高校富媒體在線考試的體系結(jié)構(gòu)與全流程設(shè)計(jì)

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)在線考試的靈活性和智能化程度不足的問(wèn)題，把富媒體理念引入高校在線考試過(guò)程，可以在簡(jiǎn)答、計(jì)算和綜合等題型中插入圖片、視頻和聲音等，提出采用深度學(xué)習(xí)的智能閱卷模塊和基于動(dòng)作分析的智能監(jiān)考模塊，保證在線考試的易于交互、高效監(jiān)考和智能閱卷效果。在分析在線考試需求的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了富媒體在線考試的體系結(jié)構(gòu)與功能模型，開(kāi)展了富媒體在線考試的全流程設(shè)計(jì)，為基于云計(jì)算的富媒體在線考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與完善，提供了概念模型與數(shù)據(jù)模型的支持。智能測(cè)評(píng)云平臺(tái)的應(yīng)用案例證明了所提出富媒體在線考試模型的有效性。

關(guān)鍵詞：在線考試；數(shù)字化考試；富媒體；體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；概念模型

中圖分類號(hào)：TP311.5；G424.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2024）08-0040-06

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.08.010

收稿日期：2023-08-28

基金項(xiàng)目：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)“教育數(shù)字化”專項(xiàng)教學(xué)研究課題（2022ZX19）

0 引 言

在線考試是指考生借助計(jì)算機(jī)或移動(dòng)智能終端以及相應(yīng)的在線考試系統(tǒng)軟件，在互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)提供的考試平臺(tái)上進(jìn)行口頭、書(shū)面或虛擬操作的無(wú)紙化考核[1]。在線考試具備智能組卷、在線答題、網(wǎng)上提交、自動(dòng)閱卷評(píng)分和自動(dòng)統(tǒng)計(jì)等功能。在線考試有許多種類型，有面向中小學(xué)、高等教育平臺(tái)的小型課程在線考試，主要考查課程知識(shí)點(diǎn)是否已被掌握，多通過(guò)選擇題形式反饋，具有易于抽題組卷和快速閱卷的特點(diǎn)；一種形式是基于高校的計(jì)算機(jī)房的在線考試，例如計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)考試、普通話等級(jí)考試和雅思、托福等在線考試等，它們都是基于選擇題、計(jì)算機(jī)操作或語(yǔ)音對(duì)話來(lái)完成，配備教師全程監(jiān)考[2]。但還有一種情況是面向量大面廣的高?；A(chǔ)課和專業(yè)課考試，怎樣把在普通教室考場(chǎng)進(jìn)行的手寫(xiě)答題考試，轉(zhuǎn)化為分布式在線考試，作為正常使用或疫情、災(zāi)害等應(yīng)急情況下的備選方案，形成與線下考試同質(zhì)等效甚至更加高效的在線考試系統(tǒng)，還缺乏細(xì)致的研究與實(shí)踐工作[3]。

許多學(xué)者在高校基礎(chǔ)課、專業(yè)課的在線考試方面，開(kāi)展了方法與應(yīng)用研究。例如，西南交通大學(xué)的龔暉等[4]匯報(bào)了該校材料力學(xué)在線考試的實(shí)踐并進(jìn)行了技術(shù)總結(jié)，解決在線考試計(jì)算題和網(wǎng)絡(luò)擁堵的方法是，多設(shè)置計(jì)算題，采用隨機(jī)和已知條件使計(jì)算題不同，答案只提交中間計(jì)算結(jié)果和最終計(jì)算結(jié)果；配置高性能服務(wù)器和分時(shí)訪問(wèn)方式，保證在線考試的網(wǎng)絡(luò)可靠性。重慶師范大學(xué)的熊宗楊等[5]設(shè)計(jì)了基于Think PHP和MySQL的在線考試系統(tǒng)，包括考試管理、試卷分析、系統(tǒng)管理和消息管理等功能模塊，對(duì)該在線考試系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的考試應(yīng)用。復(fù)旦大學(xué)的王漱陽(yáng)等[6]分析了本科生病理解剖學(xué)課程的在線考試實(shí)踐，指出考試題型包括單選題、名詞解釋、簡(jiǎn)答題和病理思考題，在題目中插入病理大體標(biāo)本和組織切片顯微鏡下的圖片，考試采用基于云計(jì)算的超星在線考試系統(tǒng)，采用Java語(yǔ)言作為主要的后端開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，前端界面使用標(biāo)準(zhǔn)HTML，支持SQL Server和MySQL等主流數(shù)據(jù)庫(kù)，適配IE 10以上版本瀏覽器。華東理工大學(xué)楊勤民等[7]開(kāi)發(fā)了大學(xué)數(shù)學(xué)作業(yè)自動(dòng)批改系統(tǒng)，把數(shù)學(xué)主觀題改造為樹(shù)狀選擇題，讓學(xué)生通過(guò)選擇題選項(xiàng)迭代的方式來(lái)回答主觀題，便于計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)閱。但是，當(dāng)前在線考試系統(tǒng)在考試形式上比較單一，難以支持不同類型課程知識(shí)點(diǎn)的考查特征；或存在在線考試監(jiān)考系統(tǒng)能力不足的問(wèn)題，無(wú)法準(zhǔn)確辨識(shí)與預(yù)防考試作弊問(wèn)題[8]；另外存在手寫(xiě)客觀題評(píng)閱煩瑣的問(wèn)題，要么不支持客觀題的出題與閱卷，要么僅支持寫(xiě)作答案的拍攝圖片并上傳，采用人工圖片閱卷，缺乏智能化閱卷初判功能，即閱卷不夠方便，成績(jī)登記工作量大，反而限制了專業(yè)課在線考試模式使用的動(dòng)力。

