Java图形界面设计工具在教育测量软件上的应用*

秦春影，耿 涛，唐淑萍，喻晓锋，2

(1.亳州师范高等专科学校计算机系，安徽亳州236800;2.江西师范大学心理学院，江西南昌330022)

随着社会的发展，人们对考试的要求也越来越高，不仅希望通过考试将考生进行排名，人们也希望考试能够提供更多的信息来促进今天的工作和学习，在这样的背景下，传统的纸笔测验就有了很大的局限性.目前国内成熟的可供使用的教育测量软件还相当少，究其原因，一是受大环境的影响，目前纸笔测验还是占绝对优势;另一方面是重视程度不够，尤其是教育管理部门，不过有改善的趋势;第三方面就是我国教育和心理测量领域真正既懂理论，又能进行实际应用的人才还很缺乏;第四方面是程序开发工具的局限性也或多或少的影响到了测量软件的发展.

当前编制通用的教育测量软件十分重要，国外有公司做这种类型的软件，但是效果不理想，并且这些软件价格昂贵.最重要的是，这些软件不符合我国国情，与我们的考试模式不匹配，买来用处也不大，最多按照它的说明书，调整我们的考试方式，去适应它，有点类似于“削足适履”，因此，开发适合我们国情的教育测量通用软件势在必行.

1 软件开发平台的选择

Java语言是主流的程序设计开发语言，尤其是在大中型项目的开发上，Java的表现更是强劲，最近连续五年，Java语言几乎95%以上的时间占据程序设计语言排行榜的首位(排名按月统计)［1］.美中不足的是，Java语言在图形界面设计上的表现与其首位排名不相匹配，尤其是在与老对手微软的.NET平台相比［2］.近几年，设计者加强图形界面设计，终于有了WindowBuilder插件的出现.WindowBuilder是由SWT(Standard Widget Toolkit，一个开源的图形用户界面编程框架)设计器和Swing(一个用于开发Java应用程序用户界面的开发工具包)设计器组成的［2－4］，它使得开发基于Java的图形用户界面变得非常容易，不需要花太多时间去写界面相关的代码.WindowBuilder插件与Eclipse的完美结合，使Java程序开发者有了在.NET平台上开发界面一样的感受，可以像在微软的.NET平台上一样，轻松自如地创建友好的用户界面［5，6］.

2 教育测量模拟软件的编制

下面以教育测量中的常见功能:项目参数的模拟［7，8］为例来说明在Eclipse平台下，结合WindowBuilder插件是如何开发模拟软件的.其它的功能可以按此思路进行.

程序的具体功能描述如下:通过图形界面输入要模拟的项目的基本信息:比如参数个数(是单参数，双参数还是三参数)［9，10］，项目个数，计分类型(是 0，1 计分、多级计分还是混合计分)，输出文件的类型(是输出到Excel表格还是文本文件)，统计信息(对输出结果的描述性统计量)等.当输入的参数信息通过验证(所输入的参数信息必须保证在逻辑上没有错误)后，后台生成模拟数据的程序自动生成项目信息，并写入到Excel表格或文本文件中.

下面介绍具体的开发过程，主要分成两步.

2.1 图形界面部分的设计

按照通常的窗体设计过程，首先在窗体内加入必要的标签、按钮、文本框和组合框等控件，按一定的顺序排列整齐，尽量使界面美观，方便用户操作，这里暂时不考虑图标，背景之类的操作，等到开发实际的应用程序时，由美工来完成.设计好的界面如下图，其中图1是默认的界面，即单参数，0，1计分，输出文件类型为文本文件的情况;图2是双参数，0，1计分，输出文件类型为文本文件的情况;图3是三参数，0，1计分，输出文件类型为文本文件的情况;图4是三参数，多级计分，最高等级为6，并且输出文件类型为Excel表格的情况.选择参数的其它组合可以模拟不同的情况，默认情况下，项目难度参数是服从标准正态分布，能力全距为［－3，3］;项目区分度参数是服从标准对数正态分布，全距为［0.2，2.5］;项目猜测度参数服从贝塔分布，贝塔分布的两个参数分别为5和17.用户也可以使用自定义按钮，打开自定义窗体来定义各参数的分布.

图1 默认的用户界面:单参数，0，1计分，输出文件类型为文本文件的情况

图2 双参数，0，1计分，输出文件类型为文本文件的情况

图3 三参数，0，1计分，输出文件类型为文本文件的情况

2.2 项目模拟部分的设计

当用户设置好模拟数据的各个参数后，即可单击“确定”按钮，在一切正常的情况下，在软件安装目录下的output文件下，即可找到两个文件，一个是项目数据文件，项目数据文件是分三列的，其中第一列数据是项目区分度值，第二列数据是项目难度值，第三列是项目猜测度值;另一个文件是数据模拟的相关统计信息，主要包括用户所设置的参数信息(项目个数，参数类型，计分类型，最高等级，区分度区间，难度区间，猜测度区间，输出文件类型，区分度、难度和猜测度的分布等)，程序运行的时间.下面给出模拟难度参数的代码，其它的代码可以按照类似的方式写出.

图4 三参数，多级计分，且最高等级为6，输出文件类型为Excel表格的情况

上文给出的代码对应的是单参数模型(项目只有一个参数:即难度参数)，对于更复杂的模型，如三参数模型，每个项目可以有三个参数，分别是区分度、难度和猜测度.三参数的项目模拟生成数据，如图5所示.

3 结论和展望

通过项目参数模拟软件的开发过程，可以看出，在E-clipse平台中结合WindowBuilder来开发界面友好的教育测量通用软件是可行的，并且研究者们可以将各自开发的功能共享，最好以开源的形式公布细节.这样，国产的教育测量通用软件可能很快就会在大家的努力下面世.我国在心理和教育测量领域跟随别人的时间太长了，可能将我们自己的一些有特色的好东西丢失了，开发适合我国国情的通用教育测量软件可以将我们本来的一些东西找回来，以促进我国教育和心理测量更快更好的发展.

图5 模拟的三参数项目生成数据(每一行的3个值对应了该项目的区分度、难度和猜测度)

［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，余志伟，王朝坤，等.Java程序混淆技术综述［J］.计算机学报，2011，(9):1578－1588.

［3］陈立民，唐宁九.Java图形界面开发探索［J］.西南民族大学学报(自然科学版)，2006，(2):405 －409.

［4］朱彬，杨大全，邴静，等.用Swing组件开发图形界面中的Java多线程计算［J］.沈阳工业大学学报，2003，(4):317－319.

［5］王薇，杨丽萍.Java和Matlab混合编程及其应用［J］.长春大学学报，2012，(10):1186 －1189.

［6］田苗苗.基于面向对象技术的软件开发方法［J］.吉林师范大学学报(自然科学版)，2004，(2):97 －99.

［7］漆书青，戴海崎，丁树良.现代教育与心理测量学原理［M］.北京:高等教育出版社，2002.

［8］罗照盛.项目反应理论基础［M］.北京:北京师范大学出版社，2012.

［9］丁树良，罗芬，涂冬波.项目反应理论新进展专题研究［M］.北京:北京师范大学出版社，2012.

［10］涂冬波，蔡艳，丁树良.认知诊断理论、方法与应用［M］.北京:北京师范大学出版社，2012.