“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

摘要：基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及移動(dòng)通信技術(shù)在高等教育中廣泛應(yīng)用，建設(shè)并使用網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)用于普通高等教育和遠(yuǎn)程教育考試。這不僅可以提升考試組織工作的效率，解決網(wǎng)絡(luò)考試中存在的各類問(wèn)題，還可以實(shí)現(xiàn)預(yù)約考試、隨到隨考、隨學(xué)隨考等靈活的考試模式，很好地解決考試組織形式單一，工學(xué)矛盾突出的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”；網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)；分析設(shè)計(jì)

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，以支持各級(jí)各類考試。這一舉措與教育部的目標(biāo)一脈相承：努力構(gòu)建新的人才培養(yǎng)模式、發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的教育服務(wù)模式、探索信息時(shí)代下的教育管理新模式。本系統(tǒng)將緊密跟隨教育模式改革的步伐，最終實(shí)現(xiàn)考試對(duì)學(xué)習(xí)和教學(xué)的推動(dòng)作用，提高教學(xué)質(zhì)量，緩解工學(xué)矛盾，并凸顯江蘇開放大學(xué)的辦學(xué)特色。

一、系統(tǒng)需求分析

（一）登錄功能需求

這個(gè)功能是針對(duì)所有用戶的，并且也是非常有必要的。用戶首先在登錄頁(yè)面中輸入用戶名和密碼，登錄成功后進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)；失敗則返回登錄頁(yè)面重新登錄。了保障用戶信息數(shù)據(jù)的安全，若連續(xù)3次輸入錯(cuò)誤密碼，系統(tǒng)將自動(dòng)凍結(jié)該賬戶，并在30分鐘內(nèi)禁止該用戶登錄系統(tǒng)。如果用戶確定是由于誤操作導(dǎo)致被禁止登錄，可以聯(lián)系系統(tǒng)管理員。管理員在核實(shí)情況后可以解除該賬號(hào)禁用狀態(tài)，避免因誤操作導(dǎo)致學(xué)生不能按時(shí)參加考試的情況發(fā)生。

（二）用戶管理功能需求

系統(tǒng)管理員擁有管理系統(tǒng)所有用戶的權(quán)限和功能。管理員登錄系統(tǒng)后臺(tái)，可以查看系統(tǒng)中所有學(xué)生用戶和教師用戶的信息，并且可以進(jìn)行增加、刪除、修改等操作。為了數(shù)據(jù)安全考慮，所有重要數(shù)據(jù)的變更都將被系統(tǒng)自動(dòng)記錄在系統(tǒng)日志中。

（三）考試課程管理功能需求

系統(tǒng)管理員可以對(duì)相關(guān)考試課程進(jìn)行管理。管理員可以選擇相關(guān)的考試課程進(jìn)行添加、刪除，也可以對(duì)課程的考核形式和課程負(fù)責(zé)人進(jìn)行變更。

（四）題庫(kù)管理功能需求

課程負(fù)責(zé)人可以對(duì)其負(fù)責(zé)的課程考試題庫(kù)進(jìn)行管理。課程負(fù)責(zé)人登錄系統(tǒng)后，可進(jìn)入其負(fù)責(zé)課程的考試題庫(kù)進(jìn)行試題的修改、添加、刪除、禁用等操作。同時(shí)，還可以對(duì)試題的難易程度和對(duì)應(yīng)課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記和關(guān)聯(lián)[1]。

（五）考試管理功能需求

考試管理模塊主要由系統(tǒng)管理員和課程負(fù)責(zé)人使用。課程負(fù)責(zé)人登錄系統(tǒng)后生成本次考試的試卷，系統(tǒng)管理員登錄系統(tǒng)后，關(guān)聯(lián)考試試卷并發(fā)布考試安排。完成上述流程后，學(xué)生才能通過(guò)登錄系統(tǒng)查看考試安排進(jìn)行考試預(yù)約。

（六）在線考試功能需求

學(xué)生用戶可以在預(yù)約的時(shí)間段內(nèi)登錄網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，完成相關(guān)的考試。管理員可在線實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)考試過(guò)程，包括考生的參考情況和考試秩序等。

（七）在線閱卷功能需求

考試結(jié)束后，教師用戶可以登錄系統(tǒng)進(jìn)行在線閱卷。試卷的客觀題部分由系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)閱，主觀題部分由教師人工評(píng)閱。評(píng)閱完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)合成成績(jī)。

（八）成績(jī)管理功能需求

教師評(píng)閱結(jié)束后，管理員發(fā)布成績(jī)。學(xué)生用戶可登錄系統(tǒng)查詢自己本次考試成績(jī)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）功能模塊設(shè)計(jì)

