基于微信小程序的智慧化游学软件设计与实现.pdf

SOFTWARE软 件2023第 44 卷 第 8 期2023 年Vol.44,No.8基金项目：2022 年国家级大学生创新创业训练计划项目（202210212193S）；中央引导地方科技发展专项项目：智慧灌溉装备成果产业化项目（ZY21CBL001）；2022 年度南通市基础科学研究和社会民生科技计划项目（指令性）：智慧水肥一体化关键技术（MS22022112）作者简介：曹天浩（2001），男，河北定州人，本科，研究方向：软件开发与人工智能。通讯作者：刘勇（1970），男，黑龙江哈尔滨人，硕士，副教授、研究生导师，研究方向：数字农业装备。基于微信小程序的智慧化游学软件设计与实现曹天浩1 王帅1 刘勇2 王明瑞1 吴钦松3（1.黑龙江大学软件学院，黑龙江哈尔滨 150080；2.黑龙江大学电子工程学院，黑龙江哈尔滨 150080；3.黑龙江东部节水科技集团股份有限公司，黑龙江哈尔滨 150080）摘要：在微信小程序经济圈已经逐步形成的大背景下，通过信息化的技术可以加强国民对汉字语言文化的了解，进而让人们体会汉语言文化本身所承载的更为重要的中华优秀传统文化。通过使用结果表明，基于微信小程序的智慧化游学软件在高校、社区等地反响良好，利用图像识别技术达到更好的交互性，让用户在有着高度审美的汉语言文化氛围的交互界面中有更好的学习体验。关键词：微信小程序；智慧化软件；汉语言文化中图分类号：TP311.56 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2023.08.005本文著录格式：曹天浩,王帅,刘勇,等.基于微信小程序的智慧化游学软件设计与实现J.软件,2023,44(08):030-033Design and Implementation of Intelligent Study Tour Software Based on WeChat AppletCAO Tianhao1,WANG Shuai1,LIU Yong2,WANG Mingrui1,WU Qinsong3(1.School of Software,Heilongjiang University,Harbin Heilongjiang 150080;2.School of Electronic Engineering,Heilongjiang University,Harbin Heilongjiang 150080;3.Heilongjiang East Water Saving Technology Group Co.,Ltd.,Harbin Heilongjiang 150080)【Abstract】：Against the backdrop of the gradual formation of the WeChat mini program economic circle,through information technology can strengthen the national understanding of Chinese language and literature,and then appreciate the Chinese language culture itself carries the Chinese excellent traditional culture.The research results show that the intelligent study tour software based on WeChat mini program has responded well in universities,communities and other places,and achieved better interaction with image recognition technology,so that users can have a better learning experience in the interactive interface with a highly aesthetic Chinese language and cultural atmosphere.【Key words】：WeChat applet;intelligent software;chinese character language and culture基金项目论文0 引言随着移动设备的普及和科技的发展，使人们的学习和办公可以随时随地的进行。但由于 App 人口红利接近尾声，用户增长进入瓶颈期，在一段时间内很难有新的突破。于是互联网巨头开始转换重心，做出应对，以自身已经拥有的微信平台为基，搭建小程序或者轻应用的分发平台。目前，微信活跃用户已达到 12.12 亿，因此借助如此庞大的用户依托，微信小程序越来越受到更多的开发者和使用者的拥护。凭借着基本完善并仍然逐渐完善的各个功能板块，微信小程序已经初步搭建形成了一个闭环的生态系统。近年来，以数字性和互动性等为支撑的各种汉语学习类应用顺应时代的脚步，搭载了科技的快车，改变着汉语学习的方式。市面上虽然涌现了不少汉语学习软31曹天浩 王帅 刘勇等：基于微信小程序的智慧化游学软件设计与实现件，但是质量参差不齐，一些不仅与用户的交互感不到位，而且不能保证汉字含义的正确性。