新時代大規(guī)模智慧考試路徑設計與實踐研究

李雅靜 田西雨 張效邦

摘要：目前，國內院校的考試形式仍以紙質考試為主，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校為例，從系統(tǒng)建設、應用試點等方面詳細剖析其建設的智慧考試綜合服務平臺，深入探索新時代大規(guī)模智慧考試路徑。

關鍵詞：教育數(shù)字化；計算機軟件及計算機應用；智慧考試

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

背景

2022年1月，國務院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經濟發(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]考試是學校教學環(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生的學習效果，判斷學生的學術水平。筆者所在學校結合自身辦學實情，建設了智慧考試綜合服務平臺，平臺集“海量題庫”“個性試卷”“科學評價”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計與實踐方面具體啟發(fā)意義。

智慧考試綜合服務平臺的必要性

在智慧考試綜合服務平臺推出之前，為了完成每學期的學生考核評價，在考試前，任課教師一般需要采用傳統(tǒng)的方式手工出卷，并經排版印刷后做好紙質試卷，在考試期間，需要組織考務工作者監(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，為了完成每學期的試卷編制任務，命題教師需要花費大量時間設計、選擇題目，同時要對照往年試題，設計題目類型、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。考務工作者會統(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平臺可以讓任課教師將更多精力放在設計和管理題目上，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，無需產生紙質試卷，這在存儲、印刷等方面也大大節(jié)約了資源。

其次，智慧考試綜合服務平臺能夠在考試期間協(xié)助監(jiān)考人員完成考務工作。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，并要求學生在紙質簽到表上簽字，監(jiān)考教師需全程高度關注考生狀態(tài)，以盡可能防止學生作弊等違紀行為發(fā)生。智慧考試綜合服務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，智慧考試綜合服務平臺能夠協(xié)助任課教師完成試卷評閱，并及時、準確地完成成績統(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核成績。而借助智慧考試綜合服務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，準確率高，此外還能夠協(xié)助教師分析學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，組織考試的任務越來越繁重，需要配備的人力和對應的勞務也越來越多，傳統(tǒng)紙質考試已無法適應當前教學設計和教學任務的需要，迫切地需要推出一種新型考試。

智慧考試綜合服務平臺的設計與實現(xiàn)

1.系統(tǒng)結構

紙質考試和在線考試的關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；部分學校的考試涉及考生量大、地域跨度大、實際網絡聯(lián)通情況錯綜復雜，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?？紤]到這些復雜的現(xiàn)實情況，智慧考試綜合服務平臺采用B/S與C/S相結合的形式進行系統(tǒng)結構設計，既具備B/S的跨平臺性、高擴展性和維護性，也保留了C/S的響應速度快、能夠分擔處理壓力的優(yōu)點。系統(tǒng)支持前后端分離技術，采用SPRING CLOUD微服務架構進行模塊化開發(fā)，服務與服務之間相對解耦，支持服務的注冊、發(fā)現(xiàn)和調用，對后續(xù)單獨服務的優(yōu)化和擴充有著極高的適應性。此外，系統(tǒng)還支持多種計算機主流瀏覽器，網頁自動適配手機、平板電腦訪問，架構接口能適應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)的設計，智慧考試綜合服務平臺能夠支持學校線上和線下兩種不同形式的考試，覆蓋了考務管理、題庫管理、閱卷管理、考風考紀管理等考試全過程，并根據(jù)學校業(yè)務建設提供隨約隨考、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）考務管理

傳統(tǒng)意義上，考試系統(tǒng)對考務管理僅限于考試課程管理、錄入試卷、登記分數(shù)并導出等基本功能。而智慧考試綜合服務平臺具有考點管理、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。

（2）題庫管理

題庫模塊是智慧考試綜合服務平臺的核心，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，可有效杜絕學生作弊等錯誤行為。

（3）考試管理

考試管理模塊是唯一面向學生開放的模塊，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、準確、簡便地給出分數(shù)。

（5）考風考紀

考風考紀模塊是智慧考試綜合服務平臺的特色功能，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)字化轉型升級已成為教育戰(zhàn)線信息化建設人員的重要任務，但教育數(shù)字化不是簡單地為業(yè)務人員搭建一個系統(tǒng)，而是需要在一個組織系統(tǒng)內，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)倉庫的服務對象也不是只有這一個業(yè)務系統(tǒng)。這樣設計有兩個好處：一是可應用于決策支持，進行分析型數(shù)據(jù)處理；二是它集成了多個不同結構的數(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)

智慧考試綜合服務平臺在應用場景上涉獵廣泛，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)。智慧考試綜合服務平臺相對容易理解，也容易被接受，相關研究和產品也種類繁多，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平臺組織考試工作是一大挑戰(zhàn)。同時，智慧考試綜合服務平臺的落地需要耗費大量的人力。人們雖然認可“教育數(shù)字化轉型”，但因考試工作人員習慣了傳統(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、新產品的學習能力和理解能力不同，難免會對智慧考試綜合服務平臺下的智慧考試新路徑不適應。

第二，技術和應用層面的挑戰(zhàn)。智慧考試綜合服務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)，這對考試場所的網絡配置有一定的要求。同時，建設如此龐大的智慧考試綜合服務平臺需要投入大額經費，以突破硬件方面的限制。

第三，功能設計和優(yōu)化的挑戰(zhàn)。大規(guī)模考試將產生大規(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，要嚴格按照網絡安全保障體系規(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和應用策略

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

第一，高度關注信息安全。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)務工作順利進展的關鍵。大規(guī)模智慧考試的成果既要滿足現(xiàn)有業(yè)務人員的當前業(yè)務，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)建設和應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)，而非其他復雜場景。因此，應關注三個方面：①關注系統(tǒng)功能的設計，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)響應速度，節(jié)約網絡流量花銷；②做好系統(tǒng)測試工作，不斷完善平臺的系統(tǒng)架構，選擇合適的數(shù)據(jù)查詢算法，提高算法查詢速率；③關注操作系統(tǒng)的邏輯設置和硬件設施的配備情況，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和應用需要完善管理機制，形成“學校主要負責人+管理人員+技術人員+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，做好風險應急方案。

總結

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。新時代大規(guī)模智慧考試路徑是響應教育數(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的智慧考試綜合服務平臺，剖析了平臺的結構設計、功能設計和數(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?？偟膩碚f，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注技術的發(fā)展，更要深耕技術與業(yè)務的深度融合，采用合適的技術而不是最新的技術，在精準點發(fā)力，努力打造優(yōu)質的教學管理平臺。

參考文獻：

[1]中華人民共和國中央人民政府.國務院關于印發(fā)“十四五”數(shù)字經濟發(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習中心集體學習暨教育信息化首場輔導報告會[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習分析體系研究與實踐”（課題號：KT2021089）。