摘要：試題庫建設(shè)是基于Moodle平臺(tái)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程的重要工作之一，快速將現(xiàn)有Word格式試卷轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)課程的可用試題庫具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。因此，使用阿里云服務(wù)器 ECS 與LAMP架構(gòu)搭建開發(fā)環(huán)境，借助正則表達(dá)式及Eloquent ORM等技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡便易用的可分類型批量制作 Moodle 試題的Web應(yīng)用。用戶使用瀏覽器，通過復(fù)制/粘貼、預(yù)覽、保存、下載等簡單步驟即能生成兼容Moodle XML格式的試題文件。該應(yīng)用在轉(zhuǎn)換效率上較現(xiàn)有方案提升了一個(gè)數(shù)量級。

關(guān)鍵詞：試題庫;Moodle;Web應(yīng)用;批量制作;EloquentORM;正則表達(dá)式

Design and Development of Web Application for Batch Production of Moodle Questions

SHEN Han?fei

（Suzhou Industrial Park Institute of Services Outsourcing， Suzhou 215123， China）

Abstract：The construction of test question bank is an important work in the construction of online courses based on Moodle platform. It is of great practical significance to quickly convert the existing Word format test paper into the test question bank for online courses. Therefore， by using Aliyun server ECS and LAMP architecture to build a development environment， a simple and easy Web application for batch production of Moodle test questions is designed and implemented with the help of regular expressions and Eloquent ORM. By using a browser， users can generate a Moodle XML?compatible question file through simple steps such as copy/paste， preview， save， download， etc. The conversion efficiency is about an order of magnitude faster than the existing solutions.

Key Words：question bank;Web application;Moodle;batch production;EloquentORM;regular expression

0?引言

Moodle是全球排名第一的開源課程與學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，它是由澳大利亞教師Martin Dougiamas基于建構(gòu)主義教育理論與PHP/MySQL技術(shù)開發(fā)的免費(fèi)開源軟件[1]。據(jù)Moodle官網(wǎng)統(tǒng)計(jì)， 截至2018年8月22日， 已有230個(gè)國家的99 642個(gè)站點(diǎn)取得了注冊資格，上面共有15 271 903門課程，用戶總數(shù)達(dá)到131 368 177人[2]。試題庫建設(shè)是基于Moodle平臺(tái)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程的重要環(huán)節(jié)。采用試題庫系統(tǒng)進(jìn)行組卷考試，能有效避免人工組卷過程中命題與評分的主觀隨意性，充分發(fā)揮課程考試的引導(dǎo)、評價(jià)、反饋和激勵(lì)作用，調(diào)動(dòng)教學(xué)雙方積極性[3?4]。

Moodle支持的試題題型非常豐富，包括單選題、填空題、判斷題、多選題、完形填空、拖放填空、計(jì)算題、簡答題等，并支持以插件方式添加更多試題類型[5]。如何快速、高效地將已有大量Word格式試題轉(zhuǎn)換為適合在Moodle環(huán)境下使用的試題，是網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)面臨的一個(gè)重要問題。Moodle試題制作大體上可以分為兩類：①在線錄入;②通過各類工具生成Moodle XML格式文件，然后導(dǎo)入系統(tǒng)。Moodle默認(rèn)的在線試題輸入方式是通過在Web頁面直接編輯題目，然后提交至服務(wù)器。輸入題目步驟為：首先選擇題型，然后輸入題干和答案，并進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置，包括題目分?jǐn)?shù)、各答案選項(xiàng)反饋以及整體反饋等，最后提交保存。但該方式處理效率很低，適合小批量輸入題目或?qū)σ延蓄}目進(jìn)行修改與補(bǔ)充，而不適合大批量導(dǎo)入題目。Moodle官網(wǎng)提供了由Vyatcheslav Yatskovsky編寫的“Quiz authoring template for Microsoft Word”插件[6]， 該插件將 Word 作為試題輸入界面，并由VBA 生成XML格式的試題文件。

