基于過程管理的在線考試平臺研究與設(shè)計

嚴紅紅，劉力力

（中國科學技術(shù)大學，安徽 合肥 230026）

0 引 言

在線考試作為高校課程結(jié)果評價的方式已有數(shù)十年。隨著2020年新冠疫情對在線教學包括在線考試的催化作用，市面上在線考試系統(tǒng)的產(chǎn)品也越來越成熟，更加注重考試安全防范及考試公平公正的保障。

國內(nèi)在線考試系統(tǒng)主要分為兩類，一類是基于B/S架構(gòu)且內(nèi)嵌于學習管理系統(tǒng)的產(chǎn)品功能中。以C9 高校為說明，如北大教學網(wǎng)、Canvas 教學平臺、學在浙大2.0、e?learning、超星學習通等都具有在線考試的功能，也是疫情期間課程在線考試的主要形式。此外，市場主流的出國留學考試，如TOEFL、GRE、IELTS 等基于Web 的在線考試也多是基于B/S 架構(gòu)。另一類是基于C/S 結(jié)構(gòu)，主要應用場景包括高校基礎(chǔ)英語類課程、政史類課程、通識課程、MOOC 等考試。學生使用個人PC 或在計算機機房進行在線考試。

目前的在線考試系統(tǒng)繁多，功能趨于更加完備，但仍存在以下不足：

1）側(cè)重于考中環(huán)節(jié)?？忌綍r在線學習數(shù)據(jù)、小測驗數(shù)據(jù)、考試預約數(shù)據(jù)、考試信息核對環(huán)節(jié)、考試評估結(jié)果數(shù)據(jù)等與教學管理系統(tǒng)沒有形成完整的數(shù)據(jù)鏈條，數(shù)據(jù)不能完備地刻畫學生的學習及考試情況。

2）考生進場前的身份信息核對采用的基本是教師人工比對，出錯率高、效率較低。

1 基于過程管理的在線考試平臺設(shè)計

1.1 平臺整體架構(gòu)

本文系統(tǒng)由考試預約、考生信息識別、在線考試系統(tǒng)以及成績管理子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

考試預約以及成績管理模塊內(nèi)嵌于教學管理系統(tǒng)，使得教學數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)更加完備，有利于利用大數(shù)據(jù)手段對學生學習情況及教師教學情況進行分析。基于Windows 自帶的IIS 服務，采用ASP 結(jié)合SQL 數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)考試預約系統(tǒng)隨機生成座位號。

考生身份信息識別采用C#編程語言實現(xiàn)，硬件基于校園刷卡機和一卡通。系統(tǒng)通過比對課程庫內(nèi)學生照片、考試報名系統(tǒng)照片以及本人面部完成學生身份的基本驗證，更加保證考試結(jié)果的效度。在線考試子系統(tǒng)采用C/S 結(jié)構(gòu)，使用C#、SQL 數(shù)據(jù)庫語言實現(xiàn)。

1.2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

考試預約、考試、成績管理子系統(tǒng)只需配置一臺服務器，通過軟件功能實現(xiàn)。學生信息識別子系統(tǒng)通過學生刷校園一卡通自動識別考生預約的考位，并顯示學生校園一卡通照片信息，很大程度上提高了人工核驗考生信息的效率，降低了身份信息識別的出錯率，也更加符合目前新冠肺炎疫情特殊時期減少接觸的防疫要求。

信息識別子系統(tǒng)硬件部分由接入網(wǎng)絡(luò)的校園刷卡機、LMS 的數(shù)據(jù)庫服務器、載有識別系統(tǒng)的管理端計算機及學生考試用的客戶端計算機組件構(gòu)成，架構(gòu)如圖2所示。

圖2 考生信息識別子系統(tǒng)硬件架構(gòu)

1.3 平臺軟件部署原理

平臺軟件部分由基于B/S 實現(xiàn)的Web 服務應用、SQL 數(shù)據(jù)庫、基于校園卡的考試登記軟件、考試軟件管理端和考試軟件學生端組成，原理如圖3所示。

圖3 平臺軟件部署原理

2 平臺設(shè)計過程

2.1 平臺功能需求

考試子系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能有考生考試預約、考生信息核對、考試和考試管理。考生通過信息識別子系統(tǒng)完成信息核對后進入機房，然后登錄在線考試客戶端進行考試?？荚嚱Y(jié)束后，教師通過成績管理確認，將學生考試結(jié)果數(shù)據(jù)自動提交至課程管理系統(tǒng)。