因此，本文主要面向高?；A(chǔ)課、專業(yè)課的在線考試需求，探索引入富媒體設(shè)計(jì)理念，構(gòu)建面向多學(xué)科、多專業(yè)課程可用的在線考試系統(tǒng)模型。分析富媒體在線考試系統(tǒng)的需求，提出富媒體在線考試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊，并闡述高校專業(yè)課在線考試系統(tǒng)的全流程設(shè)計(jì)，為高校富媒體在線考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供概念模型與數(shù)據(jù)模型支持。

1 在線考試的需求分析

富媒體（Rich Media）[9]，與普通多媒體相比，包括圖片、視頻和一些用戶交互，普通多媒體主要包括文本和圖片；富媒體涵蓋了多媒體的范疇，同時(shí)提供了更加吸引用戶的交互方法，例如聲音、流媒體視頻和一些基于下載插件的用戶交互等。富媒體作為一個(gè)工具包，能夠更加具有創(chuàng)造性并增強(qiáng)用戶體驗(yàn)和參與度。富媒體技術(shù)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是透明的，富媒體使用戶與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的交互更加簡(jiǎn)單，更加真實(shí)，所以使用富媒體理念與技術(shù)可以推動(dòng)在線考試技術(shù)的發(fā)展。結(jié)合當(dāng)前在線考試系統(tǒng)的使用、研發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀，提出富媒體在線考試具有以下需求特征。

1.1 對(duì)于在線考試形式的需求

結(jié)合高校的基礎(chǔ)課，尤其是專業(yè)課的考試模式，在線考試要求除了能夠支持選擇題、判斷題等，也能夠支持對(duì)于手寫(xiě)主觀題，例如計(jì)算題、簡(jiǎn)答題和論述題的回答。在電腦系統(tǒng)的人機(jī)交互界面中回答主觀題，不如卷面手寫(xiě)主觀題回答與閱卷方便，因?yàn)橛糜?jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入公式較煩瑣，且無(wú)學(xué)生手寫(xiě)特征，教師評(píng)閱電腦文字較困難，不利于給出合理分?jǐn)?shù)。因此，要求在線考試系統(tǒng)應(yīng)具備拍照上傳主觀題答案的功能，或具備收集手寫(xiě)板回答結(jié)果的功能，并對(duì)考生自主上傳的主觀題回答圖片，具有清晰度判別、內(nèi)容初步判別的功能，形成符合答案類型范圍的回答結(jié)果圖片。

