宋海強，馬 濤，張帥斌

(天津機電職業(yè)技術(shù)學院，天津 300350)

一、問題與現(xiàn)狀

近年來，我國高職院校數(shù)量不斷增長。到2019年底，全國各類高等教育在學總規(guī)模4002萬人，其中，高職院校1423所，高職院校校均規(guī)模7776人。為了滿足日益增長的教學需求，高校開始擴大實訓設備的采購，預計2022年，職業(yè)院校教學花費突破1萬億。這個龐大的數(shù)字也暗示了未來實訓設備維修和使用將對院校來說是個巨大的考驗。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，如果按APP個數(shù)進行排序，TOP1000的APP中，金融行業(yè)APP最多，其次是教育行業(yè)，擁有73款APP，由此可見，教育類APP市場競爭相當激烈。2017年微信小程序正式上線，2018-2020年，我國的小程序數(shù)量、交易金額呈爆發(fā)式增長，截至2020年，我國全網(wǎng)小程序數(shù)量已超過500萬個，在教育領域的應用也十分廣泛。

隨著技術(shù)的迭代速度加快，傳統(tǒng)的故障查詢模式已無法解決日益更新的設備故障問題，而互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)模式逐漸上升為“朝陽產(chǎn)業(yè)”，新型的小程序或手機APP查詢故障模式應運而生。小程序查詢故障是以大數(shù)據(jù)為核心，維修人員為依托，專業(yè)化軟件為載體，通過小程序研發(fā)、社會參與的方式，借助設備廠家的技術(shù)、維修人員的經(jīng)驗，以互聯(lián)網(wǎng)為平臺，為各個維修、使用人員提供故障問題解答。除了實訓教學環(huán)節(jié)，大賽訓練也是所有職業(yè)院校的重要工作之一。每屆“小白”選手的成長如果只依賴指導教師的培訓將會給指導教師帶來很大的負擔，久而久之會影響教師的帶賽積極性。這就要求從科技等角度采取有效辦法解決新老選手之間的“傳幫帶”問題，這樣既可以避免教師和學長大量重復性的基礎工作，同時又有利于提升選手自學能力。

目前，針對高校實訓設備這一特定使用場景的小程序開發(fā)尚未有成熟案例。本項目所開發(fā)的小程序針對高校在教學與訓練兩個環(huán)節(jié)設備故障查找問題的痛點，上線了實用性較強的小程序，填補了此項空白。

二、整體設計

利用小程序便捷性的特點，開發(fā)一款微信小程序作為高校實訓設備的信息載體，引導設備相關(guān)信息從線下到線上，從而提升學校實訓設備使用水平，提升實訓設備使用自主性、便捷性，更好地服務于廣大師生。小程序集合全校利用率高的實訓設備、大賽設備的使用、故障查詢管理功能。用戶通過微信“掃一掃”掃描貼在設備上的小程序碼，即可進入小程序進行故障查詢。依托小程序“有問必答”的開發(fā)理念，學生遇到故障不必再給老師打電話或者微信反饋，通過小程序，幾分鐘即可解決常見故障。

針對職業(yè)院校在教與學兩個環(huán)節(jié)設備故障查找問題的痛點，編制工作任務書和人員分工，逐步擬定開發(fā)需求，明確軟件工作流程，搜集數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，完成小程序設計開發(fā)。目標群體：大賽訓練的學生，理實一體、實訓課的學生。小程序可實現(xiàn)的基本功能：實訓室/設備選擇、故障查詢(輸入關(guān)鍵詞)、用戶新增排故方法錄入(經(jīng)驗證審核通過)、在線咨詢幫助(專業(yè)群教師團隊云端解答)。

(一)開發(fā)平臺

本軟件發(fā)明是基于PHP和微信開發(fā)者工具等完成的。微信開發(fā)者工具作為前端，PHP作為后端，用來將數(shù)據(jù)庫和前端實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取和寫入，實際上起到二者之間的橋梁作用。數(shù)據(jù)庫采用當下流行的MySQL數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫服務器布置好后，首先通過后端PHP和數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，然后實現(xiàn)前端和PHP后端數(shù)據(jù)互通，最后前端即可讀取到服務器的MySQL數(shù)據(jù)庫。各端所使用軟件具體為：微信開發(fā)者工具(前端)，PhpStorm 2020.3.3(后端)，Navicat Premium 15(數(shù)據(jù)庫設計)，phpStudy 2016(數(shù)據(jù)庫配置)。

(二)小程序工作流程

微信小程序是小程序的一種，英文名Wechat Mini Program，是一種不需要下載安裝即可使用的應用，它實現(xiàn)了應用“觸手可及”的夢想，用戶掃一掃或搜一下即可打開應用。2017年騰訊公司發(fā)布的微信小程序正式上線，為了幫助開發(fā)者簡單和高效地開發(fā)和調(diào)試小程序，在原有的公眾號網(wǎng)頁調(diào)試工具的基礎上，推出了全新的微信開發(fā)者工具，集成了公眾號網(wǎng)頁調(diào)試和小程序調(diào)試兩種開發(fā)模式。

微信小程序的PHP后端服務器數(shù)據(jù)庫的連接處理流程如下：

1.表單(輸入框、提交按鈕、提交的name值)；

2.接收表單數(shù)據(jù)(js獲取表單name=keyword的值)；

3.通過wx.request向服務器后端發(fā)起請求查詢數(shù)據(jù)庫；

4.返回JSON格式的數(shù)據(jù)給小程序，js解析渲染到小程序前端展示。

微信開發(fā)者工具使用wx.request 方法對自己的服務器發(fā)起網(wǎng)絡連接請求，此方法寫在onLoad:function()函數(shù)里面，當小程序啟動時自動請求連接。

