基于網(wǎng)絡(luò)的英語聽說機(jī)考方案設(shè)計(jì)及比較分析

姜樹昕 張 鵬

基于網(wǎng)絡(luò)的英語聽說機(jī)考方案設(shè)計(jì)及比較分析

姜樹昕 張 鵬

本文從英語聽說機(jī)考的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證出發(fā)，在充分考慮安全保密、全局控制和方便實(shí)施等幾個(gè)方面因素的要求下，設(shè)計(jì)了基于網(wǎng)絡(luò)的英語聽說機(jī)考方案，并與其他相似的機(jī)考項(xiàng)目進(jìn)行比較分析?；诰W(wǎng)絡(luò)的聽說機(jī)考系統(tǒng)既可以確保涉密數(shù)據(jù)安全，又可以實(shí)現(xiàn)快速部署和全局安全監(jiān)控，適合大規(guī)模、高利害性考試的應(yīng)用，同時(shí)為將來實(shí)現(xiàn)在線考試和計(jì)算機(jī)智能評卷奠定基礎(chǔ)。

計(jì)算機(jī)輔助考試；聽說機(jī)考；計(jì)算機(jī)智能評分

聽力考試是英語考試中的重要組成部分，不管是在選拔性考試中，還是在水平性考試中，聽力考試都是考生通過收聽錄音選擇或記錄正確答案。錄音一般通過校園廣播或考場內(nèi)的錄音機(jī)播放，錄音播放過程中容易受外界環(huán)境干擾，比如雷鳴、噪音、無線電干擾和斷電等因素，一方面影響考生作答，另一方面給組考工作帶來了很大的壓力。近些年來，英語口語考試受到了越來越多的重視，現(xiàn)行的考試形式是由考官和考生面對面進(jìn)行考試，由考官提問，并根據(jù)考生的作答情況進(jìn)行評分。這種考試比較方便組考，但也存在一些問題，一是大規(guī)模考試對考官的需求量大；二是考官在考試過程中工作量比較大，要求整個(gè)考試過程始終保持高度注意力，確保整個(gè)考試過程中尺度把握一致；三是要求全部考官對考試要求把握一致，確?？荚嚬健?/p>

計(jì)算機(jī)輔助考試（Computer-assisted Testing），是指利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為輔助手段，對考生進(jìn)行施測和評價(jià)的考試，一般簡稱機(jī)考。目前，在英語類考試和計(jì)算機(jī)類考試項(xiàng)目中應(yīng)用較多，如北京英語口語證書考試（BOEC）、全國計(jì)算機(jī)等級考試（NCRE）、托福網(wǎng)考（TOEFL iBT）等。機(jī)考為英語聽力和口語考試（簡稱“聽說考試”）提供了全新的考試方式。將聽力和口語考試合一，可以有效解決聽力考試播音效果受環(huán)境影響、口語考試評分尺度一致性等問題。英語聽說計(jì)算機(jī)輔助考試（簡稱“聽說機(jī)考”）采用考生與計(jì)算機(jī)對話的形式進(jìn)行考試，考試之前將電子版試題安裝到計(jì)算機(jī)中，考生通過耳機(jī)收聽考試指令和試題內(nèi)容，按要求通過計(jì)算機(jī)選擇答案，或通過語音回答問題，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行錄音?？荚嚱Y(jié)束后，選擇題由計(jì)算機(jī)自動評閱，考生用語音回答的問題由評閱人員通過收聽語音進(jìn)行評閱，評閱人員經(jīng)過統(tǒng)一培訓(xùn)，可以很好地把握評閱尺度，通過雙評（一份答案由兩名評閱人員背靠背評閱）可以確保評閱的準(zhǔn)確性和一致性。

隨著國家高考改革意見的實(shí)施，英語聽說機(jī)考工作進(jìn)入研究和試驗(yàn)階段。根據(jù)前一段時(shí)間的試測實(shí)踐和各種研究工作的開展，本文從安全保密、全局控制和方便實(shí)施三個(gè)方面出發(fā)，設(shè)計(jì)了基于網(wǎng)絡(luò)的英語聽說機(jī)考方案，與其他相似的機(jī)考項(xiàng)目進(jìn)行比較分析，就其可行性和可靠性設(shè)計(jì)了本方案。

1 英語聽說機(jī)考系統(tǒng)組成

聽說機(jī)考是基于計(jì)算機(jī)輔助的考試，所有考試數(shù)據(jù)均實(shí)現(xiàn)電子化，機(jī)考系統(tǒng)主要由制卷系統(tǒng)、考務(wù)系統(tǒng)、考試系統(tǒng)和評閱系統(tǒng)組成。

1.1 制卷系統(tǒng)