因此，游学小程序从汉语学习入手，在潜移默化中提升国民汉语文化素养，让人们从中能够清晰地了解汉字、认识汉字，甚至是与汉字相关的实体，如中国的书法、碑刻、牌匾、印章、楹联等附带中国汉字的汉语言文化形式，经典文化与科学技术的完美结合也逐步实现了汉语言文化在无时无刻中传递和发扬1。1 开发介绍1.1 开发环境微信小程序使用微信官方开发工具进行开发撰写，集成的开发工具提供了简单又高效的应用开发框架和丰富的组件，并且在近几年小程序搭载腾讯云逐渐形成了轻便迅速的“云开发”模式，其无需搭建服务器、无需管理证书签名等优势吸引了大批开发者加入其中。1.2 语言选择和工具选择开发语言选择了 JS、WXML 以及 WXSS 等微信小程序特有的前端编程开发语言，后端采用微信小程序自带的云服务器进行开发，使用适配的开发工具的优点在于只需编写核心逻辑代码，并且云开发面板直接集成在微信小程序开发者工具内，所有的云资源都可以一站式管理，开发、测试、预览和上线无缝衔接，极大优化了开发者的使用体验2。1.3 数据库在开通微信开发者云开发服务的基础上，微信开发者工具会提供相对应的云数据库，与传统的 SQL 数据库的不同在于，云开发所运用的 MongoDB 无需在实施应用开发时先行添加表结构，仅需要根据开发者的当前数据库的具体使用情况，随时增加、删除新的字段，完成自己的业务需求，也正是这种自由增删字段的优点，使得云开发有了快速开发、快速迭代的特性。1.4 市场分析用于移动学习的汉语言文化学习类应用程序，多数来自应用软件以及小程序。根据团队调查研究发现，当下在专业领域内并没有给出基于互联网的汉语言文化学习软件的准确分类，本文认为仅从制作方语言、程度等角度的分类，不能全面展现各平台各自的特色；而仅从平台内部设计的角度进行分类，又无法凸显功能性能是否符合用户的学习习惯。所以团队在经过综合考量后，选择以程序功能性和受众两个维度进行分类，这样既从开发者开发的功能上体现了不同，又考量了是否满足用户的学习需求。根据功能进行分类：识字类应用、应试类提升型应用、百科类应用和专项类应用；根据受众群体进行分类：少儿类应用、中学生类应用、热爱汉语言文化的人群（主要指成年人）类应用。1.5 目标用户分析对于上述两种分类标准得到的四种汉语言学习类软件的功能以及三种受众群体，提出两个问题：一个是对于上述功能的汉语言文化学习类软件是否能满足用户的基本需求？另一个是对于受众群体的划分是否贴切，是否存在一部分有明确汉语言学习类的受众群体没有被发现？要解决第一个问题，就需要了解各个受众群体的基本需求是什么，他们又同时拥有着哪些已经形成的学习习惯。例如，一些国外的汉语言爱好者们，虽然他们对于汉字拼音等基本汉语语法有着一定程度的了解，但是也不能直接推送相应的汉语言文化资料来达到使其理解的目的。而对于国内的用户，我们分为几个年龄阶段，从中学开始面临着升学的压力，对学习成绩的提高成为了该人群最关注的问题，需要能够指导他们在应试中获得良好成绩的应试技巧；而大学生以及研究生已经逐步摆脱了通过汉语言学习能力进修的需求，并且对于中国的汉语言文化也拥有一定的了解，所以该人群作为成年人群体的一部分，也可以参与到小程序推送文章的制作，可以通过投稿和提出建议来获得相应的报酬。第二个问题对受众的划分显而易见并不是完整且细致的，原因如下：首先对于成年人的年龄阶段跨度太大，没有对其进行细分，例如，18 34 岁的成年人对于汉语言文化学习软件的需求是什么方面的，而 34 岁以上的中年人的需求又是什么方面的。毫无疑问，相较于其他年龄阶段的人群，18 34 岁之间的受众，更偏爱网络学习，这也培养了受众碎片化学习的特点，同时年轻人对国潮文化的崛起有着强烈兴趣。国潮所体现的并非某种情绪化的文化自信，而是当代中国社会情境的深层次文化认同。汉语言文化和国潮文化的共同最终指向都是优秀的中华传统文化，这代表着传统文化的回归。显然 18 34 岁之间的受众对优秀传统文化回归的渴望即是对更多元文化视角的追求，也是我国文化自信的体现3。综上所述，目标用户选定在 18 34 岁这个年龄段的成年人。并针对目标受众设计一款符合其对传统文化多元视角需求的小程序，因此，游学汉语言文化学习小程序具备更多元的维度，贴合年轻人的审美，符合年轻人碎片化学习的交互体验。2 小程序设计2.1 系统架构设计如图 1 所示，整体框架分为四个模块，分别为发现32软 件第 44 卷 第 8 期SOFTWARE模块、文脉模块、印记模块和吾模块。大模块下面有详细分类的功能模块。游学发现模块文脉模块印记模块吾模块汉语言文化资讯推送展览推送视听撷取摘寻诗词集字吉祥语对联集字消息通知游学守则历史记录游学商城系统设置个人资料图 1“游学”详细分类的功能模块Fig.1 Functional modules of the detailed classification of study tour2.2 功能模块设计2.2.1 发现模块关于汉语言的信息各色各样，此模块涵盖了有关汉语言的有益信息，团队将各类信息整合归纳放入云数据库，运行此页面可以请求调取数据库中的信息来查看。2.2.2 文脉撷取模块该模块将中国地图部分做成了 Q 版地图来展示各个地区的有关汉语言的文化背景，用户点击地图上的地点图标即可查看，用户从中能够清晰地了解汉字、认识汉字，甚至是与汉字相关的实体，如中国的书法、碑刻、牌匾、印章、楹联等附带中国汉字的汉语言文化形式。团队将字与图相结合，更好地呈现文字之美，如图 2 所示。