基于微信小程序的競賽學(xué)習(xí)平臺設(shè)計

沈哲穎，吳彥文，劉金金，鐘誠，龔雪武

摘要：針對大學(xué)生在各學(xué)科競賽賽前準(zhǔn)備中所遇到難以找尋匹配隊友、疲于題海戰(zhàn)術(shù)、缺乏實戰(zhàn)經(jīng)驗和學(xué)習(xí)資源“信息孤島”現(xiàn)象等問題，設(shè)計構(gòu)建基于微信小程序的競賽學(xué)習(xí)平臺，主要適用于大學(xué)生學(xué)科競賽學(xué)習(xí)和組隊。該平臺主要采用JavaScript、WXML、JSON、WXSS等技術(shù)，利用“微信開發(fā)者工具”和“騰訊云”平臺完成前端代碼的編寫和數(shù)據(jù)庫的搭建，并輔以個性化推薦算法。競賽學(xué)習(xí)平臺旨在通過多元化和個性化的功能提升大學(xué)生學(xué)科競賽學(xué)習(xí)的趣味性、互動性和有效性，協(xié)助學(xué)生用戶競賽技能提升的同時激發(fā)更多大學(xué)生參與競賽的積極性。

關(guān)鍵詞：微信小程序;學(xué)科競賽;組隊;競賽學(xué)習(xí);個性化推薦

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）21-0087-04

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 背景

如何在團(tuán)隊競賽中找尋匹配的隊友以及如何提升競賽學(xué)習(xí)的效率和成效已然成為許多大學(xué)生參與競賽面臨的共同難題。近年來，參加各類學(xué)科競賽已經(jīng)成為大學(xué)生培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、鍛煉實踐能力以及提升專業(yè)技能的一個不可或缺的方式。目前，塞氪網(wǎng)、競賽網(wǎng)等諸多平臺提供了各類競賽的報名渠道和信息，供學(xué)生參考和選擇。但是，許多學(xué)生在參與競賽往往因缺乏專業(yè)的指導(dǎo)、缺少適合的競賽學(xué)習(xí)資源、難以找尋匹配隊友困境等問題而放棄參賽;此外，在競賽學(xué)習(xí)過程中，他們也易受疲于題海戰(zhàn)術(shù)、無法堅持學(xué)習(xí)計劃、缺乏競賽實戰(zhàn)經(jīng)驗等問題的影響而導(dǎo)致競賽成績不佳。

基于此，提出構(gòu)建一個基于微信小程序的競賽學(xué)習(xí)平臺，為學(xué)生用戶提供個性化學(xué)習(xí)資源推薦、隊友匹配推薦、競賽學(xué)習(xí)成長計劃等功能，讓其更好地利用碎片化時間學(xué)習(xí)[1]，提升競賽學(xué)習(xí)的有效性和自身綜合能力，提高在競賽中的競爭力。

2 基于微信小程序的競賽學(xué)習(xí)平臺設(shè)計和構(gòu)建

2.1 平臺的總體設(shè)計

微信小程序不占內(nèi)存、操作簡單、無需下載和安裝就能在手機(jī)端使用等特點[2]，讓其自推出后就廣受人們青睞。而微信作為人們?nèi)粘Ｉ缃坏某Ｓ脩?yīng)用，擁有廣大的用戶基數(shù)，這利于以微信為基礎(chǔ)的小程序應(yīng)用的迅速推廣。綜合微信小程序的便捷性且易推廣等優(yōu)點，本設(shè)計選擇以微信小程序為基礎(chǔ)搭建競賽學(xué)習(xí)平臺。競賽學(xué)習(xí)平臺主要采用Javascript、wxml、json，wxss以及云平臺等技術(shù)[3]搭建，展示層包括首頁、授權(quán)注冊界面、學(xué)習(xí)規(guī)劃界面、搜索隊友界面等，交互端通過授權(quán)微信號等信息進(jìn)行登錄，平臺也會同步用戶相關(guān)信息。此外，本平臺接口端采用了原生API接口、url途徑以及根據(jù)平臺功能自定義API接口，個性化推薦算法采用KNN模型和權(quán)重訓(xùn)練算法以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的分類模型與基于皮爾森系數(shù)的協(xié)同過濾算法，同時本設(shè)計還利用騰訊云平臺搭建MySQL數(shù)據(jù)庫[4]，存儲信息。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體框架如圖1所示。