預約模塊主要實現(xiàn)的功能有：學生用戶的預約考試、教師確認考試名單時通過隨機加密算法分配座位號、查看考試信息、查看考試成績。

考試子系統(tǒng)實現(xiàn)學生用戶考試預約、到考登記、用戶信息驗證、答題以及成績查詢等功能。教師用戶主要使用功能有試題庫管理、試卷管理、發(fā)布考試、確認考生名單、查看考生信息、查詢成績等。管理用戶使用的功能主要有考生信息核對、成績查看及管理。考試子系統(tǒng)學生及教師用戶功能用例圖如圖4、圖5所示。

圖4 考試模塊學生用戶功能用例圖

圖5 教師用戶功能用例圖

信息識別子系統(tǒng)主要實現(xiàn)讀取考生一卡通信息，讀取考試預約信息包括座位號信息、信息比對等功能。

為了更好地保障考試過程數(shù)據(jù)的安全性以及考試的公平公正，考試子系統(tǒng)還實現(xiàn)了禁用瀏覽器、座位號識別、用戶信息驗證和考試實時保存等功能。

2.2 數(shù)據(jù)庫訪問連接

平臺數(shù)據(jù)庫使用SQL Server，考試預約及考試管理模塊的數(shù)據(jù)庫訪問使用ASP 和ADO 技術(shù)，首先通過創(chuàng)建ADO 連接，將數(shù)據(jù)對象封裝及連接過程形成獨立的調(diào)用文件。各功能模塊使用時直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫連接文件，在一定程度上保障了數(shù)據(jù)安全。具體數(shù)據(jù)讀取過程如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)庫連接和訪問實現(xiàn)

2.3 核心功能實現(xiàn)

為了滿足考試及管理的實際需要、考試預約管理規(guī)定，平臺對考試預約條件進行了細致約束。課程免修學生、考勤不合格、學時不達標、近一個月內(nèi)考試未通過、考試開始和非教學計劃之內(nèi)的考生等情況屬于不可報名考試的情況。系統(tǒng)對所有約束條件的功能實現(xiàn)進行了測試，測試結(jié)果如表1所示。

表1 部分功能測試結(jié)果

對于考試子系統(tǒng)，核心實現(xiàn)功能包括考試自動保存功能、斷點續(xù)考功能、禁用瀏覽器等。為了適應課程管理規(guī)定及教師用戶使用需求，考試組卷實現(xiàn)自動隨機組卷和教師手動組卷，同時可以根據(jù)題目難度系數(shù)設(shè)置題目?？记暗拿麊涡枰處熯M行確認，確認后方可開考?？荚嚱Y(jié)束后經(jīng)教師確認后，學生方可查看到成績。

3 平臺實際應用情況

該平臺目前應用于某高校研究生基礎(chǔ)英語考試，每學期考試人數(shù)約4 000，教師通過管理后端可以看到學生的平時上課出勤、作業(yè)及考試成績。

課程評價不僅依賴于結(jié)果性評價，更有助于教師客觀地評估學生學習情況。傳統(tǒng)的考試系統(tǒng)通常作為單獨應用，沒有與高校的教學管理系統(tǒng)進行很好地融合，教學數(shù)據(jù)存在斷裂。

基于過程管理的在線考試平臺考生可以直接刷本人校園一卡通進場，大大減少了人工干預對考試過程及結(jié)果的影響。隨著社會發(fā)展，尤其是在當前新冠疫情背景下，基于過程管理的在線考試模式會越來越普遍。

4 結(jié) 語

本文提出一種與傳統(tǒng)的在線考試平臺搭建理念不同的在線考試平臺。所設(shè)計平臺搭建基于整個考務管理流，涵蓋考前、考中和考后的管理全過程，使得數(shù)據(jù)形成了完整的鏈路，促進教務管理者更全面地掌握學生學習以及教師教學情況。平臺功能的實現(xiàn)能夠為其他有類似需求的高?？荚嚰肮芾硖峁┯辛夹g(shù)支持，對于其他高校有很好的借鑒意義。

基于過程管理的在線考試平臺充分利用計算機技術(shù)優(yōu)勢，減輕教師教學及考務負擔，提高考試管理效率，保障考試更加公平公正，覆蓋考試業(yè)務及管理的全過程?？荚囶A約與成績管理與教學管理系統(tǒng)融合，是在線考試系統(tǒng)設(shè)計應該聚焦的方向。