王 耀，徐 鸝

浙江醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校圖書信息中心，浙江 寧波 315100

1 背景和需求

Moodle是一套基于開源軟件的課程管理系統(tǒng)，它為用戶提供一種動態(tài)的學(xué)習(xí)環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)或在線學(xué)習(xí)的過程中，練習(xí)、測驗(yàn)或考試環(huán)節(jié)可以幫助學(xué)生檢驗(yàn)所學(xué)內(nèi)容的掌握程度，同時也可以幫助教師評估教學(xué)的效果和質(zhì)量。對于Moodle課程管理系統(tǒng)所代表的一類開源網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺而言，題庫資源的建設(shè)具有十分重要的作用［1-2］。然而，題庫中題目的錄入和編輯對于教師來說并非易事。在教學(xué)實(shí)踐中，通常遇到的情況是在線錄入或編輯題目的效率低下，事倍功半。因此，人們希望能夠利用一些輔助編輯題目的軟件工具，采用離線編輯、在線導(dǎo)入的方法，借此解決題目錄入和編輯的效率問題。

關(guān)于離線編輯題目，目前所見到的方法:一是利用文字處理軟件(或其建構(gòu)的模板)進(jìn)行編輯［3］，二是利用某些特定的軟件工具進(jìn)行編輯［4］。兩種方式最終都通過把結(jié)果保存為Moodle系統(tǒng)支持的題目格式文件，實(shí)現(xiàn)后續(xù)的在線導(dǎo)入。

盡管存在一些離線編輯題目的工具和方法，然而這些工具往往不是專為Moodle題目的編輯設(shè)計(jì)的。由于軟件功能缺失、操作不便等因素，有些時候教師會覺得使用上存在困難。譬如:教師在教學(xué)實(shí)踐中積累了豐富的、以電子文檔形式保存的題目資源(如試卷等)，他們不僅希望可以直接輸入題目信息，而且能夠(以某種形式)批量導(dǎo)入電子文檔中的題目，進(jìn)行編輯。教師對于離線編輯器的需求可以用UML用例圖來說明，如圖1所示。

假定教師有一套MSWord格式的題目需要最終存放到Moodle系統(tǒng)中去，那么可以先將此套題目另存為純文本格式(TXT文件)，再導(dǎo)入到離線編輯器中進(jìn)行編輯，完成后保存為Moodle XML格式的文件以便供Moodle系統(tǒng)導(dǎo)入，反之亦然。從Moodle系統(tǒng)導(dǎo)出的XML文件能夠由離線編輯器處理。當(dāng)然，也可以把編輯的題目按純文本格式導(dǎo)出到TXT文件，供其他字處理軟件(如MSWord)編輯?？傊?，對于題目編輯器的需求，不僅要對符合Moodle XML格式的題目進(jìn)行編輯，而且也要支持TXT文件的導(dǎo)入和導(dǎo)出。

2 Moodle XML題目格式

Moodle系統(tǒng)中支持多種題目格式，既可導(dǎo)入又可導(dǎo)出的題目格式只有兩種:Moodle XML和通用導(dǎo)入格式技術(shù)(general import format technology，GIFT)［5-6］。相比而言，Moodle XML支持的題目信息更為完整，適合外部程序用來與Moodle交換題目數(shù)據(jù)。

2．1 文檔結(jié)構(gòu)

Moodle XML格式遵循萬維網(wǎng)聯(lián)盟(world wide web consortium，W3C)的 XML 1．0規(guī)范。下面是一份Moodle XML格式文檔的例子，包含了一道填空題(shortanswer)的描述。

＜?xml version="1．0"encoding="UTF-8"?＞

＜quiz＞

＜question type="shortanswer"＞

＜name＞

＜text＞漢代我國第一部藥學(xué)專著＜/text＞

＜/name＞

＜questiontext format="html"＞

＜text＞漢代我國第一部藥學(xué)專著是( )。＜/text＞

＜/questiontext＞

＜generalfeedback＞

＜text/＞

＜/generalfeedback＞

＜defaultgrade＞1＜/defaultgrade＞

＜penalty＞0．1 ＜/penalty＞

＜hidden＞0＜/hidden＞

＜shuffleanswers＞0＜/shuffleanswers＞

＜usecase＞0＜/usecase＞

＜answer fraction="100"＞

＜text＞神農(nóng)本草經(jīng)＜/text＞

＜feedback＞

＜text/＞

＜/feedback＞

＜/answer＞

＜/question＞

＜/quiz＞

XML文檔用的是UTF-8編碼，整體結(jié)構(gòu)是以＜?xml version="1．0"encoding="UTF-8"?＞開始，每份文檔只有一個＜quiz＞標(biāo)記，用來包含整個測驗(yàn)或考試信息;在＜quiz＞標(biāo)記中可以安排多個＜question＞標(biāo)記，用來描述多個題目信息。

