在线实操过程化智能网络考试系统研究与开发

李锦伟,戎 成

(浙江交通职业技术学,杭州 311112)

0 引 言

高等职业教育是以培养高素质技能型专门人才为目标,教育部高教2006[16]号文中明确指出高等职业教育要大力推行工学结合,突出实践能力培养。“工学结合”倡导融 “教、学、做”于一体的教学模式改革对实操技能的测评提出了新的要求,对于实践技能的测评由于受到设备、环境等诸多因素的限制,一直以来没有得到很好的解决。

在线实操过程化智能网络考试系统 (以下简称“系统”)的研究与开发以仿真虚拟与智能化为主要特点,重点是将动画仿真的虚拟操作环境与网络考试系统无缝结合,支持丰富的考试题型,包括客观的判断、单选、多选、填空题及实操题,特别是对于实操题引入动画仿真的虚拟仿真环境,提出了过程化记录操作流程并进行评判的实现思路。

1 现状分析及对应策略

网络考试系统是一种集计算机网络、数据库与WEB编程技术于一体的功能强大的考试应用系统[1]。系统以优化的试题库资源为基础,知识点掌握情况为依据,现代信息技术为手段,脱离传统考试模式纸问笔答的形式,统一采用计算机出卷、阅卷,最大限度排除了人为因素的影响,保证了考试的客观、公平、公正,高效、优质地完成对考生知识、能力的测评。

现有的多数网络考试系统主要存在三个方面的问题:①实操技能无法考核;②考务管理和控制功能薄弱;③考试过程的有效恢复不足。

在线实操过程化智能网络考试系统的研究与开发在对现有类似系统分析的基础上,针对上述三个主要问题进行研究,提出了相应的解决策略:

1.1 实现技能测评与评价

实操的网络考核与评价,由于受到设备、环境等诸多因数的限制,一直以来都没有得到很好解决。利用仿真的虚拟实现技能测评[2],具有效率高、成本低、协作性好的特点,在网络考试系统中引入虚拟仿真,重点是将动画仿真的虚拟仿真环境与网络考试系统无缝结合,并采用过程化记录操作流程并进行评判实现技能测评。

1.2 规范完整的考务管理

网络考试不仅仅是出卷、考试,还涉及到考生管理、题库维护、过程审批、考场监控等一系列管理环节[3],要实现全面的网络化,这些管理环节是必须考虑的。系统通过调研、走访等形式,分析考试的人工考务管理过程,整理归纳转化为待研发系统中的贯穿整个考试过程的考务管理。

1.3 实现考试全程记录及有效恢复

目前大多数网络考试系统,仅在考试完成后给出一个成绩,考生若有疑问则难以实现试卷核查;同时考试过程中,由于考生的非正常操作和意外断电等引起的中断,一般系统难以还原。针对这些情况,课题以考试全程记录为策略,实现整个考试过程的有效恢复,最大程度的保证考试过程的连续性,也保证了考试的公平、公开、公正性;进一步提高了网络考试系统的安全与稳定性[4]。

2 总体架构与功能模块

系统由客户端、应用程序服务端、数据库三层组成,客户端采用瘦客户端形式,通过Web浏览器方式呈现给用户;服务器应用程序,采用Microsoft.Net Framework技术,以Microsoft Visual Studio作为开发平台;数据库采用Microsoft SQL Server作为数据存储和访问支撑。

在系统应用上,系统采用B/S架构,在客户端用户通过浏览器远程浏览在线实操过程化智能网络考试系统首页,进行考试与练习;服务器端负责集中处理用户请求,并将处理结果返回给用户。这种结构的特点是:客户端不需要安装和维护,只要能上网就可以访问系统进行浏览和查询,由服务器端集中安装维护。这一特点刚好满足了系统面向的用户多、分布广,需要集中维护的需求,系统架构如图1所示。

系统强调突出 “实时” 与 “实用”。

实时——即答题结果的实时反馈。学生答完每一部分试题点击 “交卷”后即答即判,所见所得(给出答案、分数、提示对错和试题解析)。

实用——系统出题具有随机、多样、灵活、变换的特点,登录→身份确认→选择试卷→答卷→交卷整个过程操作简捷,无任何冗余动作。

系统由题库管理、考试练习、组织考试、监控管理四大模块及附属支持功能组成,针对学生提供智能化与个性化相结合的学习指导与帮助,包含理论知识学习、实操评估学习、职业素质教育学习三大核心内容,促进学生知识、技能、素质的全面提升,形成学生与时俱进的自主学习局面,更好地规划学生的职业生涯。

图1 系统架构图

3 操作过程化实现

实操题在线实现的关键,是在网页上无需安装任何插件就能模拟真实环境下的任何操作[5],就像在本机上操作一样 (如图2所示,在无安装Auto-CAD的计算机上利用IE实现AutoCAD实操考核),对系统环境的依赖与要求降低到最小限度;对操作进行过程化的智能评判,过程化评判的最大优势是评判注重操作过程而非最终的结果,且对于不同操作步骤次序具有相当良好的兼容性。在这一思想的指导下,选用与Web浏览器无缝结合且具有良好互动能力的Flash格式(.SWF)作为虚拟仿真的载体。

图2 无插件浏览器实操题实现

具体操作过程化的实现,首先是根据实际操作步骤制作Flash格式支持的实操题,并在每一步关键步骤中留存与网页交互的后台操作调用接口程序(如图3所示);在进行实操题的操作时,相关步骤执行完成后将调用相关动态程序文件,记录并存入数据库,待评判时与标准评判库中的操作步骤相对比给出评判成绩。

图3 Flash实操题操作过程调用接口程序

4 质量体系管理规范

系统开发设计严格按照质量体系的相关标准与要求进行,在组织考试子模块设置了标准组卷、主考审批、现场监控三个有机结合的环节,并配有相关的质量体系文件 “考试成绩单”、“考场记录表”等。质量体系的关键是要有质量记录,分析比较已有的网络考试系统,绝大多数仅在考试完成后评分,对用户的相关操作,答卷情况不保存或虽作保存但不能查询。针对这一情况,通过全局分析考试的全过程,提出了 “考试全程有效记录”实施策略。从所有考试相关数据中分离出对于质量记录关键的数据,采用数据分析与挖掘的方法对考生IP、考试状态、试卷ID、试题ID、考生答案、机评成绩等贯穿考试全程的关键数据进行有效的记录,即对考试的全程实施记录,既节约了时间、空间资源,又提高了效率。

5 结 语

在当前高校和社会职业资格考试模式改革深入开展,信息化建设日新月异的形势下,应用虚拟仿真技术支持实操技能的网络考试,一方面将进一步推进教考分离;另一方面对于利用信息化成果节约考试资源,优化考务管理;再一方面由于引入了虚拟仪器技术对实操进行考评,对于促进虚拟实验室建设,节约实验资源、提高实验效率都有重大的现实意义。

[1]叶忠杰,戎成.网络化考试系统的设计与实践[J].浙江交通职业技术学院学报,2004,5(4):34-37.

[2]戎成,叶忠杰.“教、学、做”一体高职网络技术专业核心课程建设[J].中德职业教育,2009,(4):22-23.

[3]陈振中,姚世军,吴之铁,等.基于Web的网络考试系统防作弊安全策略[J].信息工程大学学报,2008,9(2):246-249.

[4]胡洋.高校网络考试系统试卷分散式存储技术实现[J].计算机应用与软件,2009,26(10):177-179,208.

[5]周子立,毛国新,蒋胜山.计算机网络考试系统的二次开发[J].计算机时代,2009,(6):52-54.