1.2 設(shè)置題目類型與屬性的需求

新型在線考試系統(tǒng)，對(duì)于主觀題的類型設(shè)置，要求能夠輸入文字、公式，且要求能夠插入圖片、流媒體的視頻或音頻，并通過(guò)排版布置，形成能夠良好展示的綜合問(wèn)題。主觀題通過(guò)設(shè)置，可以形成填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題和綜合分析題，上述各題型設(shè)置的復(fù)雜度，是逐步上升的，采用的表達(dá)手段，如文字、公式、圖片和音頻、視頻等逐步增多，表達(dá)試題的信息量逐步豐富，適合由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的考試題目的設(shè)置。另外，對(duì)于試題屬性，要包括題型、難度、教學(xué)目標(biāo)、分值、回答形式和判分方法等屬性，用于自動(dòng)組卷與智能閱卷的需求，保證組卷的分值、難度和教學(xué)目標(biāo)的合理覆蓋，滿足與線下考試類似的組卷需求，并通過(guò)富媒體形式，提供比線下考試更好的綜合題形式。

1.3 對(duì)于在線監(jiān)考的需求

滿足在線考試的監(jiān)考需求，保證考試公平性成為互聯(lián)開(kāi)放式在線考試的重要需求。當(dāng)前在線考試的監(jiān)考也具有一些方法，例如，簽署考試誠(chéng)信協(xié)議、通過(guò)騰訊會(huì)議設(shè)置第二機(jī)位、防止切換屏幕、防止復(fù)制/粘貼等功能和禁止已完成試題的回看檢查功能等。這些功能雖然可以起到一定防作弊效果，但也增加了硬件使用量和考試不方便的問(wèn)題。對(duì)于富媒體在線考試來(lái)說(shuō)，防作弊可以采用個(gè)性化題型設(shè)置法，在保證題目難度均衡的情況下，能夠個(gè)性化、智能化修改題目參數(shù)；可以使用電腦攝像頭模塊監(jiān)控考生作答情況；可以記錄考試頁(yè)面的切換情況提供監(jiān)考預(yù)警提醒。通過(guò)富媒體形式吸引考生投入考試，并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)化智能監(jiān)考與預(yù)警功能，配合在線考試協(xié)議和誠(chéng)信教育，減輕考生的在線考試硬件負(fù)擔(dān)。

1.4 在線考試的閱卷需求

對(duì)于高?；A(chǔ)課、專業(yè)課的富媒體在線考試，怎樣高效地完成試卷批閱并統(tǒng)計(jì)試卷與達(dá)成度成績(jī)，是在線考試的重要功能需求。傳統(tǒng)線下考試的成績(jī)?cè)u(píng)閱與統(tǒng)計(jì)非常煩瑣，教師需要進(jìn)行大量的對(duì)照、記錄和計(jì)算工作。借助于計(jì)算機(jī)在線考試系統(tǒng)，客觀題的評(píng)閱將會(huì)非常簡(jiǎn)單。對(duì)于主觀題，如填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、綜合題或繪圖題的評(píng)閱，需要引入人工智能的主觀題評(píng)閱法，采用圖片內(nèi)容深度學(xué)習(xí)技術(shù)，提取答案圖片中的關(guān)鍵信息點(diǎn)，與學(xué)習(xí)的答案相對(duì)照，給出主觀題的評(píng)閱分?jǐn)?shù)。然后，可以采用人工校驗(yàn)法，修改或調(diào)整智能閱卷給出的分?jǐn)?shù)。進(jìn)而，智能系統(tǒng)進(jìn)一步學(xué)習(xí)與修正，提高后續(xù)閱卷的準(zhǔn)確度。當(dāng)前基于圖片的智能閱卷系統(tǒng)，由于試卷學(xué)科和題目類型的多樣性，還沒(méi)有達(dá)到良好應(yīng)用的程度。

2 在線考試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與功能模型

2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

富媒體在線考試系統(tǒng)，與普通在線考試系統(tǒng)的區(qū)別就是，提供更加多樣化的題型設(shè)置手段，使主觀題的題型設(shè)置更加豐富，更加方便對(duì)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的考查。同時(shí)，提供智能在線監(jiān)考功能，使考生了解系統(tǒng)的監(jiān)考方式，通過(guò)減少干擾、方便答題的方式，使考生完成誠(chéng)信的在線考試過(guò)程。更進(jìn)一步，提供智能閱卷功能，探索采用人工智能引擎，基于教師給出的標(biāo)準(zhǔn)答案，采用深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)挖掘法，智能對(duì)主觀題圖片中的文字和圖形信息進(jìn)行評(píng)閱，給出試題得分，并與教師評(píng)分相校驗(yàn)和改進(jìn)提高。其他如管理、組卷和統(tǒng)計(jì)功能等，與普通在線考試系統(tǒng)類似。

