新時代大規(guī)模智慧考試路徑設(shè)計與實踐研究

李雅靜 田西雨 張效邦

摘要：目前，國內(nèi)院校的考試形式仍以紙質(zhì)考試為主，考試期間考場身份核驗、全流程監(jiān)考和考后成績錄入等必要環(huán)節(jié)重度依賴人工，已部署的考試系統(tǒng)與其他系統(tǒng)不連通進而形成“數(shù)據(jù)孤島”，這些限制造成大量成本和資源浪費?；诖耍疚囊晕覈承滦透叩葘W(xué)校為例，從系統(tǒng)建設(shè)、應(yīng)用試點等方面詳細剖析其建設(shè)的智慧考試綜合服務(wù)平臺，深入探索新時代大規(guī)模智慧考試路徑。

關(guān)鍵詞：教育數(shù)字化；計算機軟件及計算機應(yīng)用；智慧考試

中圖分類號：G434 ?文獻標(biāo)識碼：A ?論文編號：1674-2117（2023）16-0090-04

背景

2022年1月，國務(wù)院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，提出深入推進智慧教育[1]；2022年初，全國教育工作會議提出全面推進教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，開創(chuàng)教育新局面，推進教育信息化向教育數(shù)字化發(fā)展。[2-3]考試是學(xué)校教學(xué)環(huán)節(jié)中非常重要的一環(huán)，只有公平、有序的考試才能真實反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，判斷學(xué)生的學(xué)術(shù)水平。筆者所在學(xué)校結(jié)合自身辦學(xué)實情，建設(shè)了智慧考試綜合服務(wù)平臺，平臺集“海量題庫”“個性試卷”“科學(xué)評價”等于一體，在大規(guī)模線上和線下智慧考試一體化路徑的設(shè)計與實踐方面具體啟發(fā)意義。

智慧考試綜合服務(wù)平臺的必要性

在智慧考試綜合服務(wù)平臺推出之前，為了完成每學(xué)期的學(xué)生考核評價，在考試前，任課教師一般需要采用傳統(tǒng)的方式手工出卷，并經(jīng)排版印刷后做好紙質(zhì)試卷，在考試期間，需要組織考務(wù)工作者監(jiān)考，在科目考試之后，任課教師需要花費大量時間閱卷和統(tǒng)計成績。其中的各個流程都需要花費諸多人力物力。而在智慧考試綜合服務(wù)平臺推出之后，則從多個方面節(jié)約了資源、提高了效率。

首先，智慧考試綜合服務(wù)平臺能夠協(xié)助任課教師完成試卷編制，并優(yōu)化試卷管理模式。以往，為了完成每學(xué)期的試卷編制任務(wù)，命題教師需要花費大量時間設(shè)計、選擇題目，同時要對照往年試題，設(shè)計題目類型、難度系數(shù)、題目分值等，編制完成后需提前做一遍，以保證試題的正確性?？紕?wù)工作者會統(tǒng)一管理試卷，并安排印刷廠排版打印。此外，為了防止和應(yīng)對試卷泄露等不良事件發(fā)生，管理人員需提前將試卷存在固定的保密室。而智慧考試綜合服務(wù)平臺可以讓任課教師將更多精力放在設(shè)計和管理題目上，并協(xié)助任課教師妥善完成試題的全周期管理，保障題目的全生命周期全流程聯(lián)動。另外，無需產(chǎn)生紙質(zhì)試卷，這在存儲、印刷等方面也大大節(jié)約了資源。

其次，智慧考試綜合服務(wù)平臺能夠在考試期間協(xié)助監(jiān)考人員完成考務(wù)工作。為了保障考試的公平性和嚴肅性，每場考試需完成考生身份識別和確認、考生到場情況統(tǒng)計、考試期間全程監(jiān)控等工作。在傳統(tǒng)考試中，這些工作都是依靠人工完成，并要求學(xué)生在紙質(zhì)簽到表上簽字，監(jiān)考教師需全程高度關(guān)注考生狀態(tài)，以盡可能防止學(xué)生作弊等違紀行為發(fā)生。智慧考試綜合服務(wù)平臺引入的人臉識別系統(tǒng)可以協(xié)助監(jiān)考人員確認考生身份，在后臺自動統(tǒng)計考生的到場情況，并借助攝像頭、操作追蹤等技術(shù)全程實時監(jiān)控每位考生的狀態(tài)。

