基于微信小程序的“掌上實(shí)驗(yàn)室”安全教育與管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

蘇海闊 張 賀 孫 強(qiáng)

(1.牡丹江師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 牡丹江 157000；2.浙江省巖石力學(xué)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 紹興 312000；3.紹興文理學(xué)院 土木工程學(xué)院，浙江 紹興 312000)

0 引言

高校實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著教育教學(xué)與科學(xué)研究的重要任務(wù)，它是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才的基地，且也是高校事故防控和安全管理的重要場(chǎng)所[1].近些年，高校實(shí)驗(yàn)室安全事故也屢見(jiàn)不鮮，造成這些事故的元兇都是實(shí)驗(yàn)室的管理者和使用者缺乏安全意識(shí)和安全隱患的防控能力薄弱而導(dǎo)致的.2019年5月教育部專(zhuān)門(mén)針對(duì)全國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室工作印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室安全工作的意見(jiàn)》[2]，對(duì)全國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室安全工作做出了具體要求，這體現(xiàn)了教育部對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室工作的高度重視.

安全高效的實(shí)驗(yàn)室管理是保障實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)行的前提.目前很多學(xué)校都是采用電腦端的應(yīng)用管理平臺(tái)系統(tǒng)，這存在很大的局限性，用戶體驗(yàn)感不強(qiáng)；另外一些實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)APP不能夠跨平臺(tái)使用，也就造成了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本較大，還不能為用戶提供一個(gè)便捷快速的管理平臺(tái).以上實(shí)驗(yàn)室信息管理手段已不能滿足實(shí)驗(yàn)室管理工作對(duì)信息化的需求[3-4].

高校實(shí)驗(yàn)室工作內(nèi)容十分豐富，主要有實(shí)驗(yàn)室安全教育、安全管理、設(shè)備管理、公共服務(wù)等內(nèi)容.其中實(shí)驗(yàn)室安全教育是保障實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)工作有序進(jìn)行的重要前提；安全管理工作的重要內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)室安全檢查，以往實(shí)驗(yàn)室安全檢查是通過(guò)檢查記錄本登記隱患信息，用手機(jī)等照相設(shè)備對(duì)隱患點(diǎn)進(jìn)行拍照存證，但這些登記本上的文字資料和手機(jī)等設(shè)備中的照片資料無(wú)法進(jìn)行有效的信息化管理，對(duì)隱患點(diǎn)整改檢查、事故追查等造成一定的不便.實(shí)驗(yàn)室中一般都有很多儀器設(shè)備，在師生人員借用過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)借用時(shí)間沖突的情況，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用效率和實(shí)驗(yàn)室工作管理效率；另外，實(shí)驗(yàn)室公共服務(wù)工作不僅是服務(wù)校內(nèi)師生，也是對(duì)外宣傳和服務(wù)的重要內(nèi)容.

因此，實(shí)驗(yàn)室安全教育與管理平臺(tái)需要將實(shí)驗(yàn)室安全教育、安全管理、設(shè)備管理以及公共服務(wù)等主要工作內(nèi)容有機(jī)結(jié)合在一起，構(gòu)建一套能夠適應(yīng)不同工作內(nèi)容、使用方便和運(yùn)行穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)室安全教育與管理平臺(tái).

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，微信小程序于2017年正式面世，目前微信小程序技術(shù)成熟、功能齊全，在餐飲[5]、教育[6]、智能家居[7]、游戲[8]、黨建管理[9]、扶貧工作[10]、垃圾分類(lèi)[11]等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用.文獻(xiàn)[5-11]對(duì)微信小程序的優(yōu)點(diǎn)有全面詳細(xì)的說(shuō)明，這里不再介紹.