在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)方面，富媒體在線考試系統(tǒng)工具將不斷創(chuàng)新和分享核心源碼的Java語(yǔ)言作為核心使用的計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，同時(shí)內(nèi)嵌使用JavaScript、Python等腳本語(yǔ)言。其上集成的框架工具包括前端工具extjs、消息中間件RabbitMQ、分布式服務(wù)工具zookeeper等都具備開(kāi)源、分享的特點(diǎn)，使富媒體在線考試系統(tǒng)工具可以在不用考慮授權(quán)的基礎(chǔ)上獲得基礎(chǔ)框架持續(xù)優(yōu)化的加成，系統(tǒng)技術(shù)框架如圖1所示。

系統(tǒng)采用J2EE平臺(tái)的瀏覽器/服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)三層架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以“服務(wù)請(qǐng)求+服務(wù)響應(yīng)”為基本運(yùn)行方式，系統(tǒng)應(yīng)用JSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)客戶層的開(kāi)發(fā)，邏輯層應(yīng)用JavaBean、EJB技術(shù)，Session EJB內(nèi)封裝業(yè)務(wù)邏輯，Entity EJB介于服務(wù)層和數(shù)據(jù)層之間，完成數(shù)據(jù)存取過(guò)程中的事務(wù)處理，整個(gè)邏輯層采用Web Service封裝，有效集成了數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的優(yōu)化機(jī)制，提高了訪問(wèn)效率。采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)SQL作為后臺(tái)數(shù)據(jù)存取的數(shù)據(jù)支持，具備文件服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和文件在系統(tǒng)全局功能模塊中的共享、分析和處理功能。

2.2 系統(tǒng)功能模型

富媒體在線考試系統(tǒng)的主要功能，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于客戶端考試需求的快速組卷、在線答題和智能評(píng)閱與成績(jī)統(tǒng)計(jì)功能，以提高在線考試反應(yīng)的敏捷性和滿意程度。因此，設(shè)計(jì)了富媒體在線考試系統(tǒng)的主要功能，如圖2所示，包括系統(tǒng)管理模塊、題庫(kù)與組卷管理模塊、在線答題管理模塊、監(jiān)考管理模塊、智能閱卷模塊和試卷存檔與分析管理模塊。

2.2.1 系統(tǒng)管理模塊

該模塊可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的登錄權(quán)限、屬性定義和公共信息瀏覽的管理。利用系統(tǒng)的權(quán)限管理模塊，用戶登錄系統(tǒng)后，在前端發(fā)起的請(qǐng)求里，添加權(quán)限信息，后端接收到的每個(gè)調(diào)用請(qǐng)求都需要確認(rèn)是合理的平臺(tái)前端調(diào)用?；诮巧脑L問(wèn)控制設(shè)計(jì)的權(quán)限管理模塊，使用基于角色、用戶、功能的授權(quán)約束技術(shù)，建立授權(quán)約束的沖突檢測(cè)規(guī)則，能對(duì)不同用戶在訪問(wèn)資源時(shí)進(jìn)行權(quán)限控制，避免因權(quán)限控制缺失或操作不當(dāng)引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。屬性定義模塊定義系統(tǒng)即試題的屬性及其水平，例如，題型屬性可以定義為單選題、多選題、判斷題、填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、綜合題和繪圖題等。需實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中所用屬性及其水平的靈活定義，保證系統(tǒng)面向不同應(yīng)用需求的可配置性和靈活性。

2.2.2 題庫(kù)與組卷管理模塊

該模塊實(shí)現(xiàn)了考試課程和題目設(shè)置的管理，并由定義的組卷計(jì)算規(guī)則，快速生成所需課程的在線考試試卷?？荚囌n程管理主要定義專業(yè)、課程類型、課程名稱等需要在線考試的課程信息，而題目設(shè)置管理則針對(duì)具體課程，允許教師構(gòu)建該課程的在線考試題庫(kù)，包括多種可使用富媒體支持的試題類型，并設(shè)置試題的客觀或主觀回答屬性。富媒體在線考試系統(tǒng)的題目設(shè)置管理，應(yīng)提供允許插入圖片、視頻或音頻素材的界面，并提供試題排版界面，使試題清晰、準(zhǔn)確的展示給考生。另外，組卷計(jì)算定義可設(shè)置試卷的總分值、分項(xiàng)分值，可設(shè)置試卷的難度層級(jí)和對(duì)課程目標(biāo)的覆蓋要求，并可選擇所用的組卷算法，如隨機(jī)填充法和遺傳優(yōu)化算法等[10]。進(jìn)而，試題組卷模塊則根據(jù)服務(wù)器端系統(tǒng)底層運(yùn)算，抽取題庫(kù)中的試題形成試卷，提交給教師審閱和校核。該功能應(yīng)可生成滿足不同重復(fù)度要求的多套不同試卷，如A、B和C卷等，充分減輕教師出題工作量。