用戶管理、考試管理、題庫(kù)管理、策略管理、批卷管理、考試預(yù)約和在線考試這七個(gè)部分共同組成了網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)。

（二）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)以課程、題庫(kù)、教師、學(xué)生等作為數(shù)據(jù)庫(kù)表的對(duì)象，主要表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：

1.課程表

課程表中有三個(gè)字段，分別為ID、Cname和Des。其中，ID是主鍵，也是唯一標(biāo)識(shí)字段；Cname是存儲(chǔ)課程名稱；Des用于對(duì)存儲(chǔ)的課程進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。

2.題庫(kù)表

題庫(kù)選擇題表包含五個(gè)字段，分別為ID、Question、Answer、Teachername、Courseid。其中，ID為主鍵，唯一標(biāo)識(shí)字段；Question用于存儲(chǔ)題干；Answer用于存儲(chǔ)答案；Teachername用于存儲(chǔ)出題老師姓名；Courseid用于標(biāo)識(shí)題目的歸屬課程。

3.教師信息表

教師表包含ID、NO、Name、Sex和Age這五個(gè)字段。ID為主鍵，唯一標(biāo)識(shí)字段；NO用于存儲(chǔ)教師工號(hào)；Name用于存儲(chǔ)教師姓名；Sex用于存儲(chǔ)性別；Age用于存儲(chǔ)年齡。

4.學(xué)生表

學(xué)生表包含ID、Sno、Name、Birthday、Sex、Tel、Email、Address、ClassId、 PowerId、Password和Des這十二個(gè)字段。其中ID是唯一標(biāo)識(shí)字段。

三、系統(tǒng)功能建設(shè)

（一）在線考試系統(tǒng)的構(gòu)建思路

1.遵循整體規(guī)劃，分布總實(shí)施的建筑理念

以系統(tǒng)建設(shè)持續(xù)發(fā)展的特征為基礎(chǔ)，在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)每一階段的具體情況逐步進(jìn)行，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。通過(guò)建立該平臺(tái)的基本業(yè)務(wù)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)，使其逐步實(shí)現(xiàn)多功能、全方位的在線考試系統(tǒng)。

2.遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的總體建設(shè)思路

網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)是一個(gè)重要的業(yè)務(wù)延伸平臺(tái)，應(yīng)該遵守教學(xué)教務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一的技術(shù)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)、資源描述、數(shù)據(jù)交換規(guī)范、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、技術(shù)架構(gòu)和文檔規(guī)范，并將其貫穿于平臺(tái)建設(shè)的每一個(gè)階段和環(huán)節(jié)。

3.堅(jiān)持開放與先進(jìn)結(jié)合的設(shè)計(jì)理念

在構(gòu)建過(guò)程中，要充分考慮開放的原則，如用戶增加、業(yè)務(wù)拓展、模塊變更、技術(shù)升級(jí)等因素，并為其留出可發(fā)展的空間。為確保平臺(tái)的先進(jìn)性和擴(kuò)展性，要引入先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)思想。

（二）用戶登錄功能建設(shè)

在大多數(shù)管理信息系統(tǒng)中，登錄界面是一個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和重要組成部分。登錄界面提供用戶身份驗(yàn)證的功能，通過(guò)驗(yàn)證用戶的身份可以確定其是否為系統(tǒng)的合法用戶。這樣系統(tǒng)可以對(duì)不同用戶進(jìn)行權(quán)限分配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各類信息的有效管理。在該系統(tǒng)中，用戶使用統(tǒng)一的身份驗(yàn)證方法，一般是通過(guò)提供預(yù)先設(shè)定的用戶名稱和口令進(jìn)行驗(yàn)證。系統(tǒng)會(huì)對(duì)提供的用戶名稱和口令與預(yù)先存儲(chǔ)的用戶信息進(jìn)行比對(duì)，如果驗(yàn)證通過(guò)則認(rèn)定該用戶是系統(tǒng)的合法用戶，并賦予其相應(yīng)的權(quán)限。通過(guò)統(tǒng)一身份認(rèn)證與權(quán)限控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以確保系統(tǒng)對(duì)不同用戶進(jìn)行有效的身份認(rèn)證和權(quán)限管理。

（三）建設(shè)考試的管理功能

該系統(tǒng)支持多種形式的網(wǎng)上考試和測(cè)驗(yàn)，如普通考試、隨到隨考、隨學(xué)隨考、自測(cè)練習(xí)等。它為學(xué)生們提供了一套統(tǒng)一的考試組織管理流程和規(guī)范，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)題庫(kù)管理、試卷庫(kù)管理、策略組卷管理、考試組織管理、考生管理、考場(chǎng)分配、在線考試、考試過(guò)程監(jiān)控、自動(dòng)評(píng)卷、考試結(jié)果發(fā)布、考試結(jié)果查詢、統(tǒng)計(jì)分析等考試全過(guò)程的管理。