2.2 平臺的具體設(shè)計

2.2.1 軟件平臺功能介紹

本文所設(shè)計的競賽平臺軟件部分主要分成學(xué)生用戶管理、教師用戶管理、學(xué)習(xí)規(guī)劃、隊友速配、經(jīng)驗交流、名師導(dǎo)學(xué)、學(xué)習(xí)資源七個板塊。各板塊具體功能：1）學(xué)生用戶管理板塊，負(fù)責(zé)對學(xué)生個人信息進(jìn)行管理并記錄學(xué)生學(xué)習(xí)情況;2）教師用戶管理板塊，幫助教師進(jìn)行個人信息管理與發(fā)布任務(wù)管理;3）學(xué)習(xí)資源提供板塊，為用戶提供模擬真題、教學(xué)視頻并精選相關(guān)的筆記;4）經(jīng)驗交流板塊，允許用戶進(jìn)行交流討論，互幫互助，用戶也能在板塊的提問區(qū)發(fā)布問題;5）隊友速配板塊，依據(jù)用戶完成的調(diào)查問卷，為其尋找性格相合、能力互補(bǔ)的隊友進(jìn)行推薦;6）學(xué)習(xí)規(guī)劃板塊，提供制定學(xué)習(xí)計劃，并進(jìn)行提醒督促的功能;7）名師導(dǎo)學(xué)板塊，主要提供平臺供名師對用戶疑惑的問題進(jìn)行答疑和指導(dǎo)，同時提供用戶進(jìn)行作業(yè)練習(xí)的功能。軟件功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2.2 API接口端

微信小程序開發(fā)平臺為開發(fā)者提供了很多原生API接口，可以實現(xiàn)獲取用戶信息、數(shù)據(jù)分析、支付、訂閱消息等功能。且大多數(shù)API接口以wx開頭，都可接受一個object作為參數(shù)。在用戶信息功能頁面獲取用戶授權(quán)后，便可調(diào)用其接口實現(xiàn)相對應(yīng)功能，否則則返回fail。本平臺在調(diào)用許多原生API接口的同時還根據(jù)平臺功能，自定義其他API接口。此外，本平臺在實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源存儲時還直接利用url途徑打開學(xué)習(xí)資源列表中的具體資源，將資源鏈接賦值給src變量當(dāng)點擊的時候就可直接找到頁面路徑打開相應(yīng)頁面。

2.2.3 數(shù)據(jù)庫的搭建

本平臺采用了ORM數(shù)據(jù)庫框架，利用騰訊云平臺搭建MySQL數(shù)據(jù)庫。與SQLsever數(shù)據(jù)庫相比，MySQL數(shù)據(jù)庫具有開放源碼、簡便易用、運(yùn)行速度快的特點，更適合中小型平臺的開發(fā)和搭建。在此基礎(chǔ)上，平臺還完成了sever的配置，并用sharding技術(shù)[5]對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了拓展。

2.2.4 個性化推薦算法的運(yùn)用

1）個性化推薦學(xué)習(xí)資源

本平臺根據(jù)用戶填寫的信息、以往的學(xué)習(xí)資源、搜索記錄以及用戶好友的學(xué)習(xí)資料，為用戶推薦可能感興趣的技能學(xué)習(xí)或者競賽學(xué)習(xí)資料。個性化推薦學(xué)習(xí)資源算法實現(xiàn)具體流程如圖3所示。

本設(shè)計采用KNN模型算法與權(quán)重訓(xùn)練可以很好地實現(xiàn)對學(xué)習(xí)資源的推薦，同時解決冷啟動的問題。KNN模型的基本原理是根據(jù)預(yù)先定義的相似度為i的某個樣本尋找最近的k個樣本，假如k個樣本大都屬于某一個類別j，那么判定樣本i屬于j類別。并且根據(jù)k個樣本與樣本i的相似度不同，賦予不同的權(quán)重，用k個樣本的加權(quán)平均來預(yù)估i樣本[6]。在個性化學(xué)習(xí)資源推薦，本文可以根據(jù)用戶的個人信息以及其好友信息特征，賦予不同方面以不同權(quán)重，計算出相似度，然后根據(jù)相似度來進(jìn)行資源推薦，其中不同方面的權(quán)重可以根據(jù)用戶的個人瀏覽記錄、下載記錄等來更改。在面臨冷啟動問題的時候，因為在用戶注冊時已經(jīng)采集個人信息、技能和參賽經(jīng)歷，可以根據(jù)用戶的特征來定義相似度。