再次，智慧考試綜合服務(wù)平臺能夠協(xié)助任課教師完成試卷評閱，并及時、準(zhǔn)確地完成成績統(tǒng)計等工作。在傳統(tǒng)考試中，考試后需要人工閱卷，這個過程會耗費大量的人力和物力；同時，閱卷中也會不可避免地發(fā)生人工差錯，一旦出錯需要通過查找試卷的方式復(fù)核成績。而借助智慧考試綜合服務(wù)平臺能夠完美解決以上問題，客觀題評閱、成績統(tǒng)計自動化，時效性高，準(zhǔn)確率高，此外還能夠協(xié)助教師分析學(xué)生易錯點和知識點的掌握程度。

值得注意的是，近些年各類院校對智慧考試綜合服務(wù)平臺的需求越來越迫切，這一方面是因為考試環(huán)節(jié)增多，對應(yīng)的考試項目變多，另一方面是因為考生數(shù)量越來越大，組織考試的任務(wù)越來越繁重，需要配備的人力和對應(yīng)的勞務(wù)也越來越多，傳統(tǒng)紙質(zhì)考試已無法適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)設(shè)計和教學(xué)任務(wù)的需要，迫切地需要推出一種新型考試。

智慧考試綜合服務(wù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

紙質(zhì)考試和在線考試的關(guān)注點和組織方式不同，需要有針對性地劃分系統(tǒng)功能，同時對數(shù)據(jù)進行后臺整體管理；部分學(xué)校的考試涉及考生量大、地域跨度大、實際網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通情況錯綜復(fù)雜，尤其是在開考前后幾分鐘和考試交卷時會出現(xiàn)高并發(fā)的數(shù)據(jù)處理壓力。考慮到這些復(fù)雜的現(xiàn)實情況，智慧考試綜合服務(wù)平臺采用B/S與C/S相結(jié)合的形式進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，既具備B/S的跨平臺性、高擴展性和維護性，也保留了C/S的響應(yīng)速度快、能夠分擔(dān)處理壓力的優(yōu)點。系統(tǒng)支持前后端分離技術(shù)，采用SPRING CLOUD微服務(wù)架構(gòu)進行模塊化開發(fā)，服務(wù)與服務(wù)之間相對解耦，支持服務(wù)的注冊、發(fā)現(xiàn)和調(diào)用，對后續(xù)單獨服務(wù)的優(yōu)化和擴充有著極高的適應(yīng)性。此外，系統(tǒng)還支持多種計算機主流瀏覽器，網(wǎng)頁自動適配手機、平板電腦訪問，架構(gòu)接口能適應(yīng)IOS系統(tǒng)、Android系統(tǒng)以及微信小程序等移動端的接入。

2.功能模塊

不同于傳統(tǒng)意義上考試系統(tǒng)的設(shè)計，智慧考試綜合服務(wù)平臺能夠支持學(xué)校線上和線下兩種不同形式的考試，覆蓋了考務(wù)管理、題庫管理、閱卷管理、考風(fēng)考紀管理等考試全過程，并根據(jù)學(xué)校業(yè)務(wù)建設(shè)提供隨約隨考、智能組卷、智能發(fā)卷、智能閱卷等功能，全方位實現(xiàn)考試過程數(shù)字化。

（1）考務(wù)管理

傳統(tǒng)意義上，考試系統(tǒng)對考務(wù)管理僅限于考試課程管理、錄入試卷、登記分數(shù)并導(dǎo)出等基本功能。而智慧考試綜合服務(wù)平臺具有考點管理、考試課程管理、考場編排管理、考試試題訂單管理、成績管理、考試通知打印等服務(wù)。

（2）題庫管理

題庫模塊是智慧考試綜合服務(wù)平臺的核心，包含試題管理與組卷策略兩大部分。對此，智慧考試綜合服務(wù)平臺的題庫模塊需要完成課程管理、知識點管理、題型管理、出題人員管理、題目管理、試題審核、組卷策略等。為了保障大規(guī)模線下機考的公平性，智慧考試綜合服務(wù)平臺實現(xiàn)了智慧組卷、智能分發(fā)試卷，使得相鄰考生的試題順序和題目不一樣，可有效杜絕學(xué)生作弊等錯誤行為。

（3）考試管理

考試管理模塊是唯一面向?qū)W生開放的模塊，具有考試報名、在線考試、上傳考試過程文件、成績查詢與打印等功能。為充分保障在線考試的質(zhì)量，不同平臺采取了不同的措施，如考試軟件全屏顯示且無法打開其他軟件、部分考試全程開啟攝像頭甚至需要雙機位攝像。

（4）在線閱卷

在線閱卷模塊包含答卷掃描與錄入、智能評分系統(tǒng)、閱卷人錄入等主要功能。對于客觀題，出題人員在設(shè)計題目時便錄入答案，智能評分系統(tǒng)可自動評閱考生答卷；對于主觀題，在線閱卷功能可以免去閱卷過程中翻閱試卷的時間，創(chuàng)造匿名評閱環(huán)境，協(xié)助評閱人更加客觀、準(zhǔn)確、簡便地給出分數(shù)。

