基于教學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的防作弊功能的研究

王崢嶸

（昆明幼兒師范高等專科學(xué)校，云南 昆明 650212）

0 引 言

當(dāng)前國(guó)內(nèi)高職院校在組織校內(nèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)考試時(shí)，采用的形式分為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試和傳統(tǒng)考試。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)與傳統(tǒng)考試在本質(zhì)上是有區(qū)別的，其中最大的區(qū)別就在于考場(chǎng)教室和人員。傳統(tǒng)考試的三要素是考場(chǎng)、考生和監(jiān)考，傳統(tǒng)考試組織一場(chǎng)考試，需要提前安排符合考試要求的考試場(chǎng)地，所有的考生都得在指定時(shí)間到達(dá)指定地點(diǎn)，必須按時(shí)參加考試。為了防止考生作弊，監(jiān)考工作是重中之重的內(nèi)容。這樣一場(chǎng)考試下來(lái)消耗的人力物力非常巨大，對(duì)于考試的組織者是一種考驗(yàn)。對(duì)于學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試來(lái)說(shuō)，最明顯的優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)⒖荚嚾肆ξ锪刂圃谧钚》秶荚嚨慕M織者提前設(shè)定好考卷的相關(guān)信息，所有的題目都被保存在校園網(wǎng)服務(wù)器上?？忌灰谥付ǖ臅r(shí)間登錄系統(tǒng)，就可以參與考試。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)可以及時(shí)判斷課程教學(xué)的效果，了解學(xué)生掌握知識(shí)的具體情況。

通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試獲取學(xué)生回答問(wèn)題的內(nèi)容，快速了解學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容是否掌握，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)測(cè)試可以增強(qiáng)教學(xué)效果，開(kāi)發(fā)適合班級(jí)教學(xué)使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是提高教學(xué)趣味性和教學(xué)效果的方法。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，目前通過(guò)使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，可以解決大班級(jí)教學(xué)時(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的檢查任務(wù)繁重的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，幫助老師節(jié)約了出題、閱卷的工作量，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，課任教師可以快速全面了解上大課時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)可以提高組織考試的效率，改變傳統(tǒng)出卷方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)無(wú)紙化考試、自動(dòng)收卷、自動(dòng)閱卷和計(jì)算機(jī)分析試卷等，拋棄過(guò)去人工組織考試時(shí)反復(fù)出現(xiàn)的漏題、批改試卷出錯(cuò)、卷子丟失等問(wèn)題。隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)考試系統(tǒng)得到了國(guó)內(nèi)許多高職院校的廣泛使用，雖然計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)給學(xué)校教學(xué)帶來(lái)了組卷快、成本低、效率高等便捷之處，但是部門學(xué)校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)沒(méi)有解決好教學(xué)測(cè)試系統(tǒng)防作弊功能的問(wèn)題，學(xué)校教師對(duì)利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)開(kāi)展考試在公平性和考試成績(jī)的真實(shí)性心存疑惑，所以研究網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)考試系統(tǒng)的考試防作弊功能，能夠很好地保證考試系統(tǒng)的公平性和嚴(yán)肅性，對(duì)于在學(xué)校內(nèi)推廣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的深入應(yīng)用是有幫助的。

昆明幼兒師范高等專科學(xué)校是云南的一所著名學(xué)校，培養(yǎng)以學(xué)前教育為主，涵蓋了早期教育、藝術(shù)、美術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理等領(lǐng)域的人才，在人才培養(yǎng)中堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、科學(xué)化。學(xué)?，F(xiàn)代教育技術(shù)和信息中心的老師利用所學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)知識(shí)積極研發(fā)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，在研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的功能中防作弊功能是非常重要的，學(xué)校內(nèi)以班級(jí)作為教學(xué)單位的環(huán)境中，要讓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)能夠真正發(fā)揮公平考試的功能，一定要阻止學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行相關(guān)試題搜索的問(wèn)題，一定要解決學(xué)生利用計(jì)算機(jī)完成考試過(guò)程中觀看旁邊考生的計(jì)算機(jī)屏幕的問(wèn)題，為了提高學(xué)校班級(jí)考試和測(cè)試成績(jī)的準(zhǔn)確性和公平性，設(shè)計(jì)有效的防作弊功能是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中首先要解決的問(wèn)題。