機(jī)考的制卷系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)紙筆考試的命題、排版、印刷過程，機(jī)考制卷系統(tǒng)將考試指令和試題信息進(jìn)行先期錄音，同時(shí)將文字、圖像進(jìn)行整理，按統(tǒng)一的格式導(dǎo)入到制卷系統(tǒng)中。制卷系統(tǒng)將以上信息進(jìn)行編排，同時(shí)加入考試時(shí)間信息等，導(dǎo)出電子版的試卷，進(jìn)行加密，供考試時(shí)使用。

1.2 考務(wù)系統(tǒng)

考務(wù)系統(tǒng)主要完成考生信息采集、考場信息采集、考場編排和準(zhǔn)考證生成，考務(wù)系統(tǒng)提供考試數(shù)據(jù)，供考試時(shí)使用。

1.3 考試系統(tǒng)

考試系統(tǒng)由考試服務(wù)器（每個(gè)考場一臺）和考試機(jī)（每個(gè)考場30～60臺）組成?？荚嚪?wù)器裝載試卷和考試信息，并對試卷進(jìn)行解密和分發(fā)。考試機(jī)同考試服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行考生信息驗(yàn)證，接收服務(wù)器分發(fā)的試卷，為考生提供考試服務(wù)?？忌淖鞔鹦畔ⅲㄟx擇題結(jié)果和口語錄音）由考試機(jī)進(jìn)行收集并提交給考試服務(wù)器，考試結(jié)束后，考試服務(wù)器對收集到的考試數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)無誤后，本場考試結(jié)束，可以進(jìn)行一下場次考試。

1.4 評閱系統(tǒng)

評閱系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)輔助評閱（簡稱“機(jī)評”），客觀題（選擇題）由計(jì)算機(jī)自動評閱。主觀題由閱卷服務(wù)器將同一試題同時(shí)發(fā)給兩名評閱人進(jìn)行評閱。當(dāng)兩評之間的分?jǐn)?shù)差異小于事先設(shè)定的閾值時(shí)，取其平均值，當(dāng)兩評之間的分?jǐn)?shù)差異大于等于事先設(shè)定的閾值時(shí)，將引入第三評。隨著計(jì)算機(jī)智能語音識別技術(shù)的不斷提高，對于特定的口語試題（如朗讀、跟讀和簡答題等）可以采用計(jì)算機(jī)智能評閱，其評閱的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性可以達(dá)到甚至超過人工評閱水平。

2 基于網(wǎng)絡(luò)的英語聽說機(jī)考方案

英語聽說考試的安全性和公平性受到全社會的關(guān)注。經(jīng)過前期英語聽說機(jī)考的研究、實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證工作，積累大量的經(jīng)驗(yàn)。英語聽說機(jī)考可以規(guī)避傳統(tǒng)考試的組考風(fēng)險(xiǎn)，確?？荚嚬?，便于大規(guī)模實(shí)施，但在考試安全方面提出了更高的要求。結(jié)合其它類似考試的機(jī)考設(shè)計(jì)，從安全保密、確保公平、考場建設(shè)、考前部署、考試控制、異常處理、數(shù)據(jù)回收等幾個(gè)方面出發(fā)，設(shè)計(jì)了基于網(wǎng)絡(luò)的英語聽說機(jī)考方案（如圖1所示）。方案的核心是將涉密材料（試卷、考試結(jié)果）以光盤或移動硬盤作為存儲介質(zhì)，按傳統(tǒng)試卷的管理方式下發(fā)、保管和回收；考試管理、考試控制、全局監(jiān)控和異常處理等工作通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)施?？荚囅到y(tǒng)由中心服務(wù)器、考場服務(wù)器和考試機(jī)及相應(yīng)的管理軟件組成。

2.1 主服務(wù)器

主服務(wù)器安放在省級考試單位的機(jī)房，承擔(dān)著監(jiān)控考試機(jī)調(diào)試信息監(jiān)控、考試數(shù)據(jù)下發(fā)、考試啟動、考試過程調(diào)度、考試過程監(jiān)控、異常情況處理和考試數(shù)據(jù)回收等工作。通過主服務(wù)器，可以監(jiān)控整個(gè)考試的全過程，包括考試之前考場服務(wù)器和考試機(jī)的調(diào)試情況，試卷的裝載情況，考生登錄和缺考情況，考試過程中的考試機(jī)和考場服務(wù)器的斷電、死機(jī)和斷網(wǎng)現(xiàn)象，考試過程中的耳機(jī)連接情況，考場服務(wù)器的數(shù)據(jù)回收情況等。

