本發(fā)明涉及課堂教學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種基于MQTT協(xié)議的移動(dòng)端試題分發(fā)與作答的方法。

背景技術(shù)：

隨著移動(dòng)端以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，學(xué)校課堂的數(shù)字化隨之普及，相對于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在課堂上使用移動(dòng)端作為教學(xué)工具，能夠大大提高許多教學(xué)環(huán)節(jié)的效率，其中非常具有代表性的就是試題分發(fā)與作答環(huán)節(jié)。教師只需要在移動(dòng)端上設(shè)置好題目，分發(fā)給學(xué)生，學(xué)生即可即時(shí)作答，把結(jié)果回饋給老師，并記錄下答題結(jié)，供分析和統(tǒng)計(jì)。

目前這只是一種人們所期望達(dá)到的理想狀態(tài)，在實(shí)際應(yīng)用中并沒有一種很成熟的做法來滿足人們的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于MQTT協(xié)議的移動(dòng)端試題分發(fā)與作答的方法。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于MQTT協(xié)議的移動(dòng)端試題分發(fā)與作答的方法，包括以下步驟：

S1、教師登錄移動(dòng)端中的教師端應(yīng)用，登錄MQTT服務(wù)器，并使用MQTT協(xié)議封裝庫，訂閱“全體學(xué)生”主題；

S2、學(xué)生登錄移動(dòng)端中的學(xué)生端應(yīng)用，登錄MQTT服務(wù)器，使用MQTT協(xié)議封裝庫，訂閱“教師”主題；

S3、教師選擇題目，將題目信息封裝為JSON格式，將JSON文本發(fā)布至“全體學(xué)生”主題(即發(fā)布給所有學(xué)生)，同時(shí)將分發(fā)試題環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(包括主題者，出題內(nèi)容，出題時(shí)間等數(shù)據(jù))，以xAPI標(biāo)準(zhǔn)格式上傳至數(shù)據(jù)采集服務(wù)器；

S4、學(xué)生接收到JSON格式的題目后，進(jìn)行解析，還原為原題目，展現(xiàn)至學(xué)生端界面，供學(xué)生回答；

S5、學(xué)生回答完畢后，一方面將結(jié)果信息封裝為JSON格式發(fā)布至“教師”主題(即反饋給老師)，另一方面將作答環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(包括回答者，回答結(jié)果，作答時(shí)長等數(shù)據(jù))以xAPI標(biāo)準(zhǔn)格式上傳至數(shù)據(jù)采集服務(wù)器；

S6、教師端收到學(xué)生的作答結(jié)果的JSON文本后，進(jìn)行解析，還原為學(xué)生作答的結(jié)果，展現(xiàn)至教師端界面，供教師觀察學(xué)生作答情況，并進(jìn)行評分；

S7、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，以xAPI標(biāo)準(zhǔn)保存的所有數(shù)據(jù)，根據(jù)不同需求，開發(fā)各種接口，供學(xué)生端或教師端查看所有出題信息、作答信息、評分信息或者其他更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)。

步驟S1和S2中，所述登錄MQTT服務(wù)器，需使用MQTT在各移動(dòng)端的封裝庫，同時(shí)設(shè)置參數(shù)，所述參數(shù)包括服務(wù)器IP、端口號(hào)、用戶名、密碼、心跳時(shí)間、超時(shí)時(shí)間；登陸成功后，需建立后臺(tái)消息監(jiān)聽機(jī)制，等待響應(yīng)MQTT服務(wù)器送達(dá)的消息。

步驟S3中，所述題目有兩種生成方式：一種是使用Office相關(guān)插件或其他第三方試題編輯工具而生成的關(guān)于題目的文本數(shù)據(jù)，另外一種是使用移動(dòng)端截屏功能或者拍照功能所形成的圖片格式。

所述題目若是文本格式，將其直接封裝為JSON格式發(fā)送；所述題目若是圖片格式，則需另外搭建一個(gè)文件服務(wù)器，先將文件上傳至服務(wù)器，并獲得圖片在服務(wù)器的URL后，將URL封裝到JSON中發(fā)送。

所述文本數(shù)據(jù)的格式為XML或JSON。

步驟S4中，所述題目若為圖片格式，則需先根據(jù)收到的圖片URL，將圖片從文件服務(wù)器中下載下來。

步驟S5中，所述題目若為客觀題(包括判斷題，選擇題)直接在學(xué)生作答完畢以后，直接在學(xué)生端顯示作答結(jié)果；若學(xué)生作答結(jié)果為圖片格式，則需先將文件上傳至服務(wù)器，并獲得圖片在服務(wù)器的URL后，將URL封裝到JSON中發(fā)送。

所述教師端允許教師強(qiáng)制所有學(xué)生提交作答結(jié)果；同時(shí)若題目為客觀題則直接顯示已提交學(xué)生的作答結(jié)果和分?jǐn)?shù)；若為主觀題，則允許教師進(jìn)行即時(shí)評分，并把評分結(jié)果發(fā)送至響應(yīng)學(xué)生；最終無論主觀題還是客觀題，都需要把得分結(jié)果以xAPI標(biāo)準(zhǔn)格式上傳至服務(wù)器；同時(shí)，若學(xué)生作答的結(jié)果為圖片格式，則需先根據(jù)收到的圖片URL，將圖片從文件服務(wù)器中下載下來。

