低代碼開發為構建“智慧校園生態圈”助力

郭衛丹

編者按：在本欄目之前的文章中，曾探討當下熱門的云計算行業中的SaaS、PaaS、IaaS這三個概念，最近幾年APaaS的概念又開始被關注。APaaS到底是什么意思？有什么用？與前三者的區別是什么？我們將從理論到實際操作分兩期對APaaS產品展開研討，讓普通非專業教師也能開發出適合學校的智慧應用，切實提升教師信息技術應用水平。

過去，依托于紙質表格的管理流程，使得學校教師在日常事務中需要付出大量的時間和精力，所以很多學校也對智慧校園建設開始了多年的探索。這期間，很多教師也體驗了學校相關應用，但體驗復雜，開發成本和學習成本高昂。有些學校把智慧校園的各個場景分散在不同的平臺和產品上實現，而這些平臺、產品可能不穩定且缺乏關聯，無法滿足智慧校園管理的長期需求。智慧校園建設著眼于未來校園IT規劃，無論是教學、科研，還是決策、管理，都可以將業務在線化，更加人性化地服務于全體師生家長，建設真正意義的“智慧校園生態圈”。但在構建智慧校園時，學校也會面臨學校技術力量相對不高、不同公司開發應用缺乏數據關聯、用戶層級和數量龐大造成家校難以協同等難點，而且傳統軟件開發仍存在開發成本高、定制化能力差、效率低、迭代周期長等痛點。這時候，不妨引入低代碼應用構建平臺來針對性解決校園智慧建設的難點，幫助學校快速搭建各類場景下的教育應用，打通底層數據孤島，快速開發部署滿足組織敏捷性需求，為智慧校園建設降本提效。

● 低代碼產品發展概述

低代碼平臺是繼中臺之后又一個熱門的話題，實際上低代碼本身并不是一個新潮話題，低代碼概念雛形最早出現在James Martin于1982年編寫的《無程序員的應用程序開發》一書中，美國在低代碼產品的研究過程較長，并積累了豐富的技術模型和落地經驗，歷經早期萌芽期、探索期，當前已進入到國外巨頭整合階段。而中國則是2014年才出現了第一個低代碼平臺產品，產品應用路徑從早期的數據庫交付、數據集結構搭建逐漸抽象出各種流程引擎、可視化界面等，而應用也從BPM（業務流程管理）延伸到更復雜的應用場景如ERP（企業資源計劃）、CRM（客戶關系管理）等應用系統的搭建。低代碼平臺的使用門檻也在逐步降低，從原來的專業開發人員過渡到業務人員，甚至個人也可以自行開發應用軟件。但相對國外，國內相關行業整體仍然較為分散。

云計算提供的服務模式主要包含三大類——基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）、軟件即服務（SaaS），APaaS（application Platform as a Service，應用平臺即服務）是PaaS（Platform-as-a-Service，平臺即服務）的一種子形式，支持應用程序在云端的開發、部署和運行，提供軟件開發中的基礎工具給用戶，包括數據對象、權限管理、用戶界面等。通過為開發者提供可視化的應用開發環境，降低或去除應用開發對原生代碼編寫的需求量，進而實現便捷構建應用程序的一種解決方案。而APaaS開發平臺通過降低開發人員門檻、減輕對專業工程師的依賴，使普通教師這樣的非專業開發人員也可以進行軟件開發，大幅降低了人力成本。平臺形式的開發模式也省去了反復溝通、折返修改的流程，進而縮短項目整體溝通成本和開發周期。此外，針對單位個性化應用或二次開發，APaaS平臺具備可擴展性、迭代周期短等優勢，能夠快速交付產品滿足企事業單位特定需求。在后期運維上，APaaS開發通過將高質量模塊進行封裝，大幅減少后期因代碼質量低而產生的運維成本。綜合來看，APaaS開發相對傳統軟件開發優勢明顯。因此，APaaS平臺也常被稱為低代碼/零代碼平臺。主流市場上的PaaS平臺可以分為APaaS-應用、集成平臺IPaaS，和IPaaS以打通為中心，集成和管理現有平臺不同的是，APaaS主要是依托一個可視化環境，提供基于云的快速應用程序開發工具和應用程序部署。APaaS具備快速開發、測試、部署，并能夠隨時調整或更新等特征，即使非專業的教師也能完成應用程序的開發，都可以通過可視化拖拽的方式，一鍵分別發布到PC和移動端，簡便、高效地實現各類業務場景的數字化。具體層次結構說明如圖1所示。