（四）建設(shè)組卷功能

該系統(tǒng)有兩種組卷模式：人工組卷和策略組卷。人工組卷是指學(xué)校的管理者或被授權(quán)的老師通過(guò)手工輸入或從題庫(kù)中抽取題目，形成一套試卷。而策略組卷是利用系統(tǒng)中定義的組卷策略，根據(jù)不同維度、題型和難度等設(shè)置抽題范圍和抽題比例，系統(tǒng)根據(jù)策略自動(dòng)從題庫(kù)中提取試題，形成一張?jiān)嚲?。已設(shè)置的試題庫(kù)中的試題還可以根據(jù)需要進(jìn)行不斷調(diào)整，并使用策略模板使得組卷可以重復(fù)使用[2]。

（五）考試的安全監(jiān)控和防止舞弊的功能構(gòu)建

系統(tǒng)提供了嚴(yán)格的身份驗(yàn)證和權(quán)限控制機(jī)制，在網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)中，人臉識(shí)別技術(shù)可以有效地識(shí)別考生的身份。除此之外，系統(tǒng)還采用了多種形式來(lái)呈現(xiàn)考生的信息，包括考點(diǎn)監(jiān)考人員管理、試題管理、考生考試狀態(tài)監(jiān)控、作弊行為記錄等多種防作弊手段。這些都可以有效地控制和預(yù)防作弊行為的發(fā)生。

（六）設(shè)置考試過(guò)程控制功能

網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)還提供了一個(gè)考試用機(jī)自動(dòng)檢測(cè)功能，它可以對(duì)考生計(jì)算機(jī)的相關(guān)設(shè)置展開檢測(cè)。主要內(nèi)容包括瀏覽器版本、插件安裝和插件功能等檢測(cè)。這樣可以幫助考生更好地完成考試。

系統(tǒng)管理員可以靈活地設(shè)置考試的開始和結(jié)束時(shí)間。一旦考試開始，遲到的考生就不能再參與考試?？荚囘€具有倒計(jì)時(shí)功能。在考試結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)收回試卷。這樣就可以減少人為的干擾，確?？荚嚨墓叫?。

通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，管理員可以實(shí)時(shí)觀察考場(chǎng)的分配、考生的入場(chǎng)和交卷等情況。管理員可以全面了解考試的總體情況，并實(shí)現(xiàn)即時(shí)通知、作弊標(biāo)記和強(qiáng)制交卷等功能[3]。如果在考試期間發(fā)生停電、停網(wǎng)或計(jì)算機(jī)死機(jī)等意外事件，考生只要解決了故障，重新登錄考試系統(tǒng)，就可以恢復(fù)到故障發(fā)生之前的狀態(tài)，并繼續(xù)進(jìn)行考試，而且不會(huì)丟失已經(jīng)做好的答案[4]。

（七）在線評(píng)閱功能建設(shè)

考試結(jié)束后，閱卷教師可使用在線閱卷功能進(jìn)行試卷的評(píng)閱?？陀^題由系統(tǒng)自動(dòng)批閱，主觀題由閱卷教師人工批閱，全部批閱完成后，系統(tǒng)自動(dòng)合成成績(jī)。

（八）設(shè)置對(duì)考試成績(jī)的統(tǒng)計(jì)與分析功能

該系統(tǒng)擁有完善的成績(jī)呈現(xiàn)和考試結(jié)果統(tǒng)計(jì)以及分析功能，具體內(nèi)容包括答卷狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、交卷情況統(tǒng)計(jì)、通過(guò)情況統(tǒng)計(jì)、成績(jī)分布統(tǒng)計(jì)以及試題的得分與準(zhǔn)確率統(tǒng)計(jì)分析等。同時(shí)，該系統(tǒng)也提供了多種形式的呈現(xiàn)方式，如表格、圖表等，來(lái)展示分析結(jié)果[5]。

四、系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)測(cè)試是網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)全面上線使用前必不可少的環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)考試全過(guò)程進(jìn)行模擬，對(duì)測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)地處理和優(yōu)化。使用黑盒測(cè)試對(duì)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，參與測(cè)試人數(shù)約為1500人。系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境的軟硬件配置如表1及表2 所示。以試卷管理和考試管理功能為例，如表3所示。最終測(cè)試效果良好，表明系統(tǒng)具有良好的可用性和可靠性。

五、結(jié)束語(yǔ)