圖1 基于網(wǎng)絡(luò)的英語聽說機(jī)考方案

2.2 考場服務(wù)器

每個(gè)考場均配置考場服務(wù)器一臺、備用服務(wù)器一臺。每臺服務(wù)器中安裝兩塊網(wǎng)卡，一塊網(wǎng)卡與公網(wǎng)相連，用于與主服務(wù)器之間的通信，另一塊網(wǎng)卡通過局域網(wǎng)與考試機(jī)相連，兩塊網(wǎng)卡之間的通信由考試程序進(jìn)行調(diào)度，以確保信息安全。考試系統(tǒng)為專門開發(fā)的軟件，一方面與主服務(wù)器通過公共網(wǎng)絡(luò)形成服務(wù)器-客戶端的工作模式，另一方面與考試機(jī)通過局域網(wǎng)也形成服務(wù)器-客戶端的工作模式?？紙龇?wù)器在考試過程的主要作用包括考生信息下載、試卷數(shù)據(jù)裝載，考試指令的接收和下達(dá)，考試信息的收集和上傳，考試狀態(tài)的收集和上傳，考試數(shù)據(jù)的收集匯總等。

2.3 考試機(jī)

考試機(jī)通過局域網(wǎng)絡(luò)與考場服務(wù)器連接，考生通過考試機(jī)登錄考試系統(tǒng)后，考試系統(tǒng)從考場服務(wù)器讀取加密的試卷信息，解密后存入考試機(jī)內(nèi)存中（不是硬盤中）供考試使用?？荚嚱Y(jié)果加密上傳考場服務(wù)器，同時(shí)在考試機(jī)硬盤特殊位置中備份一份考試結(jié)果。這樣的設(shè)計(jì)可以確保在考試機(jī)與考場服務(wù)器、考場服務(wù)器與主服務(wù)器斷網(wǎng)的情況下考試可以正常進(jìn)行，數(shù)據(jù)可以正常收集。

2.4考試系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的部署

考試系統(tǒng)為單獨(dú)開發(fā)的軟件，需要在考場服務(wù)器中安裝，正確配置訪問地址后可以與主服務(wù)器連接，主服務(wù)器端可以監(jiān)控到考場服務(wù)器的連接狀態(tài)。考試機(jī)從考場服務(wù)器中下載考試軟件進(jìn)行安裝，安裝完成后要對考試環(huán)境和耳麥的狀態(tài)進(jìn)行檢測，檢測信息通過考場服務(wù)器上傳到主服務(wù)器，檢測沒有通過的考試機(jī)要重新進(jìn)行調(diào)試，直到通過為止。考試前啟動考試服務(wù)，將考生信息和試卷數(shù)據(jù)裝入考場服務(wù)器，并進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)信息會發(fā)送到主服務(wù)器?？忌卿浛荚嚈C(jī)后調(diào)整耳麥音量，確認(rèn)考試準(zhǔn)備完成，考場服務(wù)器根據(jù)主服務(wù)器的時(shí)間安排，下達(dá)開始考試指令，并將考生狀態(tài)、耳麥狀態(tài)和缺考信息等上傳主服務(wù)器?？荚囘^程中，考試狀態(tài)信息可以通過考場服務(wù)器和主服務(wù)器查詢。考試結(jié)束后，考場服務(wù)器匯總考生作答信息，可以導(dǎo)出到移動硬盤中存儲，直到全部考試結(jié)束后，匯總數(shù)據(jù)報(bào)區(qū)縣級考試中心。

2.5 異常情況處理

機(jī)考的異常情況主要分為兩種：一種是設(shè)備故障，包括耳麥無聲、與考試機(jī)斷開，考試機(jī)死機(jī)、斷電，考場服務(wù)器死機(jī)、斷電；另一種是網(wǎng)絡(luò)故障，包括考場服務(wù)器與主服務(wù)器間的網(wǎng)絡(luò)故障，考試機(jī)與考場服務(wù)器間的網(wǎng)絡(luò)故障。出現(xiàn)耳麥無聲、與考試機(jī)斷開，考試機(jī)死機(jī)、斷電情況，主服務(wù)器會收到故障信息，考生終止考試。通過考場服務(wù)器的管理系統(tǒng)將考生安排到下一場次考試，此信息會同步到主服務(wù)器。出現(xiàn)考場服務(wù)器死機(jī)、斷電時(shí)，不影響正在考試的考生，能夠在考試結(jié)束前正常啟動考場服務(wù)器或啟用備用服務(wù)器，不影響考試過程和結(jié)果。如果考試結(jié)束前無法啟動服務(wù)器，將采用手動收集考試結(jié)果，主服務(wù)器將記錄這一過程，下一場考試使用新的服務(wù)器。當(dāng)考場服務(wù)器與主服務(wù)器之間出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，不影響考試過程和考試數(shù)據(jù)回收，但主服務(wù)器無法收集考試狀態(tài)信息。出現(xiàn)考試機(jī)與考場服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，不影響正在進(jìn)行的考試，故障信息將上傳到主服務(wù)器，考試結(jié)束后需要手動收集考試機(jī)信息，下一場次考試開始前需要修復(fù)網(wǎng)絡(luò)故障，如無法修復(fù)，則需要啟動備用考場。

