“互聯網+”背景下網絡考試系統分析與設計

摘要：基于“互聯網+”背景下的現代計算機網絡及移動通信技術在高等教育中廣泛應用，建設并使用網絡考試系統用于普通高等教育和遠程教育考試。這不僅可以提升考試組織工作的效率，解決網絡考試中存在的各類問題，還可以實現預約考試、隨到隨考、隨學隨考等靈活的考試模式，很好地解決考試組織形式單一，工學矛盾突出的問題。

關鍵詞：“互聯網+”；網絡考試系統；分析設計

在“互聯網+”背景下，設計、開發和應用網絡考試系統，以支持各級各類考試。這一舉措與教育部的目標一脈相承：努力構建新的人才培養模式、發展基于互聯網的教育服務模式、探索信息時代下的教育管理新模式。本系統將緊密跟隨教育模式改革的步伐，最終實現考試對學習和教學的推動作用，提高教學質量，緩解工學矛盾，并凸顯江蘇開放大學的辦學特色。

一、系統需求分析

（一）登錄功能需求

這個功能是針對所有用戶的，并且也是非常有必要的。用戶首先在登錄頁面中輸入用戶名和密碼，登錄成功后進入網絡考試系統；失敗則返回登錄頁面重新登錄。了保障用戶信息數據的安全，若連續3次輸入錯誤密碼，系統將自動凍結該賬戶，并在30分鐘內禁止該用戶登錄系統。如果用戶確定是由于誤操作導致被禁止登錄，可以聯系系統管理員。管理員在核實情況后可以解除該賬號禁用狀態，避免因誤操作導致學生不能按時參加考試的情況發生。

（二）用戶管理功能需求

系統管理員擁有管理系統所有用戶的權限和功能。管理員登錄系統后臺，可以查看系統中所有學生用戶和教師用戶的信息，并且可以進行增加、刪除、修改等操作。為了數據安全考慮，所有重要數據的變更都將被系統自動記錄在系統日志中。

（三）考試課程管理功能需求

系統管理員可以對相關考試課程進行管理。管理員可以選擇相關的考試課程進行添加、刪除，也可以對課程的考核形式和課程負責人進行變更。

（四）題庫管理功能需求

課程負責人可以對其負責的課程考試題庫進行管理。課程負責人登錄系統后，可進入其負責課程的考試題庫進行試題的修改、添加、刪除、禁用等操作。同時，還可以對試題的難易程度和對應課程的知識點進行標記和關聯[1]。

（五）考試管理功能需求

考試管理模塊主要由系統管理員和課程負責人使用。課程負責人登錄系統后生成本次考試的試卷，系統管理員登錄系統后，關聯考試試卷并發布考試安排。完成上述流程后，學生才能通過登錄系統查看考試安排進行考試預約。

（六）在線考試功能需求

學生用戶可以在預約的時間段內登錄網絡考試系統，完成相關的考試。管理員可在線實時監控整個考試過程，包括考生的參考情況和考試秩序等。

（七）在線閱卷功能需求

考試結束后，教師用戶可以登錄系統進行在線閱卷。試卷的客觀題部分由系統自動評閱，主觀題部分由教師人工評閱。評閱完成后，系統會自動合成成績。

（八）成績管理功能需求

教師評閱結束后，管理員發布成績。學生用戶可登錄系統查詢自己本次考試成績。

二、系統設計

（一）功能模塊設計

用戶管理、考試管理、題庫管理、策略管理、批卷管理、考試預約和在線考試這七個部分共同組成了網絡考試系統。

（二）系統數據庫表設計

網絡考試系統以課程、題庫、教師、學生等作為數據庫表的對象，主要表結構設計如下：

1.課程表

課程表中有三個字段，分別為ID、Cname和Des。其中，ID是主鍵，也是唯一標識字段；Cname是存儲課程名稱；Des用于對存儲的課程進行簡單描述。

2.題庫表

題庫選擇題表包含五個字段，分別為ID、Question、Answer、Teachername、Courseid。其中，ID為主鍵，唯一標識字段；Question用于存儲題干；Answer用于存儲答案；Teachername用于存儲出題老師姓名；Courseid用于標識題目的歸屬課程。

3.教師信息表

教師表包含ID、NO、Name、Sex和Age這五個字段。ID為主鍵，唯一標識字段；NO用于存儲教師工號；Name用于存儲教師姓名；Sex用于存儲性別；Age用于存儲年齡。