2.2.3 在線答題管理模塊

在線答題模塊的主要功能是識(shí)別考生信息、清晰地展示在線考試的客觀題與主觀題，記錄考生回答的結(jié)果，并具備提交與按時(shí)回收試卷的功能。其中，主要闡述主觀題的富媒體在線回答方式，對(duì)于計(jì)算、寫(xiě)作或繪圖等主觀題，系統(tǒng)允許考生拍照上傳其答案，并具備題目回答結(jié)果的預(yù)覽和清晰度校驗(yàn)功能，在滿足清晰度和圖片容量要求后，允許考生提交該題的回答結(jié)果。從而擺脫了以往在線考試僅支持選擇、判斷等客觀題，而對(duì)文字、繪圖等主觀題回答支持不足的問(wèn)題，豐富了在線考試的應(yīng)用形式。對(duì)試題提供答案提交與存儲(chǔ)功能，保證在線考試結(jié)果的可查閱、可評(píng)閱和安全性特征。

2.2.4 監(jiān)考管理模塊

開(kāi)放式、分布式在線考試的監(jiān)考，需要提供創(chuàng)新的監(jiān)考手段。除了采用考試誠(chéng)信教育之外，面向減輕考生硬件設(shè)備負(fù)擔(dān)的需求，系統(tǒng)需具備監(jiān)考方式設(shè)置選項(xiàng)。在該功能項(xiàng)中，可設(shè)置是否打開(kāi)攝像頭監(jiān)控、是否限制頁(yè)面切換和粘貼預(yù)警的次數(shù)等。在作弊預(yù)警管理模塊中，可設(shè)置作弊預(yù)警算法，如單次統(tǒng)計(jì)法、行為綜合法和智能判別法等，及時(shí)給出考生的作弊傾向預(yù)警，記錄可能作弊的證據(jù)并提交考官最終判斷。

2.2.5 智能閱卷管理模塊

閱卷管理功能模塊強(qiáng)調(diào)智能特征，因?yàn)閷?duì)于以圖片形式上傳的主觀題答案，如果完全教師評(píng)判則工作量大，借助計(jì)算機(jī)的人工智能和深度學(xué)習(xí)算法，基于標(biāo)準(zhǔn)答案比對(duì)考生以圖片形式提交的試題回答結(jié)果，能夠完成試題的初步評(píng)閱，減輕教師大量評(píng)閱的工作量。因此，系統(tǒng)首先包括評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)提交功能，主觀題標(biāo)準(zhǔn)答案被以圖文方式輸入系統(tǒng)；智能閱卷引擎采用人工智能和深度學(xué)習(xí)機(jī)理，比對(duì)考生的回答結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)答案之間的差距，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或基于模型的控制算法，給出主觀題試題的評(píng)分。最后，配合客觀題結(jié)果，由系統(tǒng)完成試卷的評(píng)閱，通過(guò)教師核查后，由系統(tǒng)進(jìn)行成績(jī)輸出，學(xué)生可以根據(jù)通知提醒進(jìn)行基于網(wǎng)絡(luò)的課程考試查分。

2.2.6 試卷存檔與分析管理模塊

線下課程考試大量試卷的存檔，占用寶貴辦公室空間，同時(shí)，成績(jī)數(shù)據(jù)、課程目標(biāo)達(dá)成度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作較煩瑣。富媒體在線考試系統(tǒng)的存檔與分析管理模塊，需要提供校核流程管理，設(shè)置試卷成績(jī)的批量校核流程，由不同的用戶來(lái)順接執(zhí)行成績(jī)批閱與校核工作。系統(tǒng)需面向?qū)I(yè)認(rèn)證與教學(xué)評(píng)估需求，提供成績(jī)的分析統(tǒng)計(jì)功能。進(jìn)一步，可以基于試卷大數(shù)據(jù)分析，面向教師進(jìn)行試卷和教學(xué)效果反饋，指導(dǎo)教師改進(jìn)教學(xué)過(guò)程、優(yōu)化教學(xué)方法。試題庫(kù)則是存儲(chǔ)歷史在線考試試卷的存儲(chǔ)庫(kù)，展示歷年的課程考試結(jié)果，形成課程考試大數(shù)據(jù)。