2．2 樹狀結(jié)構(gòu)

一般而言，Moodle XML是通過question元素節(jié)點(diǎn)的type屬性來區(qū)分題目類型的。一份Moodle XML格式文檔通常包含各種不同類型的題目，為了直觀起見，可以用樹狀結(jié)構(gòu)來表示，如圖2所示。

圖2 moodle xml文檔的樹狀結(jié)構(gòu)

可以看出，Moodle XML文檔在根節(jié)點(diǎn)下用quiz節(jié)點(diǎn)統(tǒng)領(lǐng)各類question節(jié)點(diǎn)，每個question節(jié)點(diǎn)大致包含問題和答案兩部分。問題部分通常有name(題目名稱)、questiontext(題目內(nèi)容)、generalfeedback(一般反饋)、defaultgrade(默認(rèn)得分)、penalty(罰分因子)、shuffleanswers(答案重組)這類節(jié)點(diǎn)(為了簡化圖形，圖中以＜question＞表示)，也會有single(單項(xiàng)選擇)、usecase(大小寫字母敏感)等專屬節(jié)點(diǎn);答案部分以answer節(jié)點(diǎn)形式組織，不同題型的answer節(jié)點(diǎn)可以不止一個，也可以沒有。圖中，選擇題(multichoice)至少有2個以上的answer節(jié)點(diǎn)，描述題(description)沒有answer節(jié)點(diǎn)，而匹配題(matching)的answer節(jié)點(diǎn)位于了subquestion節(jié)點(diǎn)之下，2個小題至少有3個可供匹配的answer節(jié)點(diǎn)。

Moodle系統(tǒng)支持多種題目類型［7］，數(shù)字題(numerical)、是非題(truefalse)、論述題(essay)格式安排與選擇題大體相似，但完形題(cloze)和計(jì)算題(calculated)題型格式較為復(fù)雜，將在后面討論。

3 題目編輯器的設(shè)計(jì)

對于Moodle XML文檔，可以考慮用XML文檔對象模型(document object model，DOM)來解析和處理［8］。XML DOM是W3C推薦的標(biāo)準(zhǔn)，定義了XML文檔中元素的對象、屬性及其訪問的方法。運(yùn)用XML DOM，編輯器首先加載XML文檔，并把XML樹狀結(jié)構(gòu)存儲在內(nèi)存當(dāng)中，通過DOM實(shí)現(xiàn)對XML元素的獲取、更改、添加或刪除等操作。

3．1 功能設(shè)置與界面設(shè)計(jì)

考慮到教師對于離線編輯器的需求，在軟件功能設(shè)置上，應(yīng)該包括對Moodle XML文檔的加載和保存、對題目文字的編輯操作以及對一般文本格式題目文檔的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。在軟件界面設(shè)計(jì)上，應(yīng)考慮方便教師使用，合理安排功能區(qū)域，如圖3所示。

圖3 題目編輯器的圖形界面

菜單欄中文件菜單用于新建、打開和保存XML格式的題目文件，以及導(dǎo)入或?qū)С鯰XT文本格式的題目文件;編輯菜單用于常規(guī)的文字編輯操作;題目菜單用于題目的定位和刪除;工具菜單用于編輯時的輔助操作。

題型區(qū)列有選擇、填空等九種題型，用來表示當(dāng)前的題型狀態(tài)，也用于題型轉(zhuǎn)換;題目區(qū)左側(cè)為題目內(nèi)容編輯框，其下方的答案區(qū)用于輸入各類題型的答案、問題、公式以及可能的反饋，還有答案的得分率;參數(shù)區(qū)可設(shè)置一些常用的選項(xiàng)，狀態(tài)欄則顯示題目的總數(shù)和當(dāng)前題號。

對于多數(shù)題型來說，上面的功能設(shè)置已經(jīng)夠用了。完形題和計(jì)算題由于格式上的特殊性，在設(shè)計(jì)和處理上需要作特別考慮。

3．2 完形題的處理

在Moodle XML格式中，填空題只能有一個填空位置，而完形題(cloze，又稱克漏字)則可以設(shè)置多個填空位置。完形題沒有專屬的answer節(jié)點(diǎn)，它的答案信息是同題目內(nèi)容放在一起的。譬如:

