基于大數(shù)據(jù)分析的在線考試平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

一、研究背景

信息化時(shí)代，教育數(shù)字化是大勢(shì)所趨、發(fā)展所需，是教育現(xiàn)代化和教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要引擎。中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》提出戰(zhàn)略任務(wù)之一就是加快信息化時(shí)代教育變革；黨的二十大報(bào)告中提出推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)、學(xué)習(xí)型大國(guó)。在線考試作為數(shù)字化教育的一個(gè)重要組成部分，可以輕松實(shí)現(xiàn)在線出題、自動(dòng)評(píng)分、成績(jī)匯總等功能，提高了教育的效率，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和評(píng)估反饋，為教師帶來(lái)更高效的工作效率和更精準(zhǔn)的教學(xué)改進(jìn)策略。

信息化高速發(fā)展離不開(kāi)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的推動(dòng)，大數(shù)據(jù)分析因其固有屬性，能為在線教育提供更多助益?，F(xiàn)階段大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用已較為成熟，包含可視化分析、數(shù)據(jù)挖掘算法、預(yù)測(cè)性分析、語(yǔ)義引擎、數(shù)據(jù)質(zhì)量與管理、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等六個(gè)基本方面，均能夠?yàn)樵诰€考試提供技術(shù)支持?？梢暬治?，可以直觀展示數(shù)據(jù)，能夠?qū)W(xué)生各階段已有成績(jī)進(jìn)行整體比對(duì)；數(shù)據(jù)挖掘算法，即以算法處理大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生成績(jī)的分科整合；預(yù)測(cè)性分析，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)結(jié)果預(yù)判，基于學(xué)生已有成績(jī)及平均成績(jī)變化幅度，預(yù)測(cè)下一次考試成績(jī)區(qū)間；語(yǔ)義引擎，能夠分析，提煉數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科成績(jī)分析；數(shù)據(jù)質(zhì)量和管理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，規(guī)范考試以便后期任務(wù)順利實(shí)施；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)系構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)整合成績(jī)并隨系統(tǒng)抽取、轉(zhuǎn)換與加載，為聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘提供數(shù)據(jù)平臺(tái)。結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)構(gòu)建在線考試平臺(tái)，可以最大程度上優(yōu)化考試流程，將教師從繁瑣的出卷、閱卷、成績(jī)分析等工作中解放出來(lái)，減輕教師負(fù)擔(dān)，同時(shí)能夠深度分析學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，為學(xué)生制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃，及時(shí)改進(jìn)教學(xué)策略，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、相關(guān)理論與技術(shù)