（5）考風(fēng)考紀

考風(fēng)考紀模塊是智慧考試綜合服務(wù)平臺的特色功能，主要包含巡考管理、考試簽到、違紀管理、遠程監(jiān)考等功能。其中，考試簽到模塊集成了人臉識別技術(shù)和公安部身份核驗接口，若核驗通過系統(tǒng)自動簽到，考生則能正?？荚?，這樣可以減輕監(jiān)考人員工作壓力，并有效遏制替考事件的發(fā)生。

3.數(shù)據(jù)部署

教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級已成為教育戰(zhàn)線信息化建設(shè)人員的重要任務(wù)，但教育數(shù)字化不是簡單地為業(yè)務(wù)人員搭建一個系統(tǒng)，而是需要在一個組織系統(tǒng)內(nèi)，充分整合各方數(shù)據(jù)，建成基于數(shù)據(jù)庫的“倉庫”，也就是數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)倉庫是面向主題的、集成的、相對穩(wěn)定的、反映歷史變化的數(shù)據(jù)集合。智慧考試綜合服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)層包含了數(shù)據(jù)倉庫，數(shù)據(jù)倉庫的服務(wù)對象也不是只有這一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這樣設(shè)計有兩個好處：一是可應(yīng)用于決策支持，進行分析型數(shù)據(jù)處理；二是它集成了多個不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)源，可以根據(jù)主題進行重組和存儲。[4]

智慧考試綜合服務(wù)平臺在使用過程中主要集成了各類人員信息庫（教師庫和學(xué)生庫）、考點考場庫、課程信息庫、試題庫、試卷庫、成績庫、日志庫等。系統(tǒng)針對高并發(fā)需求的服務(wù)可抽離、可單獨部署、可集群，以此進一步提高處理性能。此外，系統(tǒng)采用第三方獨立緩存、高性能消息中間件、靜態(tài)資源存儲服務(wù)器等方式，進一步提高數(shù)據(jù)處理性能。

智慧考試新路徑的問題和挑戰(zhàn)

智慧考試綜合服務(wù)平臺在應(yīng)用場景上涉獵廣泛，能夠同時支持線上考試和線下考試，這在一定程度上打破考試的空間限制。但智慧考試綜合服務(wù)平臺在試點階段面臨一系列問題和挑戰(zhàn)。

第一，組織和思想層面的挑戰(zhàn)。智慧考試綜合服務(wù)平臺相對容易理解，也容易被接受，相關(guān)研究和產(chǎn)品也種類繁多，但目前在院校中仍為組織考試的輔助工具，真正大規(guī)模應(yīng)用的、打通線上和線下考試的、考試管理一體化的平臺幾乎沒有，如何借助智慧考試綜合服務(wù)平臺組織考試工作是一大挑戰(zhàn)。同時，智慧考試綜合服務(wù)平臺的落地需要耗費大量的人力。人們雖然認可“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型”，但因考試工作人員習(xí)慣了傳統(tǒng)的考試形式和考試管理格局，存在工作慣性，再加上對新技術(shù)、新產(chǎn)品的學(xué)習(xí)能力和理解能力不同，難免會對智慧考試綜合服務(wù)平臺下的智慧考試新路徑不適應(yīng)。

第二，技術(shù)和應(yīng)用層面的挑戰(zhàn)。智慧考試綜合服務(wù)平臺的推廣對硬件環(huán)境提出更高要求，尤其是在考試開始的前后5分鐘和考試結(jié)束的前后5分鐘，需要加載大量數(shù)據(jù)，這對考試場所的網(wǎng)絡(luò)配置有一定的要求。同時，建設(shè)如此龐大的智慧考試綜合服務(wù)平臺需要投入大額經(jīng)費，以突破硬件方面的限制。

第三，功能設(shè)計和優(yōu)化的挑戰(zhàn)。大規(guī)?？荚噷a(chǎn)生大規(guī)模的數(shù)據(jù)并發(fā)和管理，但在實際使用中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和讀取邏輯會極大地影響工作效率。此外，要嚴格區(qū)分涉密和非涉密部分，尤其是題庫管理模塊。對涉密部分，要堅持“最小化”原則，即讓最少的人能接觸到；對非涉密部分，要嚴格按照網(wǎng)絡(luò)安全保障體系規(guī)定，做好數(shù)據(jù)流通工作，避免數(shù)據(jù)孤島現(xiàn) 象發(fā)生。[5]