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”“最多跑一次”的理念背景下，需充分發(fā)揮微信小程序的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)“掌上實(shí)驗(yàn)室”安全教育與管理平臺(tái)(簡(jiǎn)稱(chēng)“掌上實(shí)驗(yàn)室”，下同).它相比一些基于移動(dòng)終端設(shè)備的專(zhuān)門(mén)APP、Web和各種框架搭建的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，更能節(jié)約人力、物力和財(cái)力.因此，“掌上實(shí)驗(yàn)室”小程序開(kāi)發(fā)目的就是使實(shí)驗(yàn)室管理工作信息化、便捷化，它不需要下載和安裝，可以跨平臺(tái)使用，靈活方便，減輕了實(shí)驗(yàn)室管理工作的繁雜性，提高了實(shí)驗(yàn)室管理效率和使用效率，保障了高校實(shí)驗(yàn)室工作安全、有序、平穩(wěn)地運(yùn)行.

1 “掌上實(shí)驗(yàn)室”安全教育與管理平臺(tái)功能架構(gòu)

1.1 平臺(tái)需求分析

基于工作實(shí)際，在設(shè)計(jì)中主要包括前臺(tái)系統(tǒng)模塊和后臺(tái)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì).前臺(tái)系統(tǒng)功能模塊如圖1所示，后臺(tái)系統(tǒng)功能模塊如圖2所示.高校實(shí)驗(yàn)室安全教育與管理平臺(tái)前臺(tái)模塊主要功能包括：

①安全教育模塊：安全教育、學(xué)習(xí)資源、實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)測(cè)評(píng)；

②安全管理模塊：安全檢查；

③設(shè)備管理模塊：設(shè)備百科、設(shè)備預(yù)約、設(shè)備維修；

④公共服務(wù)模塊：預(yù)約參觀、互動(dòng)交流、紹興文理學(xué)院土木工程學(xué)院官網(wǎng)、浙江省巖石力學(xué)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng).

其中安全教育模塊可以方便用戶查找學(xué)習(xí)資源，并進(jìn)行考核測(cè)試；安全管理模塊中的安全檢查可以讓檢查人員進(jìn)行安全隱患的檢查上報(bào)；設(shè)備管理模塊，可以瀏覽、預(yù)約和維修實(shí)驗(yàn)設(shè)備；公共服務(wù)模塊可以讓用戶進(jìn)行參觀預(yù)約、交流探討以及學(xué)校官網(wǎng)使用.

圖1 前臺(tái)系統(tǒng)功能模塊圖

圖2 后臺(tái)系統(tǒng)功能模塊圖

1.2 微信小程序技術(shù)架構(gòu)

該微信小程序主要使用JavaScript(Java，小程序主體)、HTML(WXML)和CSS作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，使用微信web開(kāi)發(fā)者工具作為主要開(kāi)發(fā)工具，數(shù)據(jù)庫(kù)為云端數(shù)據(jù)庫(kù)，采用API接口來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶端與微信web開(kāi)發(fā)工具的鏈接以及相關(guān)網(wǎng)站地址的鏈接.微信小程序的基本架構(gòu)主要包括視圖層(View)、邏輯層(Service).視圖層主要用來(lái)渲染和設(shè)計(jì)頁(yè)面結(jié)構(gòu)，主要文件有wml，wxss文件.視圖層傳遞過(guò)來(lái)的通知，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求微信的系統(tǒng)層進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，視圖層也可以接收由業(yè)務(wù)邏輯層發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求[6][12].技術(shù)架構(gòu)如圖3所示.基于此種技術(shù)開(kāi)發(fā)出“掌上實(shí)驗(yàn)室”微信小程序.

圖3 技術(shù)架構(gòu)

2 “掌上實(shí)驗(yàn)室”的功能設(shè)計(jì)

根據(jù)1.1平臺(tái)需求分析的要求，開(kāi)發(fā)“掌上實(shí)驗(yàn)室”微信小程序，其客戶端首頁(yè)主界面如圖4所示.首頁(yè)設(shè)計(jì)主要考慮的因素有模塊排版和色彩搭配，要求簡(jiǎn)潔大方、美觀實(shí)用和排版有序.后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)主要是對(duì)客戶端提交的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行審核與管理.