近年來(lái)，學(xué)校師生已日漸習(xí)慣了線上教育模式和相關(guān)軟件的使用，使得線上線下聯(lián)通互動(dòng)進(jìn)一步優(yōu)化有了可行契機(jī)。但現(xiàn)階段在線考試平臺(tái)應(yīng)用尚不充分，大多數(shù)考試仍以傳統(tǒng)方式進(jìn)行，亟須以技術(shù)手段開(kāi)發(fā)在線考試平臺(tái)。關(guān)于在線考試平臺(tái)，在構(gòu)建階段需要考慮到具體功能使用場(chǎng)景，并為目標(biāo)用戶全體考慮，實(shí)現(xiàn)全平臺(tái)兼容。在線考試平臺(tái)配置要求滿足多端互聯(lián)，多端用戶同時(shí)操作并共同記錄考試成績(jī)，涉及多方面內(nèi)容。本文以在線考試平臺(tái)構(gòu)建的多端開(kāi)發(fā)環(huán)境出發(fā)，致力于設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的全平臺(tái)在線考試平臺(tái)。在線考試平臺(tái)開(kāi)發(fā)環(huán)境需要考慮到跨平臺(tái)交互，故此引入B/S模式，以IE內(nèi)核實(shí)現(xiàn)客戶端系統(tǒng)移植，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)、維護(hù)及實(shí)際使用過(guò)程，以適應(yīng)學(xué)校方面需求。B/S模式能夠?qū)崿F(xiàn)管理簡(jiǎn)化以提升整體效率，方便教師對(duì)平臺(tái)內(nèi)容編輯與查詢，能夠節(jié)省教師的時(shí)間和精力。各級(jí)院校都會(huì)配備專業(yè)信息技術(shù)人員， B/S模式能夠?yàn)榧夹g(shù)人員設(shè)計(jì)與更新維護(hù)減少難度，能夠使得平臺(tái)日常使用更加穩(wěn)定。在線考試平臺(tái)選擇開(kāi)源Java開(kāi)發(fā)平臺(tái)Eclipse 4.24為開(kāi)發(fā)環(huán)境，考慮到部分學(xué)生沒(méi)有電腦的情況下，選用Eclipse自帶的標(biāo)準(zhǔn)插件集，以Java開(kāi)發(fā)工具和Android SDK打造移動(dòng)端適配功能。在線考試平臺(tái)離不開(kāi)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)支持，其中最適配的技術(shù)是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)，通過(guò)兼容數(shù)據(jù)庫(kù)在全平臺(tái)互通，完成考試全流程內(nèi)部共享。各類院校構(gòu)建在線考試平臺(tái)具有重要意義，在理論支撐的同時(shí)還需保證技術(shù)可行。考慮到機(jī)房均有專業(yè)教師負(fù)責(zé)日常計(jì)算機(jī)教學(xué)與學(xué)校內(nèi)系統(tǒng)維護(hù)工作，在開(kāi)發(fā)人員方面條件基本滿足。開(kāi)發(fā)人員通過(guò)B/S模式對(duì)開(kāi)發(fā)流程簡(jiǎn)化后，開(kāi)發(fā)環(huán)境已相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)校機(jī)房均配備系統(tǒng)服務(wù)器，在局域網(wǎng)內(nèi)構(gòu)建平臺(tái)的開(kāi)發(fā)流程更易操作，在開(kāi)發(fā)環(huán)境方面條件也基本滿足。

三、平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

在線考試平臺(tái)功能設(shè)計(jì)需要考慮到前后期的全流程，分別從用戶登入、用戶使用和用戶調(diào)研方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖1所示。考慮到在線考試平臺(tái)用戶群體主要是學(xué)校師生，均屬于參與方，在初步構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)需要給到各方權(quán)限，以滿足相應(yīng)需求。在系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)中，前期考慮信息安全性，中期兼顧數(shù)據(jù)完整性，后期確保平臺(tái)穩(wěn)定性。

（一）從用戶登入界面設(shè)計(jì)，考慮信息安全性

用戶登入管理系統(tǒng)是在線考試平臺(tái)最重要的系統(tǒng)模塊，主要用于區(qū)分用戶身份，并劃定使用權(quán)限。在構(gòu)建多端入口時(shí)可以將界面劃分為學(xué)生端在線考試登入系統(tǒng)與教師端在線考試登入系統(tǒng)。通過(guò)B/S模式結(jié)構(gòu)增強(qiáng)服務(wù)端適配，滿足不同用戶群體。在線考試登入系統(tǒng)以平臺(tái)為依托，是整個(gè)在線考試平臺(tái)最重要的模塊，能夠支持多平臺(tái)登入。學(xué)生端在線考試登入系統(tǒng)中加入編輯班級(jí)綁定登錄選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)登入即分組，在未注冊(cè)情況下返回注冊(cè)界面。教師端在線考試登入系統(tǒng)由管理員模塊下放權(quán)限，給予教師以班級(jí)為單位實(shí)施賬號(hào)管理的權(quán)限，完成對(duì)內(nèi)部成員的管理，確保在線考試信息真實(shí)性與安全性。