● APaaS主流技術路徑

“低代碼開發”就是開發人員可以通過編寫少量代碼甚至無需代碼就可以快速生成應用程序的一種方法。筆者有時把“低代碼”作為名詞用，這時候是把它看作一個像C系列語言或Python語言一樣的“工具”;有時也把“低代碼”作為動詞用，這時候它表達的是其字面上代表的一種應用程序開發方式，因為在用這種方式開發應用程序時，需要手寫的代碼比通常的開發方式少很多，在部分場景下甚至可以完全不寫代碼。APaaS具有可視化、模塊化、可拖拉拽等一系列敏捷開發特性，主要用于核心業務管理應用、移動應用采集數據、API接口寫入數據并構筑管理看板、流程應用、流程自動化應用、部門級小應用等主要場景。對于學校不同業務部門的人員來說，APaaS可以減少各業務團隊與如學校信息中心這樣的IT管理和規劃部門的溝通成本，降低人為差錯帶來的損失。對于開發人員來說，APaaS平臺解放了開發過程中繁冗、重復性編碼的工作，可以有效地降低人工成本，提升開發效率。此外，APaaS平臺支持跨平臺部署，可以同時為多個平臺構建應用程序。用戶通常可以利用表結構、視圖、統計、自定義頁面、用戶角色權限、工作流等六個組件，以數據管理和工作流為基礎，通過IDE開發環境驅動或模型驅動兩種技術路徑來搭建APaaS平臺。基于IDE框架的快速開發平臺是指將傳統的集成開發環境（IDE）充分可視化，允許開發者使用配置面板和控制臺來替代相當比例的代碼編寫，具體示意說明如圖2所示。IDE模式靈活性更高，但應用開發過程管理復雜，所以主要針對IT專業人員，典型廠商如美國的Outsystems和歐洲的Bettyblocks均采用此技術路徑。而模型驅動開發平臺進一步降低了代碼開發工作量，但在一定程度上犧牲了應用實現自由度，國內廠商如明道云、釘釘宜搭、簡道云、伙伴云均采用此技術路徑。

● APaaS平臺應用場景

1.核心業務管理應用

基于關系數據結構，不同行業圍繞核心業務構筑的核心業務管理系統，除了傳統定制開發外，也可通過可復用模型，實現軟件快速開發和部署，縮短項目交付周期。集成企業內部各系統，連接核心業務所需數據，提高業務部門工作效率。各部門數據的集成，打通企業內部數據孤島，教育行業也有部分核心應用可以像流通業的進銷存，制造業的生產執行、物料管理、設備管理，現代服務業的項目管理一樣進行項目管理。

2.部門級小應用

因為零代碼系統帶來的易用性和免除代碼開發的特點，在統一的應用管理能力下，可以由業務部門的非開發人員直接搭建或者主導一些簡單的小應用，這樣也能防范影子IT問題，如在線訪問或編輯APaas平臺上的應用文檔表格，可以避免教師在個人設備上訪問了學生學籍記錄或個人詳細信息，然后丟失或被別有用心者盜取或直接使用該設備訪問學校的系統并刪除或更改記錄這樣的安全事件發生。

3.流程自動化應用

為實現流程自動化而構建的應用，基于APaaS產品的自動化工作流，可以打通過去需要人工協調的斷續工作流程，如學校請假、報修、財務發票的自身工作流的自動銜接，基于時間觸發的設備維保提醒、學期更新提醒等。當然，也可以人工干預，即在復雜的數據協同中，構筑基于表單數據、審批和填寫節點的人工控制工作流應用（學校圖書出借、設備報修流程），業務人員在熟悉工作流的情況下，應該能很快掌握并實現為數據流轉、填報和審核過程而構筑的流程應用開發。