客戶端首頁(yè)主界面分為五個(gè)部分，其中第二至四部分為主界面的主體內(nèi)容.第一部分以圖片輪播的形式展現(xiàn)校園風(fēng)光、實(shí)驗(yàn)室安全宣傳標(biāo)語(yǔ)等內(nèi)容；第二部分展示安全管理、安全教育和公共服務(wù)等模塊的核心功能；第三部分為設(shè)備管理模塊核心功能；第四部分展示公共服務(wù)模塊和安全教育模塊的基本功能；第五部分為底部導(dǎo)航，用于公共服務(wù)模塊一般功能展示.

下面從安全管理、安全教育、設(shè)備管理和公共服務(wù)模塊分別詳細(xì)介紹其功能設(shè)計(jì).

2.1 安全教育模塊功能設(shè)計(jì)

該模塊主要包括如下三個(gè)功能：

圖4 微信小程序主界面

①安全教育：從主界面第二部分導(dǎo)航欄中的“安全教育”進(jìn)入學(xué)習(xí)界面，該界面主要是讓用戶在紹興文理學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行《高校實(shí)驗(yàn)室安全教育》課程學(xué)習(xí).

②學(xué)習(xí)資源：從主界面第二部分導(dǎo)航欄中的“學(xué)習(xí)資源”進(jìn)入資料下載界面.用戶通過(guò)填寫(xiě)并提交“姓名”“班級(jí)”“電話”“備注”等基本信息后，獲取并輸入學(xué)習(xí)資源提取碼，進(jìn)入學(xué)習(xí)資源下載界面下載相關(guān)學(xué)習(xí)資料.

③實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)測(cè)評(píng)：從首頁(yè)下方的“實(shí)驗(yàn)室知識(shí)測(cè)評(píng)”功能進(jìn)入該界面.在該界面中輸入“學(xué)生姓名”“學(xué)號(hào)”“專(zhuān)業(yè)班級(jí)”等信息后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)測(cè)評(píng).

2.2 安全管理模塊功能設(shè)計(jì)

該模塊主要包括“安全檢查”功能.用戶從主界面第二部分導(dǎo)航欄中的“安全檢查”進(jìn)入該界面，輸入用戶信息，包括檢查人員的“姓名”“檢查時(shí)間”“檢查地點(diǎn)”“存在的安全隱患”“上傳圖片”“整改意見(jiàn)”等.檢查人員可以方便上傳實(shí)驗(yàn)室安全檢查信息，后臺(tái)管理員看到前臺(tái)提交的安全檢查信息后進(jìn)行審核.“安全檢查”功能可以很大程度上提高安全隱患檢查的信息化管理.

2.3 設(shè)備管理模塊功能設(shè)計(jì)

該模塊主要包括如下三個(gè)功能：

①設(shè)備百科：從主界面第三部分中的“設(shè)備百科”進(jìn)入該界面，此界面包含實(shí)驗(yàn)室各種設(shè)備的詳細(xì)信息，并可以點(diǎn)擊指定設(shè)備進(jìn)行瀏覽詳情.

②設(shè)備預(yù)約：從主界面第三部分中的“設(shè)備預(yù)約”進(jìn)入該界面，填寫(xiě)并提交預(yù)約人“姓名”“聯(lián)系方式”“預(yù)約時(shí)間”“預(yù)約設(shè)備”以及“備注信息”等信息進(jìn)行設(shè)備預(yù)約.

③設(shè)備維修：從主界面第三部分中的“設(shè)備維修”進(jìn)入該界面，填寫(xiě)并提交上報(bào)人“姓名”“部門(mén)/班級(jí)”“聯(lián)系方式”“上報(bào)時(shí)間”“維修地點(diǎn)”“上傳照片”以及“備注信息”等信息進(jìn)行設(shè)備維修上報(bào).

2.4 公共服務(wù)模塊功能設(shè)計(jì)

該模塊主要包括如下四個(gè)功能：

①預(yù)約參觀：從主界面第二部分導(dǎo)航欄中的“預(yù)約參觀”進(jìn)入該界面，填寫(xiě)并提交“訪客姓名”“單位”“電話”“隨行人員”“邀請(qǐng)人姓名”“預(yù)約時(shí)間”“備注信息”等預(yù)約信息，后臺(tái)管理員審核通過(guò)后完成實(shí)驗(yàn)室參觀預(yù)約，還可以進(jìn)行電話預(yù)約.