4.學生表

學生表包含ID、Sno、Name、Birthday、Sex、Tel、Email、Address、ClassId、 PowerId、Password和Des這十二個字段。其中ID是唯一標識字段。

三、系統功能建設

（一）在線考試系統的構建思路

1.遵循整體規劃，分布總實施的建筑理念

以系統建設持續發展的特征為基礎，在總體規劃的基礎上，根據每一階段的具體情況逐步進行，并進行動態調整。通過建立該平臺的基本業務架構和技術架構，使其逐步實現多功能、全方位的在線考試系統。

2.遵循統一標準和規范的總體建設思路

網絡考試平臺是一個重要的業務延伸平臺，應該遵守教學教務平臺統一的技術開發標準、資源描述、數據交換規范、數據存儲、技術架構和文檔規范，并將其貫穿于平臺建設的每一個階段和環節。

3.堅持開放與先進結合的設計理念

在構建過程中，要充分考慮開放的原則，如用戶增加、業務拓展、模塊變更、技術升級等因素，并為其留出可發展的空間。為確保平臺的先進性和擴展性，要引入先進的技術和設計思想。

（二）用戶登錄功能建設

在大多數管理信息系統中，登錄界面是一個系統的基礎和重要組成部分。登錄界面提供用戶身份驗證的功能，通過驗證用戶的身份可以確定其是否為系統的合法用戶。這樣系統可以對不同用戶進行權限分配，從而實現對系統各類信息的有效管理。在該系統中，用戶使用統一的身份驗證方法，一般是通過提供預先設定的用戶名稱和口令進行驗證。系統會對提供的用戶名稱和口令與預先存儲的用戶信息進行比對，如果驗證通過則認定該用戶是系統的合法用戶，并賦予其相應的權限。通過統一身份認證與權限控制系統的設計，可以確保系統對不同用戶進行有效的身份認證和權限管理。

（三）建設考試的管理功能

該系統支持多種形式的網上考試和測驗，如普通考試、隨到隨考、隨學隨考、自測練習等。它為學生們提供了一套統一的考試組織管理流程和規范，以此來實現題庫管理、試卷庫管理、策略組卷管理、考試組織管理、考生管理、考場分配、在線考試、考試過程監控、自動評卷、考試結果發布、考試結果查詢、統計分析等考試全過程的管理。

（四）建設組卷功能

該系統有兩種組卷模式：人工組卷和策略組卷。人工組卷是指學校的管理者或被授權的老師通過手工輸入或從題庫中抽取題目，形成一套試卷。而策略組卷是利用系統中定義的組卷策略，根據不同維度、題型和難度等設置抽題范圍和抽題比例，系統根據策略自動從題庫中提取試題，形成一張試卷。已設置的試題庫中的試題還可以根據需要進行不斷調整，并使用策略模板使得組卷可以重復使用[2]。

（五）考試的安全監控和防止舞弊的功能構建

系統提供了嚴格的身份驗證和權限控制機制，在網絡考試系統中，人臉識別技術可以有效地識別考生的身份。除此之外，系統還采用了多種形式來呈現考生的信息，包括考點監考人員管理、試題管理、考生考試狀態監控、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防作弊行為的發生。

（六）設置考試過程控制功能

網絡考試系統還提供了一個考試用機自動檢測功能，它可以對考生計算機的相關設置展開檢測。主要內容包括瀏覽器版本、插件安裝和插件功能等檢測。這樣可以幫助考生更好地完成考試。

系統管理員可以靈活地設置考試的開始和結束時間。一旦考試開始，遲到的考生就不能再參與考試。考試還具有倒計時功能。在考試結束后，系統會自動收回試卷。這樣就可以減少人為的干擾，確保考試的公平性。

通過這個系統，管理員可以實時觀察考場的分配、考生的入場和交卷等情況。管理員可以全面了解考試的總體情況，并實現即時通知、作弊標記和強制交卷等功能[3]。如果在考試期間發生停電、停網或計算機死機等意外事件，考生只要解決了故障，重新登錄考試系統，就可以恢復到故障發生之前的狀態，并繼續進行考試，而且不會丟失已經做好的答案[4]。

（七）在線評閱功能建設

考試結束后，閱卷教師可使用在線閱卷功能進行試卷的評閱。客觀題由系統自動批閱，主觀題由閱卷教師人工批閱，全部批閱完成后，系統自動合成成績。

（八）設置對考試成績的統計與分析功能

該系統擁有完善的成績呈現和考試結果統計以及分析功能，具體內容包括答卷狀態統計、交卷情況統計、通過情況統計、成績分布統計以及試題的得分與準確率統計分析等。同時，該系統也提供了多種形式的呈現方式，如表格、圖表等，來展示分析結果[5]。

