“百晓牛”高校实训设备使用助手小程序的开发

宋海强，马 涛，张帅斌

(天津机电职业技术学院，天津 300350)

一、问题与现状

近年来，我国高职院校数量不断增长。到2019年底，全国各类高等教育在学总规模4002万人，其中，高职院校1423所，高职院校校均规模7776人。为了满足日益增长的教学需求，高校开始扩大实训设备的采购，预计2022年，职业院校教学花费突破1万亿。这个庞大的数字也暗示了未来实训设备维修和使用将对院校来说是个巨大的考验。相关数据显示，如果按APP个数进行排序，TOP1000的APP中，金融行业APP最多，其次是教育行业，拥有73款APP，由此可见，教育类APP市场竞争相当激烈。2017年微信小程序正式上线，2018-2020年，我国的小程序数量、交易金额呈爆发式增长，截至2020年，我国全网小程序数量已超过500万个，在教育领域的应用也十分广泛。

随着技术的迭代速度加快，传统的故障查询模式已无法解决日益更新的设备故障问题，而互联网大数据模式逐渐上升为“朝阳产业”，新型的小程序或手机APP查询故障模式应运而生。小程序查询故障是以大数据为核心，维修人员为依托，专业化软件为载体，通过小程序研发、社会参与的方式，借助设备厂家的技术、维修人员的经验，以互联网为平台，为各个维修、使用人员提供故障问题解答。除了实训教学环节，大赛训练也是所有职业院校的重要工作之一。每届“小白”选手的成长如果只依赖指导教师的培训将会给指导教师带来很大的负担，久而久之会影响教师的带赛积极性。这就要求从科技等角度采取有效办法解决新老选手之间的“传帮带”问题，这样既可以避免教师和学长大量重复性的基础工作，同时又有利于提升选手自学能力。

目前，针对高校实训设备这一特定使用场景的小程序开发尚未有成熟案例。本项目所开发的小程序针对高校在教学与训练两个环节设备故障查找问题的痛点，上线了实用性较强的小程序，填补了此项空白。

二、整体设计

利用小程序便捷性的特点，开发一款微信小程序作为高校实训设备的信息载体，引导设备相关信息从线下到线上，从而提升学校实训设备使用水平，提升实训设备使用自主性、便捷性，更好地服务于广大师生。小程序集合全校利用率高的实训设备、大赛设备的使用、故障查询管理功能。用户通过微信“扫一扫”扫描贴在设备上的小程序码，即可进入小程序进行故障查询。依托小程序“有问必答”的开发理念，学生遇到故障不必再给老师打电话或者微信反馈，通过小程序，几分钟即可解决常见故障。

针对职业院校在教与学两个环节设备故障查找问题的痛点，编制工作任务书和人员分工，逐步拟定开发需求，明确软件工作流程，搜集数据库数据，完成小程序设计开发。目标群体：大赛训练的学生，理实一体、实训课的学生。小程序可实现的基本功能：实训室/设备选择、故障查询(输入关键词)、用户新增排故方法录入(经验证审核通过)、在线咨询帮助(专业群教师团队云端解答)。

(一)开发平台

本软件发明是基于PHP和微信开发者工具等完成的。微信开发者工具作为前端，PHP作为后端，用来将数据库和前端实现数据的读取和写入，实际上起到二者之间的桥梁作用。数据库采用当下流行的MySQL数据库，数据库服务器布置好后，首先通过后端PHP和数据库实现数据交互，然后实现前端和PHP后端数据互通，最后前端即可读取到服务器的MySQL数据库。各端所使用软件具体为：微信开发者工具(前端)，PhpStorm 2020.3.3(后端)，Navicat Premium 15(数据库设计)，phpStudy 2016(数据库配置)。

(二)小程序工作流程

微信小程序是小程序的一种，英文名Wechat Mini Program，是一种不需要下载安装即可使用的应用，它实现了应用“触手可及”的梦想，用户扫一扫或搜一下即可打开应用。2017年腾讯公司发布的微信小程序正式上线，为了帮助开发者简单和高效地开发和调试小程序，在原有的公众号网页调试工具的基础上，推出了全新的微信开发者工具，集成了公众号网页调试和小程序调试两种开发模式。

