基于微信小程序?qū)嶒?yàn)室資源開放平臺探索

栗 琳，溫 薇，孫朝陽

（北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，北京 100083）

0 引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)課程和項(xiàng)目，學(xué)生理論知識得以強(qiáng)化，實(shí)踐能力得到鍛煉［1］。在新工科背景下，高校人才培養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)具有良好理論素養(yǎng)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的創(chuàng)新型人才。要求教師要在實(shí)踐教學(xué)中轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，以“學(xué)生”為主，培養(yǎng)自主探索與學(xué)習(xí)能力。因此，開放實(shí)驗(yàn)室資源，改革實(shí)驗(yàn)室管理模式，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室管理效能，為學(xué)生提供更多的機(jī)會成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)［2］。

高校實(shí)驗(yàn)室的資源管理模式發(fā)展經(jīng)歷兩個(gè)階段：第1 階段指實(shí)驗(yàn)室管理信息依賴紙張進(jìn)行登記管理，例如實(shí)驗(yàn)課的排課、設(shè)備運(yùn)維等；第2 階段指在PC 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下信息化管理平臺的建立，整合實(shí)驗(yàn)課安排、設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室資源的單向開放［3］。隨著信息技術(shù)高速發(fā)展，在大眾信息化、技術(shù)化、移動互聯(lián)化的生活習(xí)慣趨勢下，移動端便捷高效地獲取信息更受到學(xué)生青睞［4］。目前，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室資源管理模式不能滿足學(xué)生對信息的獲取體驗(yàn)和信息的雙向深度開放需求。移動環(huán)境下方便、高效獲得實(shí)驗(yàn)室開放資源成為實(shí)驗(yàn)室資源開放平臺改革新方向。

1 微信小程序概述

2012年微信公眾平臺（公眾號）正式上線，標(biāo)志著微信已經(jīng)從一款聊天工具開始轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)生態(tài)系統(tǒng)［5］。但是，微信公眾號平臺提供的功能有限，主要以信息發(fā)布為主，平臺交互少。2017 年初微信小程序的正式上線進(jìn)一步活躍了微信的生態(tài)圈，微信小程序與原生APP 相比，最大的特點(diǎn)就是用戶無需下載安裝，通過掃碼或搜索就可以獲得小程序。可見，基于微信和即用即走的輕量級小程序平臺可以更好連接線下服務(wù)［6］。除此之外，微信后臺具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，管理人員依此及時(shí)掌握訪問小程序平臺情況，包括停留人群數(shù)量、感興趣的內(nèi)容等詳細(xì)數(shù)據(jù)，有利于更好掌握用戶需求，從而更好地完善程序設(shè)計(jì)。

對比分析了目前主要的移動端程序開發(fā)技術(shù)，包括HTML5、APP 和微信小程序。由表1 可看出微信小程序不論從使用還是開發(fā)，都有明顯優(yōu)勢。加之微信已具有無可比擬的群眾基礎(chǔ)，基于微信小程序的實(shí)驗(yàn)室資源開放平臺也會更容易被用戶接受和使用。

表1 HTML5、APP與微信小程序特點(diǎn)分析

近年來，微信小程序應(yīng)用發(fā)展十分迅猛，廣泛應(yīng)用與電商、服務(wù)、教育等行業(yè)，例如程子珍［7］利用小程序開發(fā)了網(wǎng)上購物系統(tǒng)，它的服務(wù)端采用ThinkPHP5 和MySQL 構(gòu)建REST API 為客戶端提供數(shù)據(jù)接口；黃榮等［8］基于微信小程序?qū)崿F(xiàn)了校園助手的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生校園卡管理、天氣預(yù)報(bào)、課表查詢等服務(wù)；楊乃等［9］將微信小程序與公眾號應(yīng)用在野外地質(zhì)實(shí)習(xí)中，作為輔助教學(xué)的手段；陳國通［10］在微信平臺開發(fā)了家政預(yù)約服務(wù)系統(tǒng)；張雪云等［11］利用小程序開發(fā)了電源監(jiān)測管理系統(tǒng)；楊亞洲［12］研發(fā)了一種基于微信小程序和二維碼識別技術(shù)為核心的中藥飲片識別輔助教學(xué)工具。微信小程序一經(jīng)面世，其開發(fā)應(yīng)用迅速發(fā)展，技術(shù)不斷更新，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。但應(yīng)用于高校教學(xué)，尤其是在實(shí)驗(yàn)室資源開放與共享，小程序的實(shí)現(xiàn)還處在探索階段。但可以肯定，實(shí)驗(yàn)室開放共享的移動化是未來發(fā)展的趨勢。因此，本文提出一種基于微信小程序作為移動入口的實(shí)驗(yàn)室資源開放共享的模式。

2 實(shí)驗(yàn)室資源開放平臺的實(shí)踐

2.1 小程序平臺功能設(shè)計(jì)