②互動(dòng)交流：從主界面第五部分底部導(dǎo)航欄中的“互動(dòng)交流”進(jìn)入該界面，在該界面可以發(fā)表圖文和文章鏈接進(jìn)行交流互動(dòng).

③學(xué)院官網(wǎng)：從主界面第五部分底部導(dǎo)航欄中“紹興文理學(xué)院土木工程學(xué)院”進(jìn)入學(xué)院官網(wǎng)界面.

④省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)：從主界面第五部分底部導(dǎo)航欄中“浙江省巖石力學(xué)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”進(jìn)入省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)界面.

3 “掌上實(shí)驗(yàn)室”的功能實(shí)現(xiàn)

3.1 “掌上實(shí)驗(yàn)室”前端功能實(shí)現(xiàn)

基于微信小程序的“掌上實(shí)驗(yàn)室”安全教育與管理平臺(tái)具有跨平臺(tái)性、便攜性以及良好的交互性等優(yōu)點(diǎn)，其主要功能由四個(gè)功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，分別為安全管理模塊、安全教育模塊、設(shè)備管理模塊和公共服務(wù)模塊.其中設(shè)備管理模塊中的設(shè)備預(yù)約和設(shè)備維修、公共服務(wù)模塊中的參觀預(yù)約的功能以及安全管理模塊中的安全檢查的設(shè)計(jì)原理是一致的，我們就以安全檢查為例介紹實(shí)現(xiàn)原理.

首先，需要獲取AppID打開(kāi)web開(kāi)發(fā)者工具，新建小程序項(xiàng)目，創(chuàng)建完成后，可以在安全檢查的.wxml頁(yè)面結(jié)構(gòu)文件中設(shè)計(jì)頁(yè)面樣式，通過(guò)使用css語(yǔ)言設(shè)計(jì)頁(yè)面，包括單行文本框、多行文本框、時(shí)間組件和圖片組件以及按鈕，并為其增加屬性，在JS文件中設(shè)計(jì)安全檢查的功能邏輯，需要對(duì)各個(gè)布局組件綁定信息，在按鈕上綁定提交事件，在button控件中添加一個(gè)bindtap屬性，屬性值需要定義，我們這里跳轉(zhuǎn)到提交成功頁(yè)面.同時(shí)也需要對(duì)表單中的信息進(jìn)行校驗(yàn)，例如檢查時(shí)間是否沖突，值是否為空等.安全檢查功能界面如圖5所示.

圖5 “安全檢查”功能界面

除此之外，設(shè)備預(yù)約也是先在.wxml的結(jié)構(gòu)文件中設(shè)計(jì)頁(yè)面樣式，通過(guò)使用css語(yǔ)言設(shè)計(jì)頁(yè)面，添加所需組件，為組件添加屬性，并在JS文件中編寫(xiě)校驗(yàn)邏輯，校驗(yàn)組件提交信息.比如校驗(yàn)電話號(hào)碼，校驗(yàn)規(guī)則：必須填寫(xiě)且為電話號(hào)碼，設(shè)備預(yù)約功能界面如圖6所示.

3.2 “掌上實(shí)驗(yàn)室”后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理

“掌上實(shí)驗(yàn)室”小程序采用的云端數(shù)據(jù)庫(kù)，由深圳市咫尺網(wǎng)絡(luò)科技開(kāi)發(fā)有限公司提供的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理.“掌上實(shí)驗(yàn)室”小程序中的學(xué)習(xí)資源管理、設(shè)備預(yù)約管理、設(shè)備維修管理、設(shè)備百科管理、預(yù)約參觀管理等都利用了后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理操作，如圖7所示，為設(shè)備百科數(shù)據(jù)管理界面.