微信小程序的PHP后端服务器数据库的连接处理流程如下：

1.表单(输入框、提交按钮、提交的name值)；

2.接收表单数据(js获取表单name=keyword的值)；

3.通过wx.request向服务器后端发起请求查询数据库；

4.返回JSON格式的数据给小程序，js解析渲染到小程序前端展示。

微信开发者工具使用wx.request 方法对自己的服务器发起网络连接请求，此方法写在onLoad:function()函数里面，当小程序启动时自动请求连接。

三、小程序开发与实现

(一)小程序核心功能开发

“百晓牛”实训助手小程序的主要技术指标如下：

1.用户身份验证功能；

2.实训室/设备选择功能；

3.设备故障查询功能；

4.用户自主提交故障功能。

在登录界面用户可通过输入账户与密码进行登录，同时会实时对账户和密码进行判断。如果未输入账户名、密码，提示“请输入账号或密码”；如果账户或密码不正确，则弹出提示框，提示“密码错误”，以便重新输入。若账户、密码正确，则跳转到图1所示故障查询选择窗口。

图1 故障查询——实训室选择窗口

1.实训室选择

因为实训室较多，如果仅输入关键词查询会导致查询到很多并不属于这台或那台设备的故障信息，而降低信息的有效度。先选择实验室再进行故障查询，可提高解决问题的效率。表1为实训室、设备选择列表。

表1 实训室、设备选择列表

通过选择房间号，实现界面下端对应实训室图片随动切换，方便师生快捷、准确地做出选择。图1显示了部分实训室选择界面效果。

2.设备故障查询

完成此功能需首先对每个实训室、每种设备的故障数据库进行配置。以“智能电梯装调与维护”赛项设备“THJDDT-5高仿真电梯实训装置”为例，下表为部分故障数据库信息。

表2 电梯实训装置部分故障数据库信息

在该界面输入故障关键字可以进行查询，如：电梯不能向下运行，则可输入“下行”进行检索。注意：关键字务求简练，2-3个字为宜。如：输入关键词“下行”，由数据库给出造成“不能下行”故障的所有解决方法，以便于学生对照现象、排除故障。

图2 故障查询、信息提交界面

3.用户提交故障信息

当师生在使用设备发现故障时，可进行故障现象及故障排除方法等信息的自主提交，经管理员审核信息无误后，信息被提交到后台数据库，这样有助于动态地丰富数据库，实现“知识共享”目标，最大化地提高教学实训水平。

(二)各开发平台代码

1.微信开发者工具(前端)

小程序包含一个描述整体程序的app和多个描述各自页面的page，一个小程序主体部分由三个文件组成，即小程序逻辑文件app.js，小程序公共配置文件app.json，小程序公共样式表文件app.wxss，这些必须放在项目的根目录。小程序页面由四个文件组成：页面逻辑文件js、页面结构文件wxml、页面配置文件json和页面样式表文件wxss。

微信开发者工具包含诸多pages和js等文件，其中index.js里面的url: 'http://localhost/a.php?keyword='是服务器后端接口，用于接收小程序传过去的关键词。

2.PHP(后端)和数据库(数据端)

小程序的后端采用PHP编程语言开发，数据库采用MySQL，采用phpStudy 2016软件完成数据库相关配置。为实现小程序在手机端可以正常访问数据库，需要链接一个外网域名，完成域名、服务器的购买后经过备案即可进行正常使用。本例所采用服务器基本技术指标为：ECS共享型s6，配置2核4G内存、1M带宽40G高效云盘，特点是性能强劲、性价比高，广泛适用于建站等轻量应用，能满足5000人以下用户规模基本使用需求。数据库的字段是检索的关键信息，编程时几个平台字段一定要保持统一，本例字段为：QUESTION、ANSWER，如图3所示。

图3 Navicat Premium 15(MySQL数据库)

四、展望与远景

职业教育侧重于实践技能和实际工作能力的培养，能否合理、高效利用全部实训资源将直接决定职业院校人才培养质量。本小程序可以服务于教师与学生两类对象，有助于降低教师实训室管理工作量，提高学生依托实训设备练习的自主性和积极性。本产品在未来有望被更多职业院校及设备提供方所使用，更好地服务广大师生开展实训、大赛训练等。

本微信小程序部分功能、数据库等方面尚待完善。首先，目前仅针对一校的具体应用场景，实际上由于国家大力发展职业院校技能大赛等全国性项目，使得各校的实训设备重合度较高，这就为小程序更大范围的推广使用奠定了坚实基础。其次，已开发完成的小程序仅针对5个使用率较高的实训室编制了数据库，今后可以进一步扩容、完善，使之覆盖到尽可能多的实训场景，为本小程序的市场推广做好数据和技术支撑。最后，未来可根据用户定制需求增加故障上报、在线求助等功能，提高用户数据的安全性，以适应不同用户群体的差异化需求，拓展应用市场。如能进行较好的市场推广，有望弥补现有网课平台覆盖不到的设备使用助手领域，占据一定的细分市场。