（二）從用戶使用界面設(shè)計(jì)，兼顧數(shù)據(jù)完整性

在線考試平臺(tái)的使用目的單一且明確，旨在為學(xué)生提供更便捷的成績(jī)檢驗(yàn)途徑，應(yīng)實(shí)現(xiàn)界面精簡(jiǎn)化UI設(shè)計(jì)，更加注重實(shí)用功能。使用過(guò)程中，跨平臺(tái)同時(shí)進(jìn)行考試是不可避免的，應(yīng)為不同平臺(tái)之間關(guān)于考試的需求進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，以合理適配應(yīng)用途徑的考試需要，解決監(jiān)考所需攝像頭與頁(yè)面鎖定的權(quán)限問(wèn)題。為進(jìn)一步提升在線考試的效率，引入大數(shù)據(jù)分析技術(shù)中的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)功能，教師通過(guò)構(gòu)建題庫(kù)管理模塊，將歷年考試真題、易錯(cuò)題目及考綱熱點(diǎn)題綜合編入，依托數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)隨機(jī)組合成試題組，為學(xué)生提供便捷成績(jī)檢測(cè)途徑。管理員整合內(nèi)部資源實(shí)現(xiàn)時(shí)間可控，對(duì)試卷整體考試時(shí)間安排，及答卷選擇的響應(yīng)迅速進(jìn)行規(guī)范化調(diào)整。學(xué)生在考試結(jié)束后通過(guò)平臺(tái)自審系統(tǒng)，可以滿足日常客觀題成績(jī)秒出，同時(shí)避免審題失誤的問(wèn)題，大大提升考試效率。試題類別、時(shí)間劃定等專業(yè)問(wèn)題需要管理員與教師協(xié)同制定，以避免主觀題出現(xiàn)難以評(píng)定的現(xiàn)象。對(duì)于此前考試有補(bǔ)考需求的學(xué)生，在線考試平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)補(bǔ)考流程優(yōu)化，按照大數(shù)據(jù)分析技術(shù)將具體人數(shù)、人員進(jìn)行安排，實(shí)現(xiàn)多門(mén)考試補(bǔ)考不沖突。

（三）從用戶調(diào)研界面設(shè)計(jì)，確保平臺(tái)穩(wěn)定性

在線考試平臺(tái)構(gòu)建的起步階段會(huì)面臨許多問(wèn)題，在統(tǒng)籌整體的同時(shí)，要求在后續(xù)平臺(tái)維護(hù)中做好調(diào)研，以保障平臺(tái)穩(wěn)定性。針對(duì)學(xué)生的調(diào)研可以在考試提交按鍵處設(shè)置熱鍵，彈出滿意度問(wèn)卷，能夠在線考試結(jié)束第一時(shí)間獲取到學(xué)生對(duì)在線考試的滿意度，以收集調(diào)研數(shù)據(jù)，為后續(xù)平臺(tái)考試頁(yè)面細(xì)節(jié)優(yōu)化升級(jí)提供數(shù)據(jù)支撐。針對(duì)教師的調(diào)研可以通過(guò)線下方式直接對(duì)接，管理員在日常平臺(tái)維護(hù)中，通過(guò)線下調(diào)研做好各學(xué)科教師的需求目錄，在平臺(tái)版本升級(jí)的過(guò)程中，優(yōu)化相應(yīng)學(xué)科增改內(nèi)容至數(shù)據(jù)補(bǔ)丁，為教師編輯題庫(kù)提供新功能插件，簡(jiǎn)化操作流程并新增功能以滿足教師需要。在逐步的調(diào)研中，管理員持續(xù)完善在線考試平臺(tái)架構(gòu)，延長(zhǎng)平臺(tái)生命周期，增強(qiáng)線上線下考試流程的擴(kuò)展性。

四、結(jié)語(yǔ)

在教育信息化背景下，以線上考試的方式為整體日常教學(xué)做階段性檢驗(yàn)，通過(guò)對(duì)在線考試平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，推進(jìn)教育數(shù)字化進(jìn)程的不斷深化與推進(jìn)。在線考試平臺(tái)依托大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)為引導(dǎo)，構(gòu)建線上考試題庫(kù)，為學(xué)生提供更便捷的學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)途徑。教師在獲取學(xué)生成績(jī)反饋的同時(shí)，能夠及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，以便更好彌補(bǔ)線下教學(xué)與線上測(cè)試之間的落差，同時(shí)反向推動(dòng)題庫(kù)選題優(yōu)化，持續(xù)改進(jìn)課程教學(xué)。管理員協(xié)同學(xué)科教師在日常維護(hù)與補(bǔ)足平臺(tái)功能過(guò)程中逐步提升平臺(tái)實(shí)用性，完善線上線下教育融合機(jī)制，完成教育閉環(huán)，以此推動(dòng)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與教育行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

作者單位：金陵科技學(xué)院

基金項(xiàng)目：江蘇省2022年度高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目“產(chǎn)教融合背景下地方本科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)路徑研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2022SJYB0615）。