Java圖形界面設計工具在教育測量軟件上的應用*

秦春影，耿 濤，唐淑萍，喻曉鋒，2

(1.亳州師范高等專科學校計算機系，安徽亳州236800;2.江西師范大學心理學院，江西南昌330022)

隨著社會的發展，人們對考試的要求也越來越高，不僅希望通過考試將考生進行排名，人們也希望考試能夠提供更多的信息來促進今天的工作和學習，在這樣的背景下，傳統的紙筆測驗就有了很大的局限性.目前國內成熟的可供使用的教育測量軟件還相當少，究其原因，一是受大環境的影響，目前紙筆測驗還是占絕對優勢;另一方面是重視程度不夠，尤其是教育管理部門，不過有改善的趨勢;第三方面就是我國教育和心理測量領域真正既懂理論，又能進行實際應用的人才還很缺乏;第四方面是程序開發工具的局限性也或多或少的影響到了測量軟件的發展.

當前編制通用的教育測量軟件十分重要，國外有公司做這種類型的軟件，但是效果不理想，并且這些軟件價格昂貴.最重要的是，這些軟件不符合我國國情，與我們的考試模式不匹配，買來用處也不大，最多按照它的說明書，調整我們的考試方式，去適應它，有點類似于“削足適履”，因此，開發適合我們國情的教育測量通用軟件勢在必行.

1 軟件開發平臺的選擇

Java語言是主流的程序設計開發語言，尤其是在大中型項目的開發上，Java的表現更是強勁，最近連續五年，Java語言幾乎95%以上的時間占據程序設計語言排行榜的首位(排名按月統計)［1］.美中不足的是，Java語言在圖形界面設計上的表現與其首位排名不相匹配，尤其是在與老對手微軟的.NET平臺相比［2］.近幾年，設計者加強圖形界面設計，終于有了WindowBuilder插件的出現.WindowBuilder是由SWT(Standard Widget Toolkit，一個開源的圖形用戶界面編程框架)設計器和Swing(一個用于開發Java應用程序用戶界面的開發工具包)設計器組成的［2－4］，它使得開發基于Java的圖形用戶界面變得非常容易，不需要花太多時間去寫界面相關的代碼.WindowBuilder插件與Eclipse的完美結合，使Java程序開發者有了在.NET平臺上開發界面一樣的感受，可以像在微軟的.NET平臺上一樣，輕松自如地創建友好的用戶界面［5，6］.

2 教育測量模擬軟件的編制

下面以教育測量中的常見功能:項目參數的模擬［7，8］為例來說明在Eclipse平臺下，結合WindowBuilder插件是如何開發模擬軟件的.其它的功能可以按此思路進行.

程序的具體功能描述如下:通過圖形界面輸入要模擬的項目的基本信息:比如參數個數(是單參數，雙參數還是三參數)［9，10］，項目個數，計分類型(是 0，1 計分、多級計分還是混合計分)，輸出文件的類型(是輸出到Excel表格還是文本文件)，統計信息(對輸出結果的描述性統計量)等.當輸入的參數信息通過驗證(所輸入的參數信息必須保證在邏輯上沒有錯誤)后，后臺生成模擬數據的程序自動生成項目信息，并寫入到Excel表格或文本文件中.

下面介紹具體的開發過程，主要分成兩步.

2.1 圖形界面部分的設計

按照通常的窗體設計過程，首先在窗體內加入必要的標簽、按鈕、文本框和組合框等控件，按一定的順序排列整齊，盡量使界面美觀，方便用戶操作，這里暫時不考慮圖標，背景之類的操作，等到開發實際的應用程序時，由美工來完成.設計好的界面如下圖，其中圖1是默認的界面，即單參數，0，1計分，輸出文件類型為文本文件的情況;圖2是雙參數，0，1計分，輸出文件類型為文本文件的情況;圖3是三參數，0，1計分，輸出文件類型為文本文件的情況;圖4是三參數，多級計分，最高等級為6，并且輸出文件類型為Excel表格的情況.選擇參數的其它組合可以模擬不同的情況，默認情況下，項目難度參數是服從標準正態分布，能力全距為［－3，3］;項目區分度參數是服從標準對數正態分布，全距為［0.2，2.5］;項目猜測度參數服從貝塔分布，貝塔分布的兩個參數分別為5和17.用戶也可以使用自定義按鈕，打開自定義窗體來定義各參數的分布.