圖6 “設(shè)備預(yù)約”功能界面

圖7 設(shè)備百科管理界面

在學(xué)習(xí)資源管理中管理員可以瀏覽、編輯、刪除學(xué)生信息，把學(xué)習(xí)資源共享給學(xué)生.客戶端通過(guò)輸入信息來(lái)獲取提取碼，進(jìn)而獲取學(xué)習(xí)資源，管理者可以進(jìn)行學(xué)習(xí)資源的維護(hù)和修改；在預(yù)約參觀管理中，管理員可以瀏覽、審核、刪除預(yù)約者信息，審核通過(guò)后預(yù)約成功；在設(shè)備預(yù)約管理中，管理員可以瀏覽、編輯、審核、刪除預(yù)約設(shè)備信息，管理員審核通過(guò)后預(yù)約成功，同時(shí)管理員也可以導(dǎo)出和添加信息；在設(shè)備維修管理中，管理員可以瀏覽、審核、刪除維修設(shè)備信息，審核通過(guò)后上報(bào)維修成功.在設(shè)備百科管理中，管理員可以瀏覽、編輯、添加、刪除設(shè)備百科信息.

云開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)與文件存儲(chǔ)，通過(guò)平臺(tái)就可以快速便捷地搭建數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供可視化的數(shù)據(jù)視圖和列表，其中云數(shù)據(jù)庫(kù)所提供的數(shù)據(jù)類(lèi)型有string、number、object、array、bool、GeoPoint(地理位置點(diǎn))、Date(時(shí)間)、Null，其中Date表示時(shí)間，精確到毫秒.云數(shù)據(jù)庫(kù)和平常使用的數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)似，都是在對(duì)所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行常規(guī)的增刪查改事務(wù)處理，但是與常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)不同之處在于，使用數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)不需要連接數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)樵茢?shù)據(jù)庫(kù)采用的是內(nèi)嵌型數(shù)據(jù)庫(kù)，省去連接的步驟，便于操作，且數(shù)據(jù)庫(kù)可視化，加強(qiáng)用戶體驗(yàn)性.

4 結(jié)論

本文從實(shí)驗(yàn)室管理工作實(shí)際出發(fā)，基于微信小程序開(kāi)發(fā)“掌上實(shí)驗(yàn)室”安全教育與管理平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)室安全管理、安全教育、設(shè)備管理、公共服務(wù)等實(shí)驗(yàn)室工作中最核心的工作內(nèi)容有機(jī)結(jié)合在一起，很大程度上提高了實(shí)驗(yàn)室工作的信息化程度和工作效率.

“掌上實(shí)驗(yàn)室”安全教育與管理平臺(tái)已在浙江省巖石力學(xué)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、土木工程學(xué)院土木工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的日常管理工作中試應(yīng)用，并得到了廣大師生的一致好評(píng).該平臺(tái)方便師生對(duì)實(shí)驗(yàn)室使用的同時(shí)，也是“最多跑一次”政策的有力實(shí)踐.現(xiàn)將“掌上實(shí)驗(yàn)室”小程序的特色總結(jié)如下：

①在線操作、使用方便、互動(dòng)性強(qiáng)；

②功能齊全、布局合理、突出實(shí)驗(yàn)室管理工作中的核心功能；

③輕應(yīng)用，跨平臺(tái)性良好，無(wú)須下載注冊(cè)，即開(kāi)即用，用完即走，不占內(nèi)存.

另外，該平臺(tái)也存在一定的不足.由于開(kāi)發(fā)時(shí)間有限，相關(guān)功能沒(méi)有進(jìn)一步完善，比如“實(shí)驗(yàn)室知識(shí)測(cè)評(píng)”功能，只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室知識(shí)測(cè)試與評(píng)價(jià)，沒(méi)有完善的考試功能.還有“設(shè)備預(yù)約”“參觀預(yù)約”等功能沒(méi)有開(kāi)通設(shè)計(jì)通知管理員功能，管理員要第一時(shí)間了解預(yù)約信息只有登錄后臺(tái)查看等.未來(lái)將根據(jù)用戶反饋與工作實(shí)際，在以后的升級(jí)版本中進(jìn)行相關(guān)核心功能的拓展與完善，以滿足實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)工作的需求.