4.通過移動應用采集數據

APaaS平臺支持跨平臺部署，大幅降低系統部署成本和簡化部署過程，適用于制造、工程、零售等行業需要特定職能人員從一線采集數據的應用場景。在教學領域，相當多的APaaS平臺產品已能夠對IoT設備和移動端設備進行開發設計，能夠最大限度地將學習過程智能化和可視化，有利于教師及時獲取教學效果反饋數據，進行教學分析和反思，實現個性化教學。

5.利用API接口寫入數據并構筑管理看板

從多個第三方系統開放的API接口抽取數據，實現數據共享和應用;API接口通過數據表進行自定義創建和管理，并且通過定義API接口輸入、輸出參數可進行API接口測試，沉淀到統一的數據中臺，并結合APaaS平臺的自定義儀表盤功能構筑管理駕駛艙的應用需求。這個應用場景就是用另外一種方式替代了BI+ETL的方案，主要用于信息中心管理和分析。除了調用之外，也有很多APaaS平臺提供了構筑其上的應用的open api開放申請，定時將數據拉回到第三方系統中進行精加工或歸檔。

需要說明的是，從目前來看，大多數APaaS平臺產品比較適合表單流程報表類型的在線辦事管理場景。對學校應用來說，對于走班排課、精準教學、在線課堂等場景，就不太適合用低代碼平臺來搭建。

● APaaS廠商類型

最近的五年是aPaaS的快速發展期，至今已有近百家廠商進入這個領域。國外發展比較快的廠商有Redmine、Jira、Odoo、Smartsheet、Airtable，還有我們一直在接觸的微軟，中國市場有明道云、釘釘宜搭、氚云、簡道云、伙伴云等。

1.國外廠商代表：微軟Power Platform

微軟提供的Power Platform平臺，就是一個低代碼開發平臺，具體包括用于數據分析的Power BI、可以讓企業構建低代碼應用的Power Apps、可以自動執行重復性耗時任務的Power Automate，以及甚至不需要任何編碼就能生成聊天機器人的Power Virtual Agent。Power Apps是一系列應用、服務、連接器和數據平臺，可提供快速的應用程序開發環境，以根據業務需求生成自定義應用程序。Power Apps與Power BI、Power Automate和Power Virtual Agents共同組成Power Platform，四者聯動為企業提供數據處理和分析服務，Power Apps在其中負責操作和修改數據。簡單、易用、云端是Power Apps的三大核心，用戶可以通過畫布應用、模型驅動應用和自定義表單三種形式創建應用，畫布應用可以讓用戶在短時間內輕松地組織界面，適合輕量級應用程序，模型驅動應用建立在通用數據服務基礎上，適合設計長時間使用的非輕便應用程序。Power Apps生成的應用具有響應式設計，可以在瀏覽器或移動設備上執行所有Power Apps應用程序。但Power Apps本身不存儲數據，需要連接到存儲在任一底層數據平臺或各種聯機和本地數據源中的業務數據，適應小而頻繁的業務變動。

微軟Power Apps于2020年推出了MR版（如圖3），通過導入GLB格式的3D模型，用戶將能夠查看模型并與之交互，通過終端設備將其與現實世界顯示融合，甚至可以拍攝場景照片，使創建混合現實應用（MR）不再神秘。該功能可用于用戶預覽產品外觀和為判斷該產品在現實場景中的融合程度提供參考，讓用戶使用體驗更加多維。未來，Power Apps可能會利用移動傳感器如相機、視頻、觸控等，以及調用運行在云端服務中的數據，MR技術能為教學帶來更多創新教學模式及跨區域的互動體驗，為未來教學創造更多的可能。

2.國內廠商代表：釘釘宜搭

很多學校在新冠疫情爆發期間，在釘釘上已經構建了以學校為基礎的家校數據架構，鑒于教師對釘釘相關教育套件比較熟悉，筆者接下來用釘釘宜搭來搭建一款低代碼應用實例來說明。宜搭平臺的命名取適宜搭建、容易搭建之意，平臺集合了頁面設計、業務規則定義、數據收集與分析三大核心能力，用戶通過簡單的拖拽、配置，即可完成業務應用的搭建。同時，平臺還具備一次搭建雙端適配、權限獨立設置、定制消息提醒推送及海量信息存儲等特性，旨在為廣大中小企業提供一套低成本的企業應用搭建解決方案。尤其要指出的是，針對學校用戶的場景，目前也推出宜搭教育版，增加了教育行業屬性的特殊組件，打通了家校通訊錄，方便調用學生、班級數據。