3 在線考試系統(tǒng)的全流程設(shè)計(jì)

基于上述描述的富媒體在線考試系統(tǒng)的功能模型，開(kāi)展富媒體在線考試的全流程設(shè)計(jì)與系統(tǒng)響應(yīng)分析，構(gòu)建了如圖3所示的在線考試系統(tǒng)流程。

第一步，需要進(jìn)行在線考試系統(tǒng)的題庫(kù)設(shè)置。需要設(shè)置考試課程的客觀題，如選擇題、判斷題，進(jìn)而設(shè)置課程的主觀題，如填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題和綜合題等。對(duì)于工程圖學(xué)和機(jī)械制圖等繪圖類課程考試，則需要輸入繪圖題。另外，需要輸入題目的答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于客觀題，直接給出選項(xiàng)和判斷結(jié)果，而對(duì)于主觀題，則向系統(tǒng)輸入文字或圖片的標(biāo)準(zhǔn)答案，并給出評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

第二步，針對(duì)課程考試，如期中、期末等考試需求，在組卷算法的支持下，通過(guò)組卷運(yùn)算生成滿足需求的多份標(biāo)準(zhǔn)化試卷。由課程組教師進(jìn)行審核和評(píng)定，對(duì)不滿足要求的試卷進(jìn)行重新生成或微調(diào)，同時(shí)生成試卷的答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

第三步，在富媒體實(shí)時(shí)在線考試模塊的支持下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化人機(jī)界面與后臺(tái)響應(yīng)的方式，進(jìn)行考生登錄、在線答題和在線監(jiān)考的工作，同時(shí)系統(tǒng)記錄答題時(shí)間。在考試過(guò)程中，對(duì)于主觀題允許考試使用手寫(xiě)板回答，或上傳手寫(xiě)答案圖片的方式，目的是體現(xiàn)考生對(duì)于主觀題的寫(xiě)作回答結(jié)果。對(duì)于主觀題，采用與線下考試類似的回答方式，提高考生對(duì)于在線考試試題回答的熟悉程度，并體現(xiàn)出個(gè)性化答題的效果。

第四步，開(kāi)發(fā)基于深度學(xué)習(xí)的主觀題自動(dòng)評(píng)閱模塊，對(duì)學(xué)生以圖片形式上傳的主觀題進(jìn)行自動(dòng)評(píng)閱。系統(tǒng)首先完成標(biāo)準(zhǔn)答案識(shí)別，然后采用深度學(xué)習(xí)或基于模型的控制策略，識(shí)別考生手寫(xiě)答案與標(biāo)準(zhǔn)答案的差距，從而給出得分評(píng)判[11]。進(jìn)而，教師對(duì)于自動(dòng)閱卷結(jié)果進(jìn)行人工校核和修改。如果自動(dòng)閱卷結(jié)果差異過(guò)大，則需改進(jìn)自動(dòng)閱卷模型并進(jìn)行再學(xué)習(xí)評(píng)閱。在滿足試卷評(píng)閱準(zhǔn)確度要求之后，進(jìn)行在線考試的成績(jī)發(fā)布，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析工作。進(jìn)而，對(duì)考試試卷存檔形成在線考試大數(shù)據(jù)集合，供后續(xù)的調(diào)用與數(shù)據(jù)挖掘工作使用。