大規(guī)模智慧考試路徑的建設(shè)和應(yīng)用策略

智慧考試是當(dāng)前考試戰(zhàn)線的一大工作方向。筆者通過實踐和調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模智慧考試路徑在建設(shè)和應(yīng)用方面仍有如下幾個值得關(guān)注的地方。

第一，高度關(guān)注信息安全。目前，人們的個人信息保護意識不斷提升，數(shù)據(jù)蘊含無窮價值也成為人們的共識。因此，大規(guī)模智慧考試路徑要在物理安全、運行安全和數(shù)據(jù)安全三方面完善和提高信息安全技術(shù)體系，充分保障平臺的信息安全，防止數(shù)據(jù)泄露造成的嚴重后果。

第二，確保數(shù)據(jù)的正確性。數(shù)據(jù)正確性是遷移數(shù)據(jù)工作的底線，是確保業(yè)務(wù)工作順利進展的關(guān)鍵。大規(guī)模智慧考試的成果既要滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)人員的當(dāng)前業(yè)務(wù)，也要能接受和保存歷史數(shù)據(jù)，做到“換平臺但不丟數(shù)據(jù)”。而通常情況下，遷移數(shù)據(jù)和保障數(shù)據(jù)正確性在系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用中是易被忽視的一項極其重要的工作。

第三，持續(xù)優(yōu)化平臺設(shè)計。筆者在試用期間發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模智慧考試路徑在運行過程中，多數(shù)時間在查詢數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，而非其他復(fù)雜場景。因此，應(yīng)關(guān)注三個方面：①關(guān)注系統(tǒng)功能的設(shè)計，避免系統(tǒng)頁面顯示時自動加載數(shù)據(jù)，減少無效查詢數(shù)據(jù)庫的情況，可以有效避免不必要的吞吐量，加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)流量花銷；②做好系統(tǒng)測試工作，不斷完善平臺的系統(tǒng)架構(gòu)，選擇合適的數(shù)據(jù)查詢算法，提高算法查詢速率；③關(guān)注操作系統(tǒng)的邏輯設(shè)置和硬件設(shè)施的配備情況，優(yōu)化系統(tǒng)資源的分配方式，避免操作系統(tǒng)資源發(fā)生死鎖和饑餓問題。

第四，建立完善的管理機制。大規(guī)模智慧考試路徑的建設(shè)和應(yīng)用需要完善管理機制，形成“學(xué)校主要負責(zé)人+管理人員+技術(shù)人員+監(jiān)考人員”多方共建的局面；做好各方資源整合，分工明確；在系統(tǒng)試用和推廣期間也需要完善制度，做好風(fēng)險應(yīng)急方案。

總結(jié)

堅定不移實施國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，既是一項系統(tǒng)工程，也是教育戰(zhàn)線迫切而重要的戰(zhàn)略任務(wù)。新時代大規(guī)模智慧考試路徑是響應(yīng)教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動的重要舉措。本文介紹了筆者所在院校建設(shè)的智慧考試綜合服務(wù)平臺，剖析了平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計和數(shù)據(jù)部署等，分析了平臺在推廣和使用過程中的問題和挑戰(zhàn)，并提出策略。總的來說，新時代大規(guī)模智慧考試路徑的探索與實踐之路還很長，信息化工作者不僅要關(guān)注技術(shù)的發(fā)展，更要深耕技術(shù)與業(yè)務(wù)的深度融合，采用合適的技術(shù)而不是最新的技術(shù)，在精準(zhǔn)點發(fā)力，努力打造優(yōu)質(zhì)的教學(xué)管理平臺。

參考文獻：

[1]中華人民共和國中央人民政府.國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的通知[DB/OL].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-01/12/content_5667817.htm.

[2]中華人民共和國教育部.教育部舉行黨組理論學(xué)習(xí)中心集體學(xué)習(xí)暨教育信息化首場輔導(dǎo)報告會[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/moe_1485/202202/t20220221_600942.html.

[3]中華人民共和國教育部.以教育數(shù)字化戰(zhàn)略引領(lǐng)未來：教育部舉行國家智慧教育平臺啟動儀式[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/moe_1485/202203/t20220328_611461.html.

[4]BANERJEE S， BHASKAR S， SARKAR A， et al. A formal OLAP algebra for NoSQL based data warehouses[J].Annals of Emerging Technologies in Computing，2021，5（05）：154-161.

[5]王蕾.國家題庫服務(wù)中國式考試現(xiàn)代化的探索[J].中國考試，2022（12）：27-33.

基金項目：中國教育技術(shù)協(xié)會“十四五”規(guī)劃一般課題“基于人工智能的在線教育學(xué)習(xí)分析體系研究與實踐”（課題號：KT2021089）。