3 幾種機(jī)考的對比分析

計(jì)算機(jī)輔助考試經(jīng)歷了從單機(jī)考試到局域網(wǎng)考試再到基于因特網(wǎng)考試的過程。在基于網(wǎng)絡(luò)的聽說機(jī)考系統(tǒng)應(yīng)用過程中，需要重點(diǎn)考慮的一是數(shù)據(jù)的安全性，二是考試系統(tǒng)部署的方便性和快捷性，三是出現(xiàn)軟硬件異常時(shí)處理的有效性并盡量減少對考試的影響，四是主服務(wù)器對考試異常響應(yīng)的及時(shí)性和解決異常的有效性等問題。如前文所述，通過網(wǎng)上和網(wǎng)下兩套數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，可以確保數(shù)據(jù)安全?？紙龇?wù)器安裝考試管理系統(tǒng)，下發(fā)考試系統(tǒng)到考試機(jī)中，便于考試機(jī)安裝調(diào)試。

北京英語證書考試（BOEC）采用的是單機(jī)考試方式，全國計(jì)算機(jī)等級考試（NCRE）采用的是局域網(wǎng)的考試方式，托?？荚嚕═OEFL iBT）采用的是基于因特網(wǎng)的考試方式。通過比較可知，單機(jī)考試如BOEC風(fēng)險(xiǎn)最小，但沒有監(jiān)控且不適合特別大規(guī)模和高利害性考試；局域網(wǎng)機(jī)考如NCRE風(fēng)險(xiǎn)次之，沒有全局監(jiān)控，可以適應(yīng)大規(guī)?？荚嚕换谝蛱鼐W(wǎng)的機(jī)考如TOEFL iBT可以實(shí)現(xiàn)全局監(jiān)控，但需要處理好涉密材料的管理工作。本文設(shè)計(jì)的基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)考系統(tǒng)綜合了以上幾種考試的優(yōu)點(diǎn)。

4 聽說機(jī)考發(fā)展方向

隨著信息技術(shù)和管理手段的不斷提高，完全基于網(wǎng)絡(luò)的在線式聽說機(jī)考和計(jì)算機(jī)智能評閱將是此項(xiàng)考試的長遠(yuǎn)發(fā)展方向。

4.1 完全基于網(wǎng)絡(luò)的在線式聽說機(jī)考

完全基于網(wǎng)絡(luò)的在線式聽說機(jī)考是以題庫系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)考試信息全部網(wǎng)絡(luò)化傳輸。一方面減少了試卷和考試數(shù)據(jù)以光盤或移動硬盤為介質(zhì)的導(dǎo)出、傳遞和導(dǎo)入過程，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。考試數(shù)據(jù)和考試狀態(tài)信息完全通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，通過使用教育信息網(wǎng)或虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN），可以確保網(wǎng)絡(luò)信息安全；另一方面，題庫的使用會減少命題工作壓力，推進(jìn)常態(tài)化考試的開展，減少單次組考壓力。

4.2 計(jì)算機(jī)智能評閱

在筆者參加的英語聽說機(jī)考試測過程中，對計(jì)算機(jī)智能評閱也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，計(jì)算機(jī)智能評閱系統(tǒng)對于部分題型（如英語朗讀題、跟讀題和簡答題）評閱的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性達(dá)到甚至超過人工評閱，其評閱效率和速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人工評閱。

總之，英語聽說考試是考試改革中的重要方向，而計(jì)算機(jī)輔助又是一種有效的考試組織手段?；诰W(wǎng)絡(luò)的英語聽說機(jī)考系統(tǒng)既可以確保涉密數(shù)據(jù)安全，又可以實(shí)現(xiàn)快速部署和全局監(jiān)控，適合大規(guī)模、高利害性考試的應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)安全水平的提高和題庫的合理使用，可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的在線式考試。

Plan Design and Comparative Analysis on English Listening and Speaking Test Based on Computer and Network

JIANG Shuxin&ZHANG Peng

To experiment with and verify the computer-based listening and speaking test,after fully considering issues of test security and overall control of test administration and comparing with other similar computer-based tests,this article makes a plan for the internet-based English listening and speaking test.Ensuring data security, quick deployment and overall security monitoring,the internet-based English listening and speaking test is applicable for large-scale and high-stakes use and lays a solid foundation for online testing and automated scoring, which are possible in the future.

Computer-assisted Testing;Listening and Speaking Test;Computer Automated Scoring

G405

A

1005-8427（2016）05-0022-5

姜樹昕，男，北京教育考試院（北京 100083）

張 鵬，男，北京教育考試院（北京 100083）