4 在線考試的應(yīng)用案例

把上述富媒體在線考試的概念模型與數(shù)據(jù)模型，融入基于云計(jì)算的在線考試系統(tǒng)，我校已成功實(shí)施iTEST智能測(cè)評(píng)云平臺(tái)，為高校外語(yǔ)教學(xué)提供在線測(cè)評(píng)與資源服務(wù)，如圖4所示。iTEST提供了題庫(kù)管理功能，其中，AI命題可以基于模板和題型等屬性進(jìn)行自動(dòng)出題，提高了出題的靈活性；考試管理模塊則設(shè)置考試時(shí)長(zhǎng)、開(kāi)始時(shí)間、考試報(bào)名和當(dāng)前狀態(tài)等信息，對(duì)接考生端登錄在線考試系統(tǒng)答題。另外，系統(tǒng)具備操作管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用ITEST智能測(cè)試平臺(tái)，已成功對(duì)2021級(jí)學(xué)生進(jìn)行了大學(xué)英語(yǔ)分級(jí)摸底線上考試，成功實(shí)現(xiàn)近6 000人的同步在線考試。同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用ITEST智能測(cè)試平臺(tái)，對(duì)2021級(jí)學(xué)生進(jìn)行了“學(xué)生手冊(cè)”和“大學(xué)生廉潔文化知識(shí)”線上考試，大大提高了考試效率，有效避免了后疫情時(shí)代聚集性線下考試。在2022年上半年疫情期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功進(jìn)行了“語(yǔ)音的故事”課程在線考試，如圖5所示?？荚嚥捎肐TEST軟件和騰訊會(huì)議，利用ITEST平臺(tái)提供在線試題，采用ITEST本身的防切屏和基于騰訊會(huì)議的二機(jī)位視頻法，最大限度地防止考生作弊，為疫情常態(tài)化背景下在線考試工作提供了全新思路與實(shí)踐案例。

5 結(jié) 論

本文分析了富媒體在線考試系統(tǒng)的需求，提出了富媒體在線考試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能模型，并開(kāi)展了富媒體在線考試的全流程設(shè)計(jì)。提出支持圖片、視頻等的在線考試主觀題設(shè)置，對(duì)于主觀題采用手寫(xiě)答案上傳和深度學(xué)習(xí)智能評(píng)閱的設(shè)計(jì)理念，配合智能化試卷組卷、在線監(jiān)考和試卷大數(shù)據(jù)挖掘功能，整體實(shí)現(xiàn)富媒體在線考試的全流程設(shè)計(jì)，為面向高?；A(chǔ)課、專業(yè)課的富媒體在線考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與完善，提供了可參考的概念模型與數(shù)據(jù)模型。

隨著我國(guó)當(dāng)前疫情的結(jié)束，高校的大量基礎(chǔ)課和專業(yè)課都采用了線下紙質(zhì)的傳統(tǒng)考試模式，但是富媒體在線考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，對(duì)于課程實(shí)施互聯(lián)網(wǎng)分布式考試，減輕教師閱卷負(fù)擔(dān)，提高考試數(shù)據(jù)分析能力，進(jìn)行在線考試技術(shù)儲(chǔ)備和實(shí)現(xiàn)教育數(shù)字化，具有重要的應(yīng)用意義。同時(shí)，開(kāi)展在線監(jiān)考智能識(shí)別算法和基于深度學(xué)習(xí)的主觀題自動(dòng)評(píng)閱算法研究，對(duì)于突破在線考試的智能化監(jiān)考和閱卷的功能瓶頸，為大規(guī)模、分布式在線考試的深度應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：張慧琴（1980—），女，漢族，山東淄博人，副研究員，實(shí)驗(yàn)中心主任，碩士，研究方向：高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理；通訊作者：李中凱（1980—），男，漢族，山東淄博人，副教授，博士，研究方向：智能信息處理；徐玉林（1980—），男，漢族，江蘇南京人，實(shí)驗(yàn)中心秘書(shū)，碩士，研究方向：信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與管理。

Architecture and Whole Process Design for Rich Media Online Examination in Colleges and Universities

ZHANG Huiqin1， LI Zhongkai2， XU Yulin1

（1.School of Foreign Studies， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116， China;

2.School of Mechanical and Electrical Engineering， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116， China）

Abstract： In view of the lack of flexibility and intelligence of traditional online examination， the concept of rich media is introduced into the process of online examination in colleges and universities， and pictures， videos and sounds can be inserted into simple answers， calculations and synthesis questions. The intelligent marking module based on Deep Learning and intelligent invigilation module based on action analysis are proposed to ensure the easy interaction， efficient invigilation and intelligent marking effect of online examination. Based on the requirements analysis of online assessment， this paper constructs the architecture and functional model of rich media online examination， designs the whole process of rich media online assessment， so as to provide the support of concept model and data model for the development and improvement of rich media online examination system based on cloud computing. The application case of the intelligent evaluation cloud platform proves the effectiveness of the proposed rich media online examination model.

Keywords： online examination; digital examination; rich media; system architecture design; concept model