步驟S7中，所述數(shù)據(jù)采集服務(wù)器使用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(包括Redis、MongoDB)。

所述移動(dòng)端包括Android設(shè)備、WP設(shè)備或者iOS設(shè)備。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明所采用的MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)協(xié)議，是IBM所開發(fā)的一種基于發(fā)布/訂閱模型的即時(shí)通訊協(xié)議，該協(xié)議具有以下特點(diǎn)：

傳輸十分輕量，其固定頭部的長度只有兩個(gè)字節(jié)，相對更加省電，省流量。

本身支持一對多的發(fā)送模型。

其頭部的Qos字段，可以保證消息傳遞的次數(shù)，以及其Testament，Last Will特性可以通知客戶端的異常中斷，這都使其相對可靠。

由此可見，MQTT協(xié)議特別適合工作于設(shè)備數(shù)量較多，設(shè)備計(jì)算能力較低，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較不穩(wěn)定的一對多場景下。故使用該協(xié)議作為課堂中教師向?qū)W生分發(fā)試題的基礎(chǔ)協(xié)議是非常理想的。

2、xAPI(Experience API)是由美國“高級分布式學(xué)習(xí)”組織發(fā)布的針對教育大數(shù)據(jù)所制定的一系列的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)針對教育行業(yè)，旨在解決教育行業(yè)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)互操作性，數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)據(jù)服務(wù)擴(kuò)展等問題。本發(fā)明試題統(tǒng)計(jì)和分析部分中所有采集的數(shù)據(jù)，完全遵從xAPI標(biāo)準(zhǔn)。

3、由于使用MQTT協(xié)議作為通訊協(xié)議，本方案具有MQTT協(xié)議的所有優(yōu)點(diǎn)，例如節(jié)省流量，節(jié)省電量，簡單，易擴(kuò)展等。

4、使用xAPI標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)針對教育行業(yè)，解決了教育大數(shù)據(jù)的諸多問題，也便于與其他使用了該標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)快速對接。

5、支持多種試題格式，不僅支持以XML或JSON為格式的文本類試題，同時(shí)也支持圖片格式的試題。

6、后臺(tái)統(tǒng)計(jì)信息使用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，一方面，對于這類海量數(shù)據(jù)，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫執(zhí)行效率更高，而且便于使用Hadoop等進(jìn)行大數(shù)據(jù)計(jì)算。另一方面xAPI標(biāo)準(zhǔn)本身可以基于JSON，很適合使用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述一種基于MQTT協(xié)議的移動(dòng)端試題分發(fā)與作答的方法的流程圖。

圖2為實(shí)施圖1所述方法的硬件架構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1、2，一種基于MQTT協(xié)議的移動(dòng)端試題分發(fā)與作答的方法，包含以下步驟：

S1、教師端應(yīng)用登錄MQTT服務(wù)器，訂閱“教師”話題，并開始監(jiān)聽來自MQTT服務(wù)器的消息。

S2、學(xué)生端應(yīng)用登錄MQTT服務(wù)器，訂閱“全部學(xué)生”話題，并開始監(jiān)聽來自MQTT服務(wù)器的消息。

S3、若教師發(fā)送的試題為圖片格式，需首先將試題圖片上傳至文件服務(wù)器。否則跳至S5。

S4、教師端接收到圖片服務(wù)器返回的試題圖片的URL路徑。

S5、教師端以JSON格式將試題信息發(fā)布至“全部學(xué)生”話題。

S6、學(xué)生端收到JSON格式的試題，并進(jìn)行解析和試題展現(xiàn)。

S7、若教師端分發(fā)的試題為圖片格式，學(xué)生端則向文件服務(wù)器發(fā)起下載圖圖片請求。否則跳至S9。

S8、學(xué)生端接收到圖片服務(wù)器返回的試題圖片的URL路徑。

S9、學(xué)生作答。

S10、教師端將試題分發(fā)信息上傳至數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)器。

S11、若學(xué)生作答的結(jié)果為圖片格式，則上傳學(xué)生作答圖片至文件服務(wù)器，否則跳至S12。

S12、學(xué)生端收到圖片服務(wù)器返回的學(xué)生作答圖片的URL路徑。

S13、學(xué)生端將作答作答信息發(fā)布至“教師”話題。

S14、教師收到學(xué)生作答結(jié)果。

S15、若教師端收到的學(xué)生作答結(jié)果為圖片格式，則向文件服務(wù)器發(fā)起下載學(xué)生作答圖片圖片的請求，否則跳至S16。

S16、教師端收到圖片服務(wù)器返回的學(xué)生作答圖片的URL路徑。

S17、學(xué)生端將學(xué)生的作答信息上傳至數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)器。

S18、教師觀察學(xué)生作答結(jié)果，并評分。

S19、將教師評分信息上傳至數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)器。

S20、學(xué)生端向數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)器發(fā)起請求，查看各類統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

S21、學(xué)生端收到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后的結(jié)果。

S22、教師端向數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)器發(fā)起請求，查看各類統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

S23、教師端收到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后的結(jié)果。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。