基于微信小程序的安全培训系统

崔 洋，孟祥龙

(华能国际电力股份有限公司德州电厂，山东 德州 253000)

0 引言

企业通过安全培训，让从业人员具备必要的安全意识和技能，不仅能有效避免人为因素导致的安全隐患和事故，还体现了“以人为本”的安全管理理念，从根本上提高安全生产水平。在以往的实践中，电厂的安全培训经常采用的方式是集中培训和集中考试，虽然部分电厂将安全培训过程逐渐信息化，建设了基于PC的安全培训管理系统，但由于管理混乱，题库建设陈旧，考试间隔时间过长，同时生产一线员工无法做到“一人一机”，实际效果无法满足员工的全员覆盖和个性化的学习需求。致使安全培训效率低，安全存在较大的隐患。随着移动互联网的到来，移动学习已经成为必然选择，而开发一款手机APP应用需要投入巨大的技术支持，由于APP的研发周期长，后台服务器的维护成本高，致使系统的售价普遍较高，给企业带来昂贵的费用开支。微信小程序相比传统的手机APP拥有诸多优势，如开发成本低、维护简便、更流畅的使用体验、方便快捷、即用即走、速度快、不占内存，功能丰富等。因此，研发基于微信小程序的安全培训系统，对企业的安全培训工作具有非常重要的现实意义。

1 方案设计

1.1 需求分析

针对目前电厂安全培训工作中仍然存在的问题，结合对目前国内相关系统的调研和分析，确定电厂安全培训系统在业务和架构方面，主要有以下几个需求。

(1) 依据安全培训工作的实际需求开发系统，切合实际，能够有效地提高电厂安全工作的知识水平，提高安全培训工作效率。

(2) 学、考、搜相结合，满足学习者的个性化与多样化的学习需求。

(3) 使系统具有可扩展性，为了使系统在未来的发展中能够良好地满足用户的培训需求，应将系统架构设计成易于扩展模式，降低功能模块的耦合度，系统设计的应简单、易用。

(4) 降低系统开发的成本，选择生态系统丰富的编程语言，便于查找技术资料，按照资源优化合理分配，在现有的软硬件条件下，遵循现用现行原则，优化应用开发与部署。

(5) 降低手机客户端的运行压力，提高系统的适应性，有助于在线培训系统的推广。

(6) 设计用户管理系统，方便用户快速无扰注册，系统数据库记录用户练习、测试情况，实现个性化培训。

1.2 业务架构设计

综合考虑电厂安全培训系统的业务需求、功能性需求等需求详情，结合系统总体设计原则，确立电厂安全培训系统总体框架(如图1所示)。

图1 系统总体框架

小程序前端根据学、考、搜三位一体设计思想进行功能设计，后台主要用来进行题库和用户信息的管理。用户管理模块包含用户信息管理与注册登录两个功能模块，实现用户注册、用户登录以及用户登录后的权限认证和校验等功能，不同用户采用微信的唯一标识符openID来区分，用户经过小程序启动后的静默注册、登录即可使用小程序全部功能，进一步的信息完善需进入个人信息模块进行添加、修改。

1.3 开发技术模型

传统手机APP开发者需要面对两大操作系统iOS和Android，采用两套前端编程语言。而小程序开发过程只需要面对微信客户端，一套编程语言即可覆盖全体手机用户。微信小程序前端主要使用JavaScript，HTML (WXML)和CSS作为开发语言，和Web前端开发相似，但是在小程序JS语言中去除了不必要的功能，例如DOM，其次还添加了一些微信原生API接口和组件供使用。微信小程序拥有对开发者很友好的开发环境，使用微信开发者工具作为主要开发工具。

系统总体设计分为视图层、逻辑层与系统层三个部分。视图层主要用来渲染和设计页面结构，也可以接收由业务逻辑层发来的数据请求。逻辑层用来处理事务逻辑，由JavaScript语言编写。视图层和逻辑层分别为两个独立运行的线程，两个线程间可通过系统层的JSBridge实现信息的交互。

本次小程序的后端开发完全采用腾讯云云开发技术。腾讯云云开发有诸多优势。

(1) 无需自行构建服务器，从而节省了构建服务器的金钱和时间。

(2) 项目迅速上线，云开发可以不依靠外部云服务器来执行数据库的添加、删除、修改和对象存储。无需配置一个域名，无需等待ICP备案。这使项目可以快速上线，并且可以在开发完成后立即对其进行查看和启动，节省了很多时间。

(3) 轻松获取用户凭据，对于不使用云开发的小程序来说获取用户凭证的过程非常复杂。对于云开发来说，拥有免鉴权的能力。

(4) 云开发的后端使用Node.js语言进行开发，达到了与前端开发的统一。

(5) 云开发提供的数据库为JSON数据库，可以在小程序前端和云函数中方便的进行读写操作。

使用云函数中的基本能力，只需执行几行代码即可：

云开发弱化了后端和运维的概念，在不配置服务器的情况下，使用平台提供的API进行核心业务开发，可以使项目快速启动和迭代。这些都给开发者完成整套的应用开发带来了很大的便利。

