码。排课基因主要由教师、课程、教室、班级这四个基本要素构成，编码一共设置20位，x1i,j为教师编号，共4位，x2i,j为课程编号，共6位，x3i,j为班级编号，共4位，x5i,j共2位，作为特殊需求的预留位。
二、基于微信平台反馈式课堂教学设计
微信具有即时传递文字、语音、图片、视频等功能，为人们相互之间交流提供了便利。微信除强大的社交功能外，还具有微信小程序功能。小程序在开发方面具有开发周期短、难度较小、成本低等优点[2]。基于微信小程序的优点，笔者利用微信小程序探索《过程控制系统》课程的教学改革。笔者基于微信上的慕课小程序设计了如图1所示的理论与实验教学改革方案。
图1 基于微信慕课平台的理论教学/实验教学改革方案
图1所表示的理论教学改革方案具体描述为：
1.学生：学生在微信中找到慕课小程序，用微信账号和校园统一身份认证登录慕课系统后可进行如下操作：（1）课前预习：慕课小程序里有英文教材电子版、教学课件的英文版和相应中文资料以及视频资料，学生可提前预习；（2）课后复习：学生利用慕课小程序里的中英文教材、课件、视频对课堂上未掌握的内容进行自学或复习；（3）自检：学生可以用慕课小程序里章节作业进行自我测验，检测相关知识掌握度；（4）问题留言：学生可以利用慕课小程序，向老师提问学习中的难点。学生的学习进度、作业解答、问题留言会存进数据库相应分区模块中；随后数据库会将作业答案和学习进度输入教评系统，教评系统自动给出评分。同时，数据库将问题留言传输到教师系统，以便教师查看留言，及时答疑。最后教评系统将评分结果传送给学生系统，学生可查询到测验结果。
上述设计方案提高了学生和教师之间的互动率，使教师能掌握每个学生的学习情况，进而在教学过程中有的放矢。
2.教师：教师用微信账号和校园统一身份认证登录慕课教师系统对学生的问题和留言进行解答；此外教师可以查看学习进度和测验答案。
三、基于微信平台的实验教学设计
第三步：进入实验控制参数设定界面，如图5所示。
图2 智能仪表温度控制系统
模拟实验步骤如下：
第二步：接线正确后就进入如图4所示的智能仪表温度模拟操作实验平台界面。点击图4中的控制界面可进入控制参数界面及实时曲线界面。
第一步：进入微信小程序模拟接线界面（如图3所示），学生根据实验指导书进行模拟实验连线，若连接错误则无法进入下一步实验。第一步的目的是让学生熟悉接线，避免在实际实验中出错。
图3 模拟连线实验界面
历史画卷既然波澜壮阔，总有个不按既定路线走的时候，三国魏晋南北朝那会儿，就出现过不少爱打扮的贵族子弟，颜之推做过一个总结：
图4 智能仪表温度模拟操作实验平台界面
为解决学生在实验中上手慢的问题，基于微信上的小程序设计了如图1所示的实验教学改革方案。我们以智能仪表温度连续控制系统为例进行说明。此实验目的是：使学生了解AI818智能仪表的使用及参数自整定；要求学生设计一个温度连续控制系统。实验控制系统如图2所示：
如倘若采取DN100立管材料，管道中心到墙面的水平距离最好不超过110毫米。而倘若采取DN50立管材料，管道中心到墙面的水平距离最好保持在75毫米左右即可。除此之外，对于排水横管而言，如穿越地下室构建物外墙等位置时，建议设计人员最好安装相对应的套管设施，并且排水横管间距必须超过300毫米。
图5 控制参数界面以及实时曲线界面
本实验采用PID控制算法。首先设置理想的控制温度，再设定适当的PID参数，使系统进入自动状态（按钮显示为自动）。用交流电机驱动泵向加热水箱打入冷水以作为扰动，记录过程曲线。直到达到控制要求，选择提交。其实验结果将上传到教评系统由程序自行检测评价并反馈给学生，或者由老师针对性地给出意见。
教师根据学生的专业不同选择不同的教学内容，进行因材施教，还可以发挥自身的优势为学生制定专门的教学模块，所有的教学都要以培养学生的计算思维为根本目的，帮助学生得到更好的发展[4]。
四、结语
本文针对《过程控制系统》双语课程，探索基于微信小程序的理论教学和实验教学模式改革。微信慕课平台为开展反馈式教学提供了便利。尤其是利用微信小程序模拟实验室，使学生在进入实验室前能对实物实验有更好的认识。两款微信小程序也能促进学生和教师之间的互动交流，提高教学质量，取得很好的教学效果。
参考文献：
[1]蔡林沁,虞继敏,向敏,唐晓铭.《过程控制系统》教学改革与实践[J].教育教学论坛,2017,(46):105-106.
[2]王娟.微信小程序在高校教学中的应用与推广[J].电脑知识与技术,2017,13(27):147-148.
Reform of Feedback Teaching Mode Based on Wechat Applet
CHEN Gang,HE Qiu-rui
(College of Automation,Chongqing University,Chongqing 400044,China)
Abstract: This paper introduces the feedback teaching mode based reform of the bilingual course"Process Control System".Wechat applet Simulation Laboratory is proposed and designed.The feedback teaching mode is adopted to improve the teaching effect.
Key words: bilingual education;feedback teaching;reform
中图分类号： G642.0
文献标志码： A
文章编号： 1674-9324（2019）47-0097-02
收稿日期： 2019-03-10
基金项目： 重庆大学教学改革研究项目（2017Y53）
标签：双语教学论文; 反馈式教学论文; 改革论文; 重庆大学自动化学院论文;