由于Moodle平臺(tái)在國內(nèi)應(yīng)用廣泛，目前已有很多學(xué)者對Moodle試題的批量導(dǎo)入方法進(jìn)行了深入研究。曹新社[7]提出在 Word 中使用表格制作 Moodle 試題，再轉(zhuǎn)換為XML格式;代永平[8]提出使用HTML 應(yīng)用程序（HTAs）進(jìn)行編寫，并利用 XML DOM 對象生成 XML 文件;李飛等[9]介紹了利用Excel強(qiáng)大的宏錄制與VBA編程功能， 在Excel工作表里批量建立試題， 然后轉(zhuǎn)換為XML文件。這些方式本質(zhì)上是在新界面中逐題錄入已有試卷中的題目，然后導(dǎo)出為XML格式。盡管該方式較在線錄入方式效率有了很大提升，但仍存在自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度高、環(huán)境使用受限等問題。

本文介紹一個(gè)簡便易用的分類型批量制作 Moodle 試題的Web應(yīng)用，運(yùn)行于阿里云ECS平臺(tái)。該應(yīng)用基于LAMP架構(gòu)，采用正則表達(dá)式與EloquentORM技術(shù)開發(fā)，用戶通過復(fù)制/粘貼、預(yù)覽、保存、下載等簡單步驟即能生成兼容Moodle XML格式的試題文件，在轉(zhuǎn)換效率上較現(xiàn)有方案提升了一個(gè)數(shù)量級。

1?應(yīng)用設(shè)計(jì)思路、開發(fā)環(huán)境與關(guān)鍵技術(shù)

1.1?設(shè)計(jì)思路

結(jié)合長期Moodle試題制作實(shí)踐，分析了現(xiàn)有大量真實(shí)試卷結(jié)構(gòu)，并借鑒龔春亞等[10]提出的將整卷試題一次性批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫的思想， 開發(fā)一個(gè)簡便易用的可分類型批量制作 Moodle 試題的Web應(yīng)用。該應(yīng)用設(shè)計(jì)目標(biāo)是能將現(xiàn)有試卷的客觀題部分快速轉(zhuǎn)換為Moodle XML格式后再導(dǎo)入系統(tǒng)。用戶在現(xiàn)有試卷基礎(chǔ)上通過幾個(gè)簡單步驟（復(fù)制/粘貼、預(yù)覽、保存和轉(zhuǎn)換）即能完成格式轉(zhuǎn)換。

應(yīng)用采用B/S架構(gòu)，操作簡單，維護(hù)和升級也十分方便[11]，而且具有分布式特點(diǎn)，可以隨時(shí)隨地處理業(yè)務(wù)[12]。在應(yīng)用處理目標(biāo)上，首先選擇各類考試中應(yīng)用最為廣泛的單選題、多選題、判斷題和填空題，其它類型題目如英語考試中的完形填空、匹配題等作為下一步開發(fā)目標(biāo)，從而簡化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)邏輯，實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)。

1.2?開發(fā)環(huán)境

在綜合考慮國內(nèi)公有云服務(wù)的安全性、價(jià)格、運(yùn)維能力和可伸縮性后，平臺(tái)選擇了阿里云的ECS（Elastic Compute Service）服務(wù)，該服務(wù)能自動(dòng)調(diào)整其彈性計(jì)算資源，有助于提升運(yùn)維效率并降低成本，使開發(fā)者只需專注于自身核心業(yè)務(wù)[13]。在軟件配置上，采用免費(fèi)開源軟件LAMP架構(gòu)，這是一組用來搭建動(dòng)態(tài)網(wǎng)站服務(wù)器的開源軟件組合[14]，操作系統(tǒng)為Ununbu 16.04，Web服務(wù)器為Apache 2.4，腳本語言為PHP 7.0，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為MySQL 5.7。該架構(gòu)技術(shù)已非常成熟，且部署簡單，運(yùn)行與維護(hù)成本低。

1.3?關(guān)鍵技術(shù)

在開發(fā)過程中，采用的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是正則表達(dá)式和ORM工具Eloquent。Moodle系統(tǒng)支持多種題目格式，其中既可導(dǎo)入又可導(dǎo)出的題目格式只有兩種：Moodle XML和GIFT。相比而言，Moodle XML支持的題目信息更完整，適合用來與Moodle交換題目數(shù)據(jù)[15]。開發(fā)主要工作是將試題文本轉(zhuǎn)化為MoodleXML格式文件，開發(fā)過程中需要大量使用正則表達(dá)式進(jìn)行文本處理。正則表達(dá)式是由美國數(shù)學(xué)家Stephen Kleene[16]于1956年提出的， 主要用于描述正則集代數(shù)。它是一串由特定意義字符組成的字符串， 表示某種匹配規(guī)則。正則表達(dá)式能夠應(yīng)用于多種操作系統(tǒng)中，并支持幾乎所有程序設(shè)計(jì)語言[17]。正則表達(dá)式最基本的3種功能是匹配、替換和提取。