1 學(xué)生考試系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)是根據(jù)用戶的需要展開(kāi)的，用戶需求的考試軟件應(yīng)用場(chǎng)景是學(xué)校教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)用環(huán)境是班級(jí)多媒體教學(xué)場(chǎng)景，采用B/S 架構(gòu)，讓整個(gè)校園網(wǎng)都可以訪問(wèn)考試軟件系統(tǒng)，學(xué)生只要用瀏覽器訪問(wèn)教師專門的電腦就可以參加測(cè)試。學(xué)生通過(guò)訪問(wèn)考試系統(tǒng)網(wǎng)站，向考試系統(tǒng)申請(qǐng)注冊(cè)用戶名和密碼，注冊(cè)成功后，用系統(tǒng)認(rèn)可的用戶名和密碼登錄考試系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)前考試系統(tǒng)提供的考試信息，根據(jù)考場(chǎng)場(chǎng)次，科目等信息選擇適合的考試場(chǎng)次，然后確認(rèn)選擇后進(jìn)入考場(chǎng)，打開(kāi)考試試卷，試卷設(shè)計(jì)在一個(gè)頁(yè)面內(nèi)，從上到下依次顯示的是：（1）考試時(shí)長(zhǎng)，不同的考試內(nèi)容，考試時(shí)間顯示是不同的。（2）時(shí)鐘，顯示當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的北京時(shí)間。（3）剩余時(shí)間，顯示考試還剩多少時(shí)間。（4）顯示單選題內(nèi)容和答題的按鈕。（5）顯示多選題內(nèi)容和答題的按鈕。（6）顯示判斷題內(nèi)容和答題按鈕。（7）顯示填空題和填空題答題框。軟件系統(tǒng)的答題界面如圖1所示。

圖1 考試軟件工作界面

2 學(xué)生考試系統(tǒng)防作弊

學(xué)校教學(xué)測(cè)試系統(tǒng)要使用計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備來(lái)完成，學(xué)校一般使用機(jī)房里的計(jì)算機(jī)來(lái)組織學(xué)生開(kāi)展無(wú)紙化考試，因?yàn)橛?jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是一個(gè)多用戶、多任務(wù)并發(fā)應(yīng)用程序，計(jì)算機(jī)可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)窗口，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序，包括瀏覽器這類應(yīng)用軟件，同樣可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)瀏覽器地址，如果通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)開(kāi)展無(wú)紙化考試，采用B/S 架構(gòu)，必須克服操作系統(tǒng)和瀏覽器軟件支持的多任務(wù)功能，如果不能克服計(jì)算機(jī)普遍具備的多任務(wù)功能，那么使用這種計(jì)算機(jī)來(lái)組織班級(jí)學(xué)生進(jìn)行考試，學(xué)生在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行答題時(shí)，會(huì)通過(guò)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)提供的多任務(wù)功能在不停止考試軟件的同時(shí)，打開(kāi)計(jì)算機(jī)上其他的工具軟件，通過(guò)使用計(jì)算機(jī)上其他程序來(lái)查找與考試有并的內(nèi)容和答案，或者通過(guò)瀏覽器同時(shí)打開(kāi)另外一個(gè)搜索網(wǎng)站搜索考試窗口里的題目，這是考試中監(jiān)考不容易發(fā)現(xiàn)的。

通過(guò)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)使用計(jì)算機(jī)考試，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的屏幕一般17 英寸以上，在機(jī)房里考試時(shí)相鄰的考生可以很方便地互相觀看彼此計(jì)算機(jī)屏幕上的內(nèi)容。

針對(duì)使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)在考試中可能會(huì)出現(xiàn)的這兩種情況，考試軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用如下方式進(jìn)行程序功能開(kāi)發(fā)。

2.1 機(jī)考中利用瀏覽器失焦事件管理考試系統(tǒng)頁(yè)面

使用機(jī)房里的計(jì)算機(jī)來(lái)組織考試的考試系統(tǒng)可以研究如何破壞考試時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多任務(wù)功能的正常執(zhí)行來(lái)作為無(wú)紙化考試系統(tǒng)的防作弊功能，于是考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)出了考試系統(tǒng)頁(yè)面不允許切出，同時(shí)不能在瀏覽器內(nèi)換頁(yè)面的功能，一旦出現(xiàn)這種情況就中斷與服務(wù)器的連接，考生只能重新打開(kāi)瀏覽器重新登錄服務(wù)器，系統(tǒng)再次隨機(jī)抽取試題內(nèi)容，同時(shí)考試時(shí)間仍然還按照首次開(kāi)始考試時(shí)登記的時(shí)間繼續(xù)記時(shí)，只要達(dá)到考試規(guī)定的時(shí)長(zhǎng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)交卷，完成本次考試活動(dòng)。這樣如果考生在考試過(guò)程中切換當(dāng)前考試內(nèi)容，考試的瀏覽器就斷開(kāi)與服務(wù)的聯(lián)系，考生前面做的內(nèi)容不能找回，只能重新抽題來(lái)開(kāi)始答題，并且考試時(shí)間在此過(guò)程中不會(huì)停止。如圖2、圖3所示。

圖2 系統(tǒng)切出前正常使用

圖3 系統(tǒng)切出后考試內(nèi)容全部斷開(kāi)