四、系統測試

系統測試是網絡考試系統全面上線使用前必不可少的環節。通過對考試全過程進行模擬，對測試中出現的問題進行及時地處理和優化。使用黑盒測試對網絡考試系統進行測試，參與測試人數約為1500人。系統測試環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。最終測試效果良好，表明系統具有良好的可用性和可靠性。

五、結束語

江蘇開放大學網絡考試系統從調研、立項、建設、運行至今，對該項目情況總結如下。網絡考試系統的優點有四點。第一點是采用了Post請求的方式開發。對用戶而言，在提交信息后即得到實時反饋運行結果，避免出現重復刷新頁面、加載時間較慢、用戶體驗差的情況。對開發者而言，Post請求方式實現了前后端解耦，避免產生大量的無用信息，減輕了服務器的負擔。第二點，網絡考試系統的技術體系結構的設計要與整體的網絡考試業務流程和需求相匹配。需要按照系統的功能模塊進行劃分，并預留一些可以按照網絡考試的特定要求來擴展的功能。這樣可以確保系統的各個功能模塊穩定和安全運行，同時提高網絡考試系統的可擴展性，為將來的網絡考試系統支持考試的改革和發展創造了條件。在此基礎上，利用跨平臺的技術架構，將各主要終端之間的數據進行貫通和融合。第三點是利用開放的 API接口，使網上考試系統與江蘇開放大學的網上教學平臺進行了系統連接，并完成了基礎數據的統一。系統采用模塊化設計和微服務化設計，具備很強的可擴展性。該系統的響應性能可以以實際在線用戶數為基礎，線性地提高，能夠滿足今后考試業務的長期發展需求。第四點是網絡考試系統的開發應用，對各類型考試的有力支撐，為高等教育教學改革中的“教考分離”和“完全學分制”探索提供了可行性。

網絡考試系統的不足之處有兩點。首先，在系統功能方面還不夠完善。雖然目前網絡考試系統可以實現多種形式的考試組織方式，如普通考試、預約考試和隨到隨考，但在需求分析中未考慮到一些功能和流程，例如使用短信向學生推送考試信息、對考生行為進行分析等。在后續的系統迭代更新中，不斷完善這些功能。其次，由于考生數量的快速增加，系統對在線考試的全過程支持略顯不足，用戶體驗較差。當考試的并發量增大以及對系統性能的需求提高時，采用分布式技術、緩存技術和消息隊列技術，來提高系統的高并發性能。通過分布式考試部署、服務器集群和云考試系統的部署，來快速擴展系統的承載能力。另外，還會優化SQL語句、重構前端代碼，減少不必要的層級嵌套等方案來解決該問題。

六、結束語

設計、開發和應用網絡考試系統，可以更好地支持各級各類考試，緊緊圍繞教育部“努力構建‘互聯網+背景下的人才培養新模式、發展以互聯網為基礎的教育服務新模式、探索信息時代教育管理新模式”的主題。緊緊跟隨教育模式改革發展的步伐，最終實現“以考促學、以考促教”的目的，從而提高教學質量，緩解工學矛盾，并突出江蘇開放大學的辦學特色。

作者單位：李從明 江蘇開放大學教務處

參? 考? 文? 獻

[1]任煥海.基于B/S架構的在線考試系統設計與實現[J].現代信息科技，2021，5（22）：13-16.

[2]耿靜，錢琦，陳翀.開放大學智能化在線考試系統分析與設計[J].廣西廣播電視大學學報，2018（02）：20-24.

[3]程杉，丁衛.便攜式自啟動在線考試系統的構架與應用[J].醫學教育管理，2017（04）：317-322.

[4]程玉彬.《Web前端》在線考試系統設計與實現[D].北京：首都經濟貿易大學，2020.

[5]王玲.基于高并發處理模式的在線考試系統設計與實現[J].現代信息科技，2022，6（03）：18-20+24.

基金項目：本文系2019年度江蘇省高等教育教改立項研究課題（重點課題） “互聯網+背景下網絡考試改革研究”（項目編號：2019JSJG604）階段性研究成果。

李從明（1981.06-），男，江蘇興化，本科，實驗師，研究方向：計算機技術在在線考試平臺開發中的應用、遠程教育、計算機技術及應用、學習支持服務。