江蘇開放大學(xué)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)從調(diào)研、立項(xiàng)、建設(shè)、運(yùn)行至今，對(duì)該項(xiàng)目情況總結(jié)如下。網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有四點(diǎn)。第一點(diǎn)是采用了Post請(qǐng)求的方式開發(fā)。對(duì)用戶而言，在提交信息后即得到實(shí)時(shí)反饋運(yùn)行結(jié)果，避免出現(xiàn)重復(fù)刷新頁(yè)面、加載時(shí)間較慢、用戶體驗(yàn)差的情況。對(duì)開發(fā)者而言，Post請(qǐng)求方式實(shí)現(xiàn)了前后端解耦，避免產(chǎn)生大量的無(wú)用信息，減輕了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。第二點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要與整體的網(wǎng)絡(luò)考試業(yè)務(wù)流程和需求相匹配。需要按照系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行劃分，并預(yù)留一些可以按照網(wǎng)絡(luò)考試的特定要求來(lái)擴(kuò)展的功能。這樣可以確保系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊穩(wěn)定和安全運(yùn)行，同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，為將來(lái)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)支持考試的改革和發(fā)展創(chuàng)造了條件。在此基礎(chǔ)上，利用跨平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)，將各主要終端之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行貫通和融合。第三點(diǎn)是利用開放的 API接口，使網(wǎng)上考試系統(tǒng)與江蘇開放大學(xué)的網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行了系統(tǒng)連接，并完成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)和微服務(wù)化設(shè)計(jì)，具備很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。該系統(tǒng)的響應(yīng)性能可以以實(shí)際在線用戶數(shù)為基礎(chǔ)，線性地提高，能夠滿足今后考試業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期發(fā)展需求。第四點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，對(duì)各類型考試的有力支撐，為高等教育教學(xué)改革中的“教考分離”和“完全學(xué)分制”探索提供了可行性。

網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的不足之處有兩點(diǎn)。首先，在系統(tǒng)功能方面還不夠完善。雖然目前網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多種形式的考試組織方式，如普通考試、預(yù)約考試和隨到隨考，但在需求分析中未考慮到一些功能和流程，例如使用短信向?qū)W生推送考試信息、對(duì)考生行為進(jìn)行分析等。在后續(xù)的系統(tǒng)迭代更新中，不斷完善這些功能。其次，由于考生數(shù)量的快速增加，系統(tǒng)對(duì)在線考試的全過(guò)程支持略顯不足，用戶體驗(yàn)較差。當(dāng)考試的并發(fā)量增大以及對(duì)系統(tǒng)性能的需求提高時(shí)，采用分布式技術(shù)、緩存技術(shù)和消息隊(duì)列技術(shù)，來(lái)提高系統(tǒng)的高并發(fā)性能。通過(guò)分布式考試部署、服務(wù)器集群和云考試系統(tǒng)的部署，來(lái)快速擴(kuò)展系統(tǒng)的承載能力。另外，還會(huì)優(yōu)化SQL語(yǔ)句、重構(gòu)前端代碼，減少不必要的層級(jí)嵌套等方案來(lái)解決該問(wèn)題。

六、結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，可以更好地支持各級(jí)各類考試，緊緊圍繞教育部“努力構(gòu)建‘互聯(lián)網(wǎng)+背景下的人才培養(yǎng)新模式、發(fā)展以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的教育服務(wù)新模式、探索信息時(shí)代教育管理新模式”的主題。緊緊跟隨教育模式改革發(fā)展的步伐，最終實(shí)現(xiàn)“以考促學(xué)、以考促教”的目的，從而提高教學(xué)質(zhì)量，緩解工學(xué)矛盾，并突出江蘇開放大學(xué)的辦學(xué)特色。

作者單位：李從明 江蘇開放大學(xué)教務(wù)處

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]任煥海.基于B/S架構(gòu)的在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代信息科技，2021，5（22）：13-16.

[2]耿靜，錢琦，陳翀.開放大學(xué)智能化在線考試系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[J].廣西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2018（02）：20-24.

[3]程杉，丁衛(wèi).便攜式自啟動(dòng)在線考試系統(tǒng)的構(gòu)架與應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)教育管理，2017（04）：317-322.

[4]程玉彬.《Web前端》在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)，2020.

[5]王玲.基于高并發(fā)處理模式的在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代信息科技，2022，6（03）：18-20+24.

基金項(xiàng)目：本文系2019年度江蘇省高等教育教改立項(xiàng)研究課題（重點(diǎn)課題） “互聯(lián)網(wǎng)+背景下網(wǎng)絡(luò)考試改革研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2019JSJG604）階段性研究成果。

李從明（1981.06-），男，江蘇興化，本科，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)在在線考試平臺(tái)開發(fā)中的應(yīng)用、遠(yuǎn)程教育、計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用、學(xué)習(xí)支持服務(wù)。