經(jīng)過(guò)在學(xué)校機(jī)房組織以班級(jí)為單位來(lái)開(kāi)展知識(shí)內(nèi)容的檢測(cè)，如果考試測(cè)試系統(tǒng)沒(méi)有防作弊的考慮，使用這樣的考試測(cè)試軟件，學(xué)生們運(yùn)用掌握的計(jì)算機(jī)知識(shí)，用切屏方法使用其他窗口來(lái)運(yùn)行查詢軟件，組織學(xué)生開(kāi)展知識(shí)內(nèi)容測(cè)試的效果不好。經(jīng)過(guò)使用上述瀏覽器失焦事件想辦法打亂計(jì)算機(jī)多任務(wù)操作的正常實(shí)現(xiàn)，同時(shí)增加自動(dòng)斷開(kāi)與考試服務(wù)器的連接，使考試窗口出現(xiàn)錯(cuò)誤提示的方法，實(shí)現(xiàn)了如果考生想通過(guò)計(jì)算機(jī)里的其他程序來(lái)查找“不會(huì)做”的題目，一切換到其他窗口，考試系統(tǒng)一方面利用失焦事件對(duì)考試產(chǎn)生控制，當(dāng)考生重新切換為考試系統(tǒng)所在的窗口時(shí)，考試系統(tǒng)所在窗口已經(jīng)中斷與服務(wù)器端的聯(lián)系，考生只能重新通過(guò)考試服務(wù)器所在地址登錄，可以再次進(jìn)入考試系統(tǒng)進(jìn)行考試，并且前面考試的內(nèi)容已經(jīng)不在，這樣考生就不會(huì)在考試過(guò)程中隨便切換當(dāng)前考試頁(yè)面。

2.2 每一次考試前實(shí)現(xiàn)隨機(jī)抽題

無(wú)紙化考試在學(xué)校教學(xué)班級(jí)中使用時(shí)要使用計(jì)算機(jī)機(jī)房開(kāi)展，學(xué)校計(jì)算機(jī)機(jī)房布置普遍采用計(jì)算機(jī)同向放置，保持同間距，計(jì)算機(jī)排列整齊的方式。在機(jī)房里組織學(xué)生考試，為了防止相鄰?fù)瑢W(xué)之間互相看對(duì)方的屏幕，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了隨機(jī)抽題的功能，進(jìn)入考試系統(tǒng)后，考生考試前都會(huì)隨機(jī)抽題然后顯示在屏幕上，這樣考生會(huì)看到不同的人抽到的題目?jī)?nèi)容是不同的，隨機(jī)抽題算法是確保網(wǎng)上考試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其主要功能的基礎(chǔ)性保障。如圖4、圖5所示，在同一場(chǎng)考試中，考生“趙一”和考生“王崢嶸”抽到的題目?jī)?nèi)容是不同的。

圖4 考生“趙一”抽到的題目?jī)?nèi)容

圖5 考生“王崢嶸”抽到的題目?jī)?nèi)容

目前隨機(jī)抽題是在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，隨機(jī)抽題存在的問(wèn)題是考試系統(tǒng)使用隨機(jī)抽題設(shè)計(jì)，如果隨機(jī)抽題算法需要遍歷數(shù)據(jù)，那么會(huì)降低考試系統(tǒng)的執(zhí)行效率，必須認(rèn)真研究合適的編程方法。采用隨機(jī)抽題保障了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的公平性，通過(guò)研究可靠的隨機(jī)抽題功能，克服在班級(jí)教學(xué)環(huán)境中，多人同時(shí)考試環(huán)境下，因?yàn)轭}目?jī)?nèi)容一樣而出現(xiàn)考生之間互相抄襲，互相提醒，偷看別人試卷的情況。

3 結(jié) 論

昆明幼兒師范高等?？茖W(xué)?，F(xiàn)代信息技術(shù)和信息中心開(kāi)發(fā)的學(xué)校無(wú)紙化考試系統(tǒng)現(xiàn)在正處于起步階段，現(xiàn)在還有許多功能沒(méi)有全部完成，但針對(duì)班級(jí)場(chǎng)景中考試防作弊的功能的設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，防作弊功能首先實(shí)現(xiàn)切屏作弊檢測(cè)，就是檢驗(yàn)自身是否保持“焦點(diǎn)頁(yè)面”的狀態(tài)，檢驗(yàn)當(dāng)前正在被用戶使用的那個(gè)頁(yè)面。如果在線考試系統(tǒng)在某一時(shí)刻丟失了“焦點(diǎn)頁(yè)面”狀態(tài)，系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)為考生執(zhí)行了切屏操作，從而觸發(fā)考試系統(tǒng)自動(dòng)中斷與服務(wù)器的連接。防作弊功能其次實(shí)現(xiàn)隨機(jī)抽題，隨機(jī)抽題的好處是，比如考試前準(zhǔn)備了100 道題的題庫(kù)，考試中每次從其中隨機(jī)選出20 道來(lái)組成一套測(cè)試題，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)處理，實(shí)現(xiàn)每個(gè)人抽到的題目不相同，所以隨機(jī)抽題是學(xué)校在線考試系統(tǒng)中的核心部分，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試的防作弊功能通過(guò)采用隨機(jī)抽題方法實(shí)現(xiàn)相鄰學(xué)生無(wú)法互相作弊的功能，經(jīng)過(guò)考試軟件測(cè)試證實(shí)可以解決班級(jí)教學(xué)中考試防作弊問(wèn)題，下一步系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員會(huì)根據(jù)學(xué)?？荚囅到y(tǒng)使用的情景和環(huán)境，解決其他問(wèn)題，讓學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)成為簡(jiǎn)單、易用、有效的教學(xué)考試系統(tǒng)，在整個(gè)考試的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的多種防作弊措施保障了考試的公平和公正。