為了簡化數(shù)據(jù)庫操作，在開發(fā)中采用來自Laravel框架[18]的Eloquent ORM。Laravel框架是目前應(yīng)用最為廣泛的PHP框架，其遵循Model-View-Controller（MVC）架構(gòu)模式，提倡模型、視圖與控制器的分離[19]。由于本文架構(gòu)并不復(fù)雜，所以只采用其內(nèi)置的Eloquent ORM 。ORM是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和對象之間產(chǎn)生的自動(dòng)映射，因此在具體數(shù)據(jù)庫操作中不需要與繁瑣的SQL語句打交道。軟件開發(fā)人員只需關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯中的對象架構(gòu)即可，而不底層重復(fù)性的SQL語句。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用ORM可將軟件開發(fā)時(shí)間與成本減少40%，并且由于其將業(yè)務(wù)層與實(shí)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離，簡化了代碼優(yōu)化與調(diào)試[20]。Eloquent ORM 提供了簡潔的ActiveRecord 實(shí)現(xiàn)方式，每張數(shù)據(jù)表對應(yīng)一個(gè)與該表進(jìn)行交互的模型，從而簡化了數(shù)據(jù)查詢、插入、更新、刪除等常用操作[21]。

2?用戶界面及使用

用戶界面由前綴、題目類型、題干、答案等組成。由于是批量制作試題，同一批試題標(biāo)題由用戶統(tǒng)一指定前綴。如圖1所示的試題來自江蘇省2015年普通高校專轉(zhuǎn)本選拔考試《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》科目，標(biāo)題前綴為ZZB-2015，表示2015年的專轉(zhuǎn)本（ZZB）題目，前綴結(jié)合每道題序號(hào)即生成最終標(biāo)題，如第21題的最終標(biāo)題為ZZB-2015-021。標(biāo)題在整個(gè)試題庫中最好能夠保證其唯一性，從而在試題需要配圖的情況下，可由工具將圖片自動(dòng)插入題目中。

應(yīng)用在使用時(shí)，每次轉(zhuǎn)換的試題要求是同一類型，從而有助于簡化程序的邏輯判斷設(shè)計(jì)，增強(qiáng)程序健壯性。在保存題目之前，用戶可使用“預(yù)覽”查看題目解析效果，如圖2所示。

由于試題的復(fù)雜性及試題來源本身可能存在錯(cuò)誤，程序解析出的結(jié)果可能不符合用戶預(yù)期，采用“預(yù)覽”功能有助于幫助用戶識(shí)別并改正錯(cuò)誤。用戶確認(rèn)無誤后，再點(diǎn)擊“保存”按鈕將題目保存到數(shù)據(jù)庫中。在將多個(gè)批次題目全部保存完畢后，用戶可以點(diǎn)擊“下載”獲取所有題目。

3?應(yīng)用詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1?處理流程

Web應(yīng)用處理流程分為兩個(gè)階段：①試題保存到數(shù)據(jù)庫;②從數(shù)據(jù)庫中提取試題，經(jīng)格式化轉(zhuǎn)換后導(dǎo)出為XML文件。

第1階段具體流程如圖3所示。

切分輸入即將輸入的題干、答案等根據(jù)題號(hào)特征進(jìn)行切分，然后將每題的題干和答案合并為單個(gè)題目;類型判斷是指根據(jù)用戶輸入判斷題型類別;效果預(yù)覽是指將試題解析后的結(jié)果輸出為網(wǎng)頁，由用戶確認(rèn)是否與預(yù)期一致。如果符合要求，則保存到數(shù)據(jù)庫，否則由用戶調(diào)整文本輸入。用戶可以輸入多個(gè)批次的題目，每次輸入題目類型必須相同。