三、小程序開發(fā)與實現(xiàn)

(一)小程序核心功能開發(fā)

“百曉牛”實訓助手小程序的主要技術(shù)指標如下：

1.用戶身份驗證功能；

2.實訓室/設備選擇功能；

3.設備故障查詢功能；

4.用戶自主提交故障功能。

在登錄界面用戶可通過輸入賬戶與密碼進行登錄，同時會實時對賬戶和密碼進行判斷。如果未輸入賬戶名、密碼，提示“請輸入賬號或密碼”；如果賬戶或密碼不正確，則彈出提示框，提示“密碼錯誤”，以便重新輸入。若賬戶、密碼正確，則跳轉(zhuǎn)到圖1所示故障查詢選擇窗口。

圖1 故障查詢——實訓室選擇窗口

1.實訓室選擇

因為實訓室較多，如果僅輸入關(guān)鍵詞查詢會導致查詢到很多并不屬于這臺或那臺設備的故障信息，而降低信息的有效度。先選擇實驗室再進行故障查詢，可提高解決問題的效率。表1為實訓室、設備選擇列表。

表1 實訓室、設備選擇列表

通過選擇房間號，實現(xiàn)界面下端對應實訓室圖片隨動切換，方便師生快捷、準確地做出選擇。圖1顯示了部分實訓室選擇界面效果。

2.設備故障查詢

完成此功能需首先對每個實訓室、每種設備的故障數(shù)據(jù)庫進行配置。以“智能電梯裝調(diào)與維護”賽項設備“THJDDT-5高仿真電梯實訓裝置”為例，下表為部分故障數(shù)據(jù)庫信息。

表2 電梯實訓裝置部分故障數(shù)據(jù)庫信息

在該界面輸入故障關(guān)鍵字可以進行查詢，如：電梯不能向下運行，則可輸入“下行”進行檢索。注意：關(guān)鍵字務求簡練，2-3個字為宜。如：輸入關(guān)鍵詞“下行”，由數(shù)據(jù)庫給出造成“不能下行”故障的所有解決方法，以便于學生對照現(xiàn)象、排除故障。

圖2 故障查詢、信息提交界面

3.用戶提交故障信息

當師生在使用設備發(fā)現(xiàn)故障時，可進行故障現(xiàn)象及故障排除方法等信息的自主提交，經(jīng)管理員審核信息無誤后，信息被提交到后臺數(shù)據(jù)庫，這樣有助于動態(tài)地豐富數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)“知識共享”目標，最大化地提高教學實訓水平。

(二)各開發(fā)平臺代碼

1.微信開發(fā)者工具(前端)

小程序包含一個描述整體程序的app和多個描述各自頁面的page，一個小程序主體部分由三個文件組成，即小程序邏輯文件app.js，小程序公共配置文件app.json，小程序公共樣式表文件app.wxss，這些必須放在項目的根目錄。小程序頁面由四個文件組成：頁面邏輯文件js、頁面結(jié)構(gòu)文件wxml、頁面配置文件json和頁面樣式表文件wxss。

微信開發(fā)者工具包含諸多pages和js等文件，其中index.js里面的url: 'http://localhost/a.php?keyword='是服務器后端接口，用于接收小程序傳過去的關(guān)鍵詞。

2.PHP(后端)和數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)端)

小程序的后端采用PHP編程語言開發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用MySQL，采用phpStudy 2016軟件完成數(shù)據(jù)庫相關(guān)配置。為實現(xiàn)小程序在手機端可以正常訪問數(shù)據(jù)庫，需要鏈接一個外網(wǎng)域名，完成域名、服務器的購買后經(jīng)過備案即可進行正常使用。本例所采用服務器基本技術(shù)指標為：ECS共享型s6，配置2核4G內(nèi)存、1M帶寬40G高效云盤，特點是性能強勁、性價比高，廣泛適用于建站等輕量應用，能滿足5000人以下用戶規(guī)模基本使用需求。數(shù)據(jù)庫的字段是檢索的關(guān)鍵信息，編程時幾個平臺字段一定要保持統(tǒng)一，本例字段為：QUESTION、ANSWER，如圖3所示。

圖3 Navicat Premium 15(MySQL數(shù)據(jù)庫)

四、展望與遠景

職業(yè)教育側(cè)重于實踐技能和實際工作能力的培養(yǎng)，能否合理、高效利用全部實訓資源將直接決定職業(yè)院校人才培養(yǎng)質(zhì)量。本小程序可以服務于教師與學生兩類對象，有助于降低教師實訓室管理工作量，提高學生依托實訓設備練習的自主性和積極性。本產(chǎn)品在未來有望被更多職業(yè)院校及設備提供方所使用，更好地服務廣大師生開展實訓、大賽訓練等。

本微信小程序部分功能、數(shù)據(jù)庫等方面尚待完善。首先，目前僅針對一校的具體應用場景，實際上由于國家大力發(fā)展職業(yè)院校技能大賽等全國性項目，使得各校的實訓設備重合度較高，這就為小程序更大范圍的推廣使用奠定了堅實基礎。其次，已開發(fā)完成的小程序僅針對5個使用率較高的實訓室編制了數(shù)據(jù)庫，今后可以進一步擴容、完善，使之覆蓋到盡可能多的實訓場景，為本小程序的市場推廣做好數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。最后，未來可根據(jù)用戶定制需求增加故障上報、在線求助等功能，提高用戶數(shù)據(jù)的安全性，以適應不同用戶群體的差異化需求，拓展應用市場。如能進行較好的市場推廣，有望彌補現(xiàn)有網(wǎng)課平臺覆蓋不到的設備使用助手領域，占據(jù)一定的細分市場。