機(jī)械學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)室資源開放平臺下設(shè)3個(gè)方向，包括機(jī)械、物流及工業(yè)設(shè)計(jì)，其中機(jī)械方向分為5 個(gè)系共12 門實(shí)驗(yàn)專業(yè)課程。在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容方面，對于學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)課程課內(nèi)信息量龐大，許多機(jī)械設(shè)備動作完成時(shí)間短，學(xué)生需要觀摩多次才能理解對應(yīng)理論知識，導(dǎo)致經(jīng)常拖堂。并且課后技術(shù)細(xì)節(jié)易遺漏。學(xué)生希望梳理一些課內(nèi)重點(diǎn)信息，包括文字，圖片，多媒體等，用來課前預(yù)習(xí)，課后作為知識點(diǎn)參考更好地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。因此，把學(xué)院實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容放在該共享平臺，不僅符合該專業(yè)學(xué)生的需求，也可以共享相近專業(yè)其他方向的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，方便快捷地提供給學(xué)生用戶學(xué)習(xí)信息資源。實(shí)驗(yàn)室資源的開放，除了實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，也包括實(shí)驗(yàn)課表查詢、實(shí)驗(yàn)室房間開放情況、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備共享。學(xué)生，除了查詢功能，更重要的是能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室資源的交互預(yù)約功能。實(shí)驗(yàn)中心將共享設(shè)備開放給學(xué)校師生，實(shí)現(xiàn)最大化使用。

根據(jù)分析用戶的基本需求，不同于APP 和PC 上的信息化管理平臺，本著小程序開發(fā)設(shè)計(jì)的三大原則：在功能方面，小程序應(yīng)比原生APP更單一；設(shè)計(jì)方面，小程序要比原生APP 更簡潔；在使用場景方面，小程序應(yīng)比原生APP 更明確。本文設(shè)計(jì)的小程序開發(fā)平臺的主要定位是方便學(xué)生用戶對實(shí)驗(yàn)室開放資源的使用，基于小程序的主要定位，小程序應(yīng)結(jié)合學(xué)院整體實(shí)驗(yàn)課情況為用戶提供更加主題明確的查詢和交互功能，盡量減少其他不必要的功能模塊，為用戶提供用完即走、方便快捷地使用體驗(yàn)。

根據(jù)以上分析，小程序資源開放平臺的業(yè)務(wù)邏輯模塊分為實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容、課表查詢、共享設(shè)備、規(guī)章制度、問題反饋、實(shí)驗(yàn)室預(yù)約，總體的系統(tǒng)功能模塊如圖1 所示。在用戶登錄后，小程序首頁標(biāo)題欄中鏈入功能模塊的入口，包括實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容、課表查詢、共享設(shè)備、問題反饋、規(guī)章制度和實(shí)驗(yàn)室預(yù)約。下一級進(jìn)入各自的查詢頁面及信息詳情，需要交互時(shí)再設(shè)置第三級的交互功能。

圖1 實(shí)驗(yàn)室資源開放平臺系統(tǒng)框架

2.2 微信小程序開發(fā)框架設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室資源開放平臺的小程序部分，采用MINA開發(fā)框架，分為視圖層和邏輯層。視圖層是由框架設(shè)計(jì)的標(biāo)簽語言WXML 和用于描述WXML組件樣式的WXSS 組成。WXML 和WXSS 在渲染時(shí)會被框架解析為不同端的本地渲染文件，這樣保證一套代碼能在多處運(yùn)行，最大化的接近原生APP［13-14］。小程序的邏輯層是一套運(yùn)行在本地JavaScript引擎的JavaScript 代碼，在此基礎(chǔ)上框架實(shí)現(xiàn)了一套模塊化機(jī)制。視圖層和邏輯層通過系統(tǒng)層JSBridage進(jìn)行業(yè)務(wù)處理；它們之間的交互時(shí)通過數(shù)據(jù)綁定和事件響應(yīng)實(shí)現(xiàn)的［15-16］。當(dāng)需要修改頁面時(shí)，只需要修改綁定數(shù)據(jù)，邏輯層把數(shù)據(jù)變化通知給視圖層，進(jìn)而觸發(fā)視圖層頁面的更新。本文設(shè)計(jì)的小程序框架如圖2 所示，由于小程序渲染和邏輯分離的運(yùn)行機(jī)制與傳統(tǒng)的網(wǎng)頁存在差異，所以無法使用傳統(tǒng)的網(wǎng)頁的開發(fā)調(diào)試工具，因此采用微信小程序自身開發(fā)IDE——微信開發(fā)者工具。開發(fā)者可以借助微信開發(fā)者工具完成小程序的代碼開發(fā)、編譯運(yùn)行、界面和邏輯調(diào)試、真機(jī)預(yù)覽和提交發(fā)布版本等功能。

圖2 微信小程序MINA框架示意圖

2.3 微信小程序功能模塊的實(shí)現(xiàn)