設備報修是學校必不可少的應用場景，應用模塊包括設備管理、用戶報修、報修單管理、派單管理、維修管理等。那么，如何利用宜搭+釘釘實現高效的設備報修管理呢？接下來將重點介紹報修階段的應用實現。

實現思路：首先建立設備檔案，即設備管理表;其次建立報修流程，報修人可以通過提交報修單，發起對設備的修理申請;最后修理人員接單、處理并反饋處理結果。

相對傳統報修系統，這里要做的優化點，從用戶體驗側來說主要為：每個設備擁有一個報修的二維碼，被貼在設備上;報修人員用手機釘釘掃描二維碼后，設備信息自動填寫在報修單上，用戶僅需填寫設備問題現象并通過手機拍攝照片上傳，即可完成維修上報;報修人隨時可查看維修進度。下面，筆者用宜搭實現用戶側的優化來說明。

①需要建立設備的單據頁、報修的流程表單、生成網址的報表頁面，如圖4所示。

②設備登記表中需要有一個唯一的設備編號組件（保證唯一的編號字段），其他字段根據實際情況創建，如圖5所示。

③設備列表（報表）中，用表格組件列出設備登記表的數據，最后通過公式添加一列設備鏈接的字段，如圖6所示。編輯公式，設置鏈接（如圖7），報修表單鏈接替換為實際提交表單的地址。地址為：報修流程表單的設置→分享設置→移動端訪問地址。

④通過報表將設備鏈接批量導出，并通過二維碼生成工具，生成二維碼并打印粘貼在設備上。

⑤設備報修流程表單中新建數據源里新建一個參數，名字為urlParams，用來獲取地址欄中的參數，具體按照自己設定的變量名來取，如圖8所示。

⑥設備報修流程表單中其他設備字段通過關聯數據獲取，通過上面的設備編號關聯自動填充，如圖9所示。

這樣，基于宜搭+釘釘的設備報修就很方便地完成了。可以將應用上線，并發布到學校釘釘工作臺上。實際上，每一所學校都應該有類似以上示例的應用需求，如學校的物品報修、物品領用、黨團員管理、基礎檔案、聽課評課、防疫上報，獎狀證書制作等場景，教師們不妨用這樣低代碼的、快速搭建應用的平臺來搭建，使用人就是開發人，能讓應用更好地串聯起教師、學生、家長的需求，讓學校師生管理、教科研管理、后勤服務等業務都能流暢地運轉起來，“就像打通血脈，我才可以正常呼吸”，從使用者角度出發設計開發可能會更好地完善“智慧校園”生態圈。同時，在使用方便、運轉高效之外，數據關聯也讓學校“智慧校園”建設有了更多的自由發揮空間。

● 結語

目前來看，筆者相信，為廣大非業務人員提供便捷的開發平臺是APaaS平臺最重要的訴求。隨著時代的不斷更迭，編程勢必會變成一種剛需，而對于廣大非專業的教育工作者而言，低代碼開發會成為他們日常辦公中不可或缺的利器。對學校來說，伴隨著APaaS平臺的不斷升級、更新，相信其還會推出更多更好用的針對教育應用的工作模板，各位非專業開發人員在工作中遇到的小問題和小需求將會被一一滿足，節省開發成本，提高工作效率就是提升了學校信息化應用水平。甚至，我們還可以期待低代碼開發將不再局限于工作業務，而將成為一個全民可用的軟件開發平臺。通過APaaS低代碼開發和應用平臺，每個人都可以根據各自不同的需求來開發出合適的軟件，并且運用到實際的生活場景中去，而這，也將是低代碼平臺最終極的目標——人人都能成為低代碼平臺的受益者。