图 2 文脉撷取模块界面展示Fig.2 Context retrieval module interface display2.2.3 文脉视听模块此模块可以进行观看学习视频，了解小程序收录的每个汉字背后的文化信息，支持汉字学习功能，用户可以在此板块进行读写训练，认识生僻字。2.2.4 文脉吉祥语模块在文脉吉祥语界面，以浮板形式为用户呈现出我国传统文化中代表性的汉字，用户点击进入后，可以看到各种书体的单字，并伴随语音讲解，点击界面中的书法图片，可以得到该字的诗文图片，并且可以转发分享。2.2.5 印记模块印记模块的每日一句的摘寻，目的是营造诗词氛围。进入书法集字界面，通过输入用户想要的语句，选择要生成的字体，有楷体、草书等各种字体，点击完成可以生成属于自己的书法作品，除了书法作品还有对联作品，都可以选择自己想要的效果进行生产，还可以转发分享，如图 3 所示。图 3 印记模块界面展示Fig.3 Imprinting module interface display2.2.6 吾模块吾模块作为个人资料的管理模块，同时可以进行商城兑换或购买。在每日进行小程序的使用时会获得铜板，以此就可以在商城进行兑换一些有关汉语言的物品，或者直接网购自己想要购买的商品。2.3 系统详细设计整体的开发流程类比 Web 开发，团队主要运用微信小程序的云平台为后台，个别功能运用 Python 来进行后台开发，如印记模块中的文字转换功能，运用深度学习中的风格转换功能来生成具体的作品。前端运用到了 WXML、WXSS 等，后端有 JS 和 Python。小程序用作数据展示和响应绑定，小程序中的 JS 可以用 API函数 XX.request()请求云数据库和 Python 后端4。2.3.1 数据库设计在小程序云平台中的云数据库存储有用户数据库、资讯数据库、汉语言视频数据库和商城数据库，印记模块中的作品生成功能调用的 Python 后端，并且作品数据集也存储在 Python 后端程序文件中，OCR 文字识别功能所用的数据库是调用的小程序的 OCR 库函数，其中数据库也作为库函数的一部分，无需个人实现，如图 4 所示5。2.3.2 后端设计如图 5 所示，小程序有图像识别功能，可以通过请求用户调用移动设备的摄像头来识别汉字，用户同意后33曹天浩 王帅 刘勇等：基于微信小程序的智慧化游学软件设计与实现采用 OCR 图像识别技术进行识别，识别之后会返回提供用户该汉字的学习视频。拍照需要学习的汉语OCR图像识别进行云端数据库查询返回视频信息图 5 OCR 图像识别流程图Fig.5 Flowchart of OCR image recognition在图像识别的过程中，主要针对图像中的文字进行识别。如图6所示，印记模块中的作品生成运用了深度学习中的风格转换模型：可以将古代文人墨客或者现代文人墨客的书法或者其他汉文化作品进行模拟，用户可以任意选择自己想要模拟的风格，然后将自己的作品传到小程序上，或者输入具体的字（小程序再传到Python 编写的后台进行处理，将结果返回到小程序）就可以进行风格模拟，实现字体或者风格的转换，小程序具体效果如图7所示6。3 结语结合微信小程序和 OCR 识别等新技术，将汉语言学习做到了网络化、便捷化，在算法中运用了比较潮流的OCR 技术和深度学习技术，将智慧化学习功能引入，并结合了商城售卖知识材料。而前端页面美化特意选择在现代美术作品中寻求灵感，提取了中国风格的 UI 设计，让用户能很容易地接受交互界面，从而提高了小程序的使用率。此文章只提供了一些思路和实现方法，更加智能化、虚拟化的汉语言学习软件还有待广大技术人员开发。参考文献1 铁凝.传承弘扬中华优秀传统文化 为实现中华民族伟大复兴提供强大精神推动力J.旗帜,2022(7):12-14.2 贾保敏.基于微信小程序的高校人事办公服务平台设计与实现J.软件,2022,43(7):34-38.3 廖宏勇,刘平云.印象与范畴:论品牌视觉符号的国潮趣味J.装饰,2021(10):24-29.4 安润泽,王旭辉.基于微信小程序的装修服务平台设计与实现J.软件,2021,42(11):71-73.5 刘聚宁.印刷体汉字识别系统研究与实现D.大连:大连理工大学,2011.6 BALUJA S.Learning Typographic StyleJ.ArXiv Preprint,2016:1-17.图 4 数据库接口设计图Fig.4 Database interface design图 6 风格转换流程图Fig.6 Style conversion flowchart图 7 风格转换模块实例展示图Fig.7 Style conversion module example display diagram用户登录接口用户信息管理接口资讯管理接口商城管理接口汉语言视频管理接口印记模块作品生成接口OCR图像识别接口查找数据库接口增加数据库接口删除数据库接口修改数据库接口Python作品风格数据库OCR文字识别数据库小程序用户数据库资讯数据库汉语言视频数据库 商城数据库云端数据库网络结构Input(size=160 x 160Conv(size=64x64，filters=8)x 2Conv(size=32x32，filters=32)x 3Conv(size=16x16，filters=64)x 3Conv(size=7x7，filters=128)X 3Conv(size=3x3，filters=128)x 2MaxPool(size=2x2)DropoutSigmoidOutput(80 x80)的的风格转换网络SourceTarget