第2階段具體流程如圖4所示。

當(dāng)用戶完成所有題目的輸入后，可以點(diǎn)擊“導(dǎo)出”按鈕請求下載試題文件;提取試題是指從數(shù)據(jù)庫中提取該用戶多次輸入的所有題目;格式轉(zhuǎn)換是指根據(jù)題目類型，利用程序轉(zhuǎn)化為單題的XML格式;合并 XML是指將所有題目的XML內(nèi)容合并后，再添加XML的頭部和尾部，形成完整文件供用戶下載。

3.2?數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與初始化

應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)相對簡單，包含數(shù)據(jù)表question，各個(gè)字段如表1所示。

其中字段名 choices僅用于保存單選題和多選題的各個(gè)選擇分支，保存格式選擇XML，在讀取時(shí)再解析XML為各個(gè)選項(xiàng)。對于填空題和判斷題，該字段為空。

在使用EloquentORM模型前，需要初始化配置，代碼如下：

require_once '/var/www/common-libs/Laravel/vendor/autoload.php';

use Illuminate＼Container＼Container;

use Illuminate＼Database＼Capsule＼Manager as Capsule;

MYMcapsule = new Capsule;

MYMcapsule->addConnection（MYMdatabase）; // 創(chuàng)建鏈接

MYMcapsule->setAsGlobal（）; // 設(shè)置全局靜態(tài)可訪問

MYMcapsule->bootEloquent（）;?// 啟動(dòng)Eloquent

use?Illuminate＼Database＼Eloquent＼Model?as Eloquent;

class Question extends?Eloquent

{

protected MYMtable = ‘question';

public MYMtimestamps = false;

}

將這些配置單獨(dú)保存到數(shù)據(jù)庫配置文件 db.php 中，使用時(shí)引用該文件即能通過ORM進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作。

3.3?主要模塊設(shè)計(jì)

在兩個(gè)階段的流程處理中，切分輸入、效果預(yù)覽、格式轉(zhuǎn)換、XML合并與XML導(dǎo)出是關(guān)鍵模塊，下面對這些模塊進(jìn)行說明。

切分輸入包含兩部分：切分試題與切分答案。通常試卷題目都是以題目序號(hào)和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)（如點(diǎn)或頓號(hào)）為開頭，可使用正則表達(dá)式進(jìn)行識(shí)別并采用 preg_split函數(shù)進(jìn)行切分;答案切分則根據(jù)單選題、多選題、填空題、判斷題等類型分別進(jìn)行處理。以單選題為例，首先將答案輸入一律轉(zhuǎn)換為大寫字母，然后使用正則表達(dá)式提取出其中字母。如圖5所示，無論對于哪一種輸入都能正確切分。切分完成后，再將相應(yīng)題目和答案合并到一個(gè)PHP關(guān)聯(lián)數(shù)組。

效果預(yù)覽需要將題目的題干、答案和解析填充到相應(yīng)題目類型的HTML模板后，再合并所有題目的HTML輸出，顯示在瀏覽器中供用戶查看。

格式轉(zhuǎn)換是指將題目的題干、答案和解析填充到單題題目類型的XML模板中。由于Moodle官網(wǎng)對題目類型格式的解釋很少，筆者采用的方式是從題庫中將各種類型題目導(dǎo)出為XML格式后，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建各類型題目的單題模板。圖6為一道判斷題的XML格式輸出。

合并XML是將同一批所有單題的XML輸出合并后，在頭部前添加<？xml version="1.0" encoding="UTF-8"？><quiz>，在尾部添加 </quiz>，從而形成一個(gè)完整符合Moodle XML規(guī)范的文件提供給用戶下載。

導(dǎo)出XML的要點(diǎn)是設(shè)置Web頁面的header為attachment，瀏覽器獲取內(nèi)容后會(huì)提示用戶將其保存到磁盤，而不是在瀏覽器中顯示為HTML，關(guān)鍵代碼如下：

MYMfilename = "questions.xml";

header（"Content-type： text/xml;charset=utf-8"）;

header（'Content-Disposition： attachment;filename='.MYMfilename）;