圖1 默認的用戶界面:單參數，0，1計分，輸出文件類型為文本文件的情況

圖2 雙參數，0，1計分，輸出文件類型為文本文件的情況

圖3 三參數，0，1計分，輸出文件類型為文本文件的情況

2.2 項目模擬部分的設計

當用戶設置好模擬數據的各個參數后，即可單擊“確定”按鈕，在一切正常的情況下，在軟件安裝目錄下的output文件下，即可找到兩個文件，一個是項目數據文件，項目數據文件是分三列的，其中第一列數據是項目區分度值，第二列數據是項目難度值，第三列是項目猜測度值;另一個文件是數據模擬的相關統計信息，主要包括用戶所設置的參數信息(項目個數，參數類型，計分類型，最高等級，區分度區間，難度區間，猜測度區間，輸出文件類型，區分度、難度和猜測度的分布等)，程序運行的時間.下面給出模擬難度參數的代碼，其它的代碼可以按照類似的方式寫出.

圖4 三參數，多級計分，且最高等級為6，輸出文件類型為Excel表格的情況

上文給出的代碼對應的是單參數模型(項目只有一個參數:即難度參數)，對于更復雜的模型，如三參數模型，每個項目可以有三個參數，分別是區分度、難度和猜測度.三參數的項目模擬生成數據，如圖5所示.

3 結論和展望

通過項目參數模擬軟件的開發過程，可以看出，在E-clipse平臺中結合WindowBuilder來開發界面友好的教育測量通用軟件是可行的，并且研究者們可以將各自開發的功能共享，最好以開源的形式公布細節.這樣，國產的教育測量通用軟件可能很快就會在大家的努力下面世.我國在心理和教育測量領域跟隨別人的時間太長了，可能將我們自己的一些有特色的好東西丟失了，開發適合我國國情的通用教育測量軟件可以將我們本來的一些東西找回來，以促進我國教育和心理測量更快更好的發展.

圖5 模擬的三參數項目生成數據(每一行的3個值對應了該項目的區分度、難度和猜測度)

［1］Tiobe Software.Measuring software code quality［EB/OL］.http://www.tiobe.com/index.php/content/company/Home.html，2012 －08－05.

［2］王建民，余志偉，王朝坤，等.Java程序混淆技術綜述［J］.計算機學報，2011，(9):1578－1588.

［3］陳立民，唐寧九.Java圖形界面開發探索［J］.西南民族大學學報(自然科學版)，2006，(2):405 －409.

［4］朱彬，楊大全，邴靜，等.用Swing組件開發圖形界面中的Java多線程計算［J］.沈陽工業大學學報，2003，(4):317－319.

［5］王薇，楊麗萍.Java和Matlab混合編程及其應用［J］.長春大學學報，2012，(10):1186 －1189.

［6］田苗苗.基于面向對象技術的軟件開發方法［J］.吉林師范大學學報(自然科學版)，2004，(2):97 －99.

［7］漆書青，戴海崎，丁樹良.現代教育與心理測量學原理［M］.北京:高等教育出版社，2002.

［8］羅照盛.項目反應理論基礎［M］.北京:北京師范大學出版社，2012.

［9］丁樹良，羅芬，涂冬波.項目反應理論新進展專題研究［M］.北京:北京師范大學出版社，2012.

［10］涂冬波，蔡艷，丁樹良.認知診斷理論、方法與應用［M］.北京:北京師范大學出版社，2012.