（1）開發(fā)環(huán)境與配置。首先，登錄微信公眾平臺，注冊申請小程序賬號，并完成開發(fā)環(huán)境的設(shè)置。小程序開發(fā)時(shí)，本文采用小程序·云開發(fā)的方式，即后端服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫都存儲于騰訊云上，其優(yōu)點(diǎn)是開發(fā)者可以將注意力完全放在功能實(shí)現(xiàn)上，弱化后端服務(wù)的概念，不用另外搭建后臺服務(wù)器。只需要根據(jù)自身使用需求，如存儲容量、CDN流量及數(shù)據(jù)庫容量，在騰訊云上購買相應(yīng)配額即可。在開發(fā)初期，使用騰訊云免費(fèi)的配額就能滿足本例需求。開發(fā)環(huán)境見圖3。

圖3 開發(fā)者工具環(huán)境

（2）首頁功能設(shè)置及登錄功能。首頁采用swiper組件設(shè)置輪播圖，中心區(qū)域采用icon和text組合，設(shè)置了5 個(gè)功能按鍵的入口，分別為實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，課表查詢，共享設(shè)備，規(guī)章制度和問題反饋。當(dāng)用戶想要瀏覽其入口時(shí)，直接點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)進(jìn)入詳情頁即可查詢其詳細(xì)信息。在用戶進(jìn)入小程序app.js時(shí)，進(jìn)行小程序的授權(quán)及用戶登錄。對于小程序來說，必須進(jìn)行用戶授權(quán)，才能后續(xù)獲取用戶的開放數(shù)據(jù)，獲取唯一用戶識別的_openid。首次用戶授權(quán)獲取開放數(shù)據(jù)并存儲，以后每次打開小程序都可以調(diào)出用戶數(shù)據(jù)。

（3）實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容功能。在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容功能模塊中，按照專業(yè)方向下分16 門實(shí)驗(yàn)課，每一門實(shí)驗(yàn)課共享的資源量很大，本地存儲不滿足需求，因而本例將圖片和視頻資源存儲在云存儲中，文字編輯部分放入云數(shù)據(jù)庫中，共享內(nèi)容的更新只需要后臺更新數(shù)據(jù)庫即可，十分便捷。實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容模塊開發(fā)界面如圖4 所示。

圖4 實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容模塊開發(fā)界面

（4）課表查詢功能。該模塊方便學(xué)生用戶隨時(shí)查詢實(shí)驗(yàn)課課表。

（5）開放資源預(yù)約功能。該交互模塊分為兩大類，①共享設(shè)備的查詢與預(yù)約模塊；②開放實(shí)驗(yàn)室查詢與預(yù)約模塊。在共享設(shè)備交互中，用戶可以移動迅速的查詢學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心的所有開放設(shè)備，有需求時(shí)直接預(yù)約進(jìn)入學(xué)校設(shè)備預(yù)約系統(tǒng)。預(yù)約開放實(shí)驗(yàn)室功能模塊中，本文設(shè)計(jì)采用Tabbar標(biāo)簽把預(yù)約開放實(shí)驗(yàn)室功能單獨(dú)放在第二個(gè)Tab里。在視圖渲染W(wǎng)XML中，采用橫向scroll-view 組件實(shí)現(xiàn)左右滑動，預(yù)約當(dāng)前時(shí)間兩周內(nèi)的開放實(shí)驗(yàn)室。選中想要預(yù)約實(shí)驗(yàn)室的空閑時(shí)段，點(diǎn)擊確認(rèn)預(yù)約按鈕后，輸入預(yù)約詳情，二次確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊提交后，后臺發(fā)送模板消息并且將此預(yù)約詳情存入云數(shù)據(jù)庫中。每次前臺顯示時(shí)，通過云調(diào)用數(shù)據(jù)庫并更新來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)預(yù)約功能如圖5 所示。

圖5 開放實(shí)驗(yàn)室預(yù)約功能界面

（6）問題反饋功能。除上述功能外，小程序還為學(xué)生用戶提供了聯(lián)系客服功能，接受用戶咨詢與反饋，用戶可以一鍵跳轉(zhuǎn)至撥號界面。也可以通過輸入反饋內(nèi)容直接提交給后臺。實(shí)驗(yàn)室管理人員從小程序后臺能直接掌握學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室的使用反饋意見，有利于針對性的完善實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)工作。

3 結(jié)語

高校創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)離不開教學(xué)理念的革新，以學(xué)生為主體，實(shí)驗(yàn)室資源的開放與共享成為必然與趨勢。相較于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理模式，微信小程序應(yīng)用于微信平臺，因其即用即走，不需下載的特點(diǎn)，以及微信8 億用戶無可比擬的群眾基礎(chǔ)，使其成為移動端最具優(yōu)勢的開發(fā)選擇。在微信平臺下，本文基于小程序云開發(fā)探索并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室資源開放平臺，無需搭載后臺服務(wù)，開發(fā)過程更為優(yōu)化。該平臺以學(xué)生用戶實(shí)際需求出發(fā)，為師生提供應(yīng)用便利，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用。