4?使用效果

為評估應(yīng)用轉(zhuǎn)換效率，以江蘇省2015年普通高校專轉(zhuǎn)本選拔考試《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》科目試卷為例進(jìn)行轉(zhuǎn)換。試卷全部為客觀題，包括20道判斷題、50道單項(xiàng)選擇題、10道多項(xiàng)選擇題和20道填空題，共計(jì)100題。如果采用Moodle在線錄入方式制作試題，按照平均每道題2min計(jì)算，共需200min。采用本文應(yīng)用后，分別按照判斷題、單選題、多選題和填空題分4次導(dǎo)入，并1次下載，除填空題答案需要略微調(diào)整外，其它操作都是直接從Word文件復(fù)制后粘貼到Web頁面。試題轉(zhuǎn)換可以在10min內(nèi)完成，時(shí)間主要花費(fèi)在預(yù)覽轉(zhuǎn)換過程中是否有異常狀況，從而使效率提升了約20倍。由于應(yīng)用支持批量導(dǎo)入，每批題目數(shù)量越多，效率提升越顯著。

5?結(jié)語

Moodle平臺(tái)可支持多種類型試題，將現(xiàn)有試卷快速導(dǎo)入系統(tǒng)是課程信息化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文基于LAMP平臺(tái)，采用正則表達(dá)式與EloquentORM等技術(shù)開發(fā)了一個(gè)可分類型批量制作 Moodle 試題的Web應(yīng)用。該應(yīng)用運(yùn)行于阿里云ECS服務(wù)器，且界面友好，操作簡單，主要包含切分輸入、效果預(yù)覽、格式轉(zhuǎn)換、XML合并、XML導(dǎo)出等功能。用戶使用瀏覽器，通過復(fù)制/粘貼、預(yù)覽、保存、下載等簡單步驟即能生成兼容Moodle XML格式的試題文件，在轉(zhuǎn)換效率上較現(xiàn)有方案提升了一個(gè)數(shù)量級。

參考文獻(xiàn)：

[1]?History?MoodleDocs. Moodle history [EB/OL]. https：//docs.moodle.org/35/en/History.

[2]?Moodle Statistics.Moodle統(tǒng)計(jì)[EB/OL].https：//moodle.org/stats/.

[3]?曾任仁，林宇洪，呂義勇.通用試題庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008（3）：324?328.

[4]?任愛華，武新利.題庫建設(shè)的目標(biāo)及數(shù)學(xué)模型[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1998（4）：82?86.

[5]?Question?MoodleDocs. Question types[EB/OL].http：//docs.moodle.org/35/en/Questions.

[6]?YATSKOVSKY V. Quiz authoring template for Microsoft Word[EB/OL]. https：//moodle.org/mod/data/view.php？d=13&rid=578.

[7]?曹新社.如何批量制作Moodle試題[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，7（35）：9285?9286.

[8]?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.

[9]?李飛，廖捷.基于Moodle平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)課程試題庫建設(shè)的研究[J].廣西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，28（1）：28?31.

[10]?龔春亞，張國華.基于C#的題庫批量錄入算法研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010，6（27）：7545?7547.

[11]?王心路，趙文耘，余春. C/S向B/S系統(tǒng)遷移的技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)工程， 2004（3）：71?73.

[12]?程英蕾，殷肖川，吳豐.從C/S模式轉(zhuǎn)向B/S模式[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2000（2）：48?51.

[13]?沈涵飛.基于云計(jì)算的高可用性英語學(xué)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建[J].信息與電腦：理論版，2017（24）：213?214，217.

[14]?沈莉.基于Moodle+LAMP技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程管理系統(tǒng)的實(shí)踐研究[J].軟件導(dǎo)刊，2011，10（12）：211?213.

[15]?王耀，徐鸝.關(guān)于Moodle XML結(jié)構(gòu)的題目及其離線編輯器設(shè)計(jì)[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2013，27（5）：523?526.

[16]?沙金.精通正則表達(dá)式[M].北京：人民郵電出版社， 2008.

[17]?瓦特.正則表達(dá)式入門經(jīng)典[M].李松峰，譯.北京：清華大學(xué)出版社， 2008.

[18]?OTWELLT.Laravel[EB/OL].https：//laravel.com.

[19]?李瑩，王甲民.一種基于Petri?Net的新型MVC模式及實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2007（17）：202?205.

[20]?黃建.基于ThinkPHP框架的ActiveRecord技術(shù)應(yīng)用與研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)：專業(yè)版，2010（4）：195?197.

[21]?許日丹， 楊俊.基于Rails框架的ActiveRecord[J].算法與語言， 2007（7）：127?129.