2 系统功能实现

2.1 培训系统首页

启动电厂安全培训小程序后，在进入首页后立即实现微信用户自动注册和登录，利用云开发的云函数的独特优势实现与微信登录鉴权的无缝衔接，在小程序端调用云函数，云函数静默获取到该用户openID，然后通过后台逻辑进行判断，如果该用户未注册则将用户信息添加到云开发用户信息数据表中，完成注册。

小程序首页整体设计简洁明了，符合设计规范，显示了考试排名、题库练习、安规考试、知识搜索等常用功能模块，在底部设计了四个导航栏，分别是首页、学习、倒班、我(个人信息)，通过点击可跳转至相关的页面。

2.2 题库练习

依托最新版的电力安规、行业安全生产规章制度等设计练习功能，将学习内容拆分成单选、多选、判断题型，在学习界面扩展了锅炉、汽机、电气、热工、消防、技能鉴定以及双重预防体系等电厂相关的题库。用户可选择不同题型进行答题练习，并且可根据行业发展情况，随时更新后台题库。

在后台对每个题目进行编号，施行模块化管理。对于重点需要记忆的题目，用户可使用收藏功能。用户点击题目底部收藏按钮，此时五角星点亮，提示该题目已被收藏，同时在后台将该题目编号添加至云开发数据库的收藏数据表中。进入收藏题库的页面可以进行收藏题目的集中练习。

2.3 在线考试

用户可以使用小程序随时随地进行在线考试，在线考试题库设置与练习题库一致，充分实现了考学一体化理念。用户首先选择考试题库，然后设置本次考试题型，系统根据内置组卷策略随机抽取相应题目，生成考试试卷。用户全部作答完毕后点击提交试卷按钮，系统将自动计算分数，并显示带有用户信息的成绩卡，用户可回看试卷中的错题与正确答案；同时错题将自动保存至后台错题本数据库，用户可进入错题本中进行针对性测试，依据错题个性化地设置下一阶段学习和测试内容。

为满足用户个性化培训需求，扩充培训题库，小程序充分利用云开发数据库，设计了用户自定义题库考试功能，用户可在首页自定义考试模块自行上传EXCEL格式的题库，经开发者审核后发布，方便用户本身和有相似需求的其他用户进行学习。

2.4 知识搜索

为用户提供了一种简单、快捷的知识检索途径。在云开发数据库内建立庞大的安全和专业知识库，同时在前端加入数据库搜索功能。点击主页的知识搜索图标，可以进入知识搜索的界面，在输入框中输入想搜索的任何关键词，即可在小程序内置的海量数据库中搜索相关知识，例如输入给水泵，可以显示出与给水泵相关的所有题目，点击相应题目即可查看答案。与网页的搜索引擎相比，小程序用来查询电厂相关知识更加专业和便捷，成为用户手中的知识宝典。

2.5 答题竞赛

为提高职工学习的主动性，小程序设置了安全知识答题竞赛功能，并设立了竞赛奖励，各个电厂的用户均可参与到答题竞赛中，用户每日可参与竞赛答题获取积分，积分经过累加用于排名，在排行榜页面可实时查看用户积分排名情况。在每赛季结束时，为排行榜前5名的用户发放奖励，奖励经费来源于微信小程序开通的流量主的部分收益，无需开发者另行承担费用。

2.6 个人信息

个人中心展示了用户资料、学习时长、历史成绩、当前头衔等记录，用户可以在此添加修改个人信息。每个用户的学习情况以学时的形式进行统计，当用户进行答题练习时，统计用时时长，将时长数据传入后台自动加入到用户个人信息表的累计时长中。根据学时(用户活跃度)为每个用户设置不同头衔，提升用户的参与感和黏度。

3 结束语

电厂安全培训小程序系统建立了一种新型的网络培训体系。通过使用腾讯云云开发技术，该微信小程序快速上线并迭代，只需几个人即可完成全流程开发，极大地节约了开发成本。在培训方面，有效改善了传统培训方式培训面窄、培训时间死板、培训地点固定的弊端，将学习、考试和知识搜索有机融合在一起，用户可以利用碎片化的时间随时随地来进行安全知识的学习，并根据前一阶段的测试结果个性化地进行下一阶段学习和测试。小程序的有奖竞赛模式极大地提高了用户学习的主动性。企业也可以方便地使用小程序对员工进行考试，并依据考试成绩进行奖惩。

因为解决了传统培训模式的痛点，自电厂安全培训小程序上线发布以来，经过大家的积极推广和用户的自发分享，已在山东华能各电厂中形成了数量庞大的用户群体，成为大家安全知识学习和自我测试必不可少的工具。经过推广使用，当前所在企业的安规考试合格率达到100 %，切实有效地提升了员工的安全综合素质，为企业的安全生产培训工作赋能。