中藥有毒成分的限量指標(biāo)一般應(yīng)包括({1:shortanswer:%100%毒副作用成分#答對了!})、砷含量、({1:shortanswer:%100%重金屬含量})和({1:shortanswer:%100%農(nóng)殘量})等。

題目中有三個填空位置，每個填空位置用特定的格式表示答案信息。完形題的答案是嵌入在問題中的，有幾個填空位置，理應(yīng)有幾組答案。完形題答案信息格式如圖4所示。

圖4 完形題的答案信息格式

答案信息放置在一對花括號之中。每個填空都可以設(shè)置分值(grade)，默認(rèn)為1;填空類型(type)可以是填空(shortanswer，縮寫 SA)、數(shù)字(numerical，縮寫NM)和選擇(multichoice，縮寫MC);答案(answer)之前的等號表示正確、無符號表示錯誤，也可以用得分率(fraction)表示答案的正確程度(100%正確，0%錯誤，50%半對);答案之后可以跟反饋信息(feedback);答案連同反饋可以出現(xiàn)多次，用“～”號分隔。

在完形題型中，填空類型還可以附加信息，如大小寫字母是否敏感、選擇下拉菜單還是按鈕、按鈕排列的方向，等。對這種繁瑣的格式，讓普通教師去編輯題目不太合適，既容易出錯，又容易失去耐心。

在設(shè)計(jì)中，我們可以考慮輸入時對完形題的填空位置進(jìn)行編號(如#1、#2、#3等)，用編號去對應(yīng)答案分組，答案格式由系統(tǒng)去合成。這樣，完形題的輸入變成了對每個填空按不同類型的輸入，就像普通的選擇題、填空題和數(shù)字題一樣，輸入界面上也可以統(tǒng)一起來(如圖3所示)。

由于每一道完形題都可能有多組答案，因此需要在內(nèi)存中建立一個答案索引表。每當(dāng)輸入界面上填空位切換時，對應(yīng)的答案信息都可以從這張表中檢索出來，如圖5所示。圖中number表示每組答案的選項(xiàng)個數(shù)，address表示對應(yīng)答案的起始地址。

圖5 完形題的答案索引表

通過對題目編輯器GUI界面和內(nèi)部算法上的處理，教師在輸入完形題時不再面對復(fù)雜的填空格式，如同其他題型那樣去編輯完形題。

3．3 計(jì)算題的處理

在Moodle系統(tǒng)中，計(jì)算題型與其他題型最大的不同在于它可以在題目信息中使用計(jì)算公式，譬如問{x}加{y}等于多少?編輯時答案填算式{x}+{y}，答題時要回答該算式的計(jì)算結(jié)果。這里變元{x}和{y}實(shí)際上是一種通配符，只要指定其取值范圍，系統(tǒng)就會為每一變元生成一個數(shù)據(jù)集(dataset)，出題時{x}和{y}隨機(jī)代換成各自數(shù)據(jù)集中的某一數(shù)值。

計(jì)算題型的XML格式中，除問題和答案部分外，比其他題型多了一個數(shù)據(jù)集定義部分(dataset_definitions)，如圖6所示。每個變元都有自己的數(shù)據(jù)集定義(dataset_definition)，包含name(變元名)、minimum(最小值)、maximum(最大值)、decimals(小數(shù)位)、dataset_item(數(shù)據(jù)項(xiàng))等節(jié)點(diǎn)。這里，數(shù)據(jù)項(xiàng)是系統(tǒng)根據(jù)最小值和最大值限定的范圍隨機(jī)生成的一組數(shù)據(jù)，圖中的number是數(shù)據(jù)的編號，value則是數(shù)據(jù)值。

圖6 計(jì)算題的數(shù)據(jù)集定義

計(jì)算題型可以設(shè)置的參數(shù)是比較多的，譬如對于變元可以指定計(jì)算單位(unit)，對于數(shù)據(jù)集可以指定狀態(tài)(status)是自用(private)還是共享(shared)，等。這些參數(shù)對于教師來說不一定用得著，所以在軟件設(shè)計(jì)時可以將其作系統(tǒng)內(nèi)部處理(設(shè)為默認(rèn)值或保持原有設(shè)定值)，在軟件界面上只安排name、minimum、maximum等基本參數(shù)的輸入?yún)^(qū)域。如果教師確實(shí)需要設(shè)置這些參數(shù)，可以在題目導(dǎo)入到Moodle系統(tǒng)后通過在線編輯的方式調(diào)整。

Moodle軟件自2．0版以后新增了計(jì)算題型的兩個變體，即簡單式計(jì)算題型(calculatedsimple)和選擇式計(jì)算題型(calculatedmulti)，前者是對計(jì)算題型的在線輸入過程作了簡化，后者則是在答題時像選擇題型那樣選擇計(jì)算結(jié)果。兩種新題型的XML格式與原計(jì)算題型基本相同，設(shè)計(jì)時一并考慮。

3．4 文本格式題目的導(dǎo)入

要批量導(dǎo)入純文本格式文檔中的題目，關(guān)鍵在于題目編輯器能否辨識出文檔中的題目信息。盡管這類文檔格式可能五花八門，但像試卷之類的文檔，一般有約定俗成的格式，如圖7所示。

圖7 試卷的一般格式

我們注意到，如果把題目編號開始的一段題目信息看成是“題目”的話，那么試卷體就是一個“題目序列”，編號就可以作為辨識題目開始和結(jié)束的標(biāo)志。在程序設(shè)計(jì)時，可以用正則表達(dá)式來匹配題目編號。例如正則表達(dá)式:

“^s*［((］?s*?第?［d|一二三四五六七八九十］+s*?［、．)。)部章節(jié)］”

可以匹配大多數(shù)的題目編號，它表示可能是空白字符開頭、前后有特定的標(biāo)點(diǎn)符號或文字、中間是數(shù)字編號的字符串。有些中文文檔中會出現(xiàn)兩種全角空格(0x3000或0xE5E5，UCS-2編碼)，設(shè)計(jì)時也可以考慮進(jìn)去。

在題目編輯器執(zhí)行導(dǎo)入操作時，首先處理試卷頭信息(跳過或保留)，之后每當(dāng)匹配到題目編號，系統(tǒng)會進(jìn)一步分析其后跟隨的題目信息。如果能判定出題目類型，則后續(xù)的題目可以按對應(yīng)題型處理，譬如是選擇題型，還可以去提取答案選項(xiàng);如果不能判定，就處理成描述題型，待導(dǎo)入完成后，教師可在編輯環(huán)境中調(diào)整題目類型、內(nèi)容、答案、參數(shù)等信息。

在Moodle系統(tǒng)中，描述題型是一種特殊的題目類型，是以題目的形式包裝一些說明性內(nèi)容，組卷時可以放在試卷需要說明的地方。上文中把待定“題目”處理成描述題型，實(shí)際就是想利用描述題型的性質(zhì)容納題目信息，這樣可以使得電子文檔中的題目信息一次性導(dǎo)入到系統(tǒng)之中，提高錄入效率。

該文在分析Moodle XML題目結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，討論了與其相適應(yīng)的離線編輯器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，所涉及的內(nèi)容或需求均來自于筆者在Moodle系統(tǒng)上的應(yīng)用實(shí)踐［9］，也是筆者探討開放教育資源與教學(xué)活動相互融合的一種嘗試。筆者在2010年12月完成了題目編輯器的第一個版本，2012年12月升級到了第二版。經(jīng)過兩年多的實(shí)際應(yīng)用，軟件得到了逐步改進(jìn)和完善，在網(wǎng)絡(luò)課程資源的建設(shè)中起到了有效的、積極的作用。

［1］凌晨，王一鴻．基于Moodle的題庫建設(shè)和應(yīng)用研究［J］．軟件導(dǎo)刊，2010，9(11):162-164

［2］陳聲?。贛oodle的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施［J］．中國教育信息化:高教職教，2010，(7):64-66

［3］劉榮光，劉貫?zāi)希捎肳ord模板制作Moodle XML格式的測驗(yàn)題［J］．中國信息技術(shù)教育，2009，(1):63-66

［4］代永平．用HTAs編寫Moodle試題導(dǎo)入文件生成工具［J］．中國教育信息化，2010，(21):85-88

［5］moodle．org．Import questions［EB/OL］．http://docs．moodle．org/25/en/Import_questions，2013-05-20

［6］moodle．org．Export questions［EB/OL］．http://docs．moodle．org/25/en/Export_questions，2013-05-20

［7］moodle．org．Question types［EB/OL］．http://docs．moodle．org/25/en/Questions，2013-05-20

［8］張欣毅．XML簡明教程［M］．1版．北京:清華大學(xué)出版社，2009:302-317

［9］徐鸝，王耀，王偉聰，等．Moodle系統(tǒng)的集群方案與案例分析［J］．計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2012，29(1):224-229