基于网络的英语听说机考方案设计及比较分析

姜树昕 张 鹏

基于网络的英语听说机考方案设计及比较分析

姜树昕 张 鹏

本文从英语听说机考的实验和验证出发，在充分考虑安全保密、全局控制和方便实施等几个方面因素的要求下，设计了基于网络的英语听说机考方案，并与其他相似的机考项目进行比较分析。基于网络的听说机考系统既可以确保涉密数据安全，又可以实现快速部署和全局安全监控，适合大规模、高利害性考试的应用，同时为将来实现在线考试和计算机智能评卷奠定基础。

计算机辅助考试；听说机考；计算机智能评分

听力考试是英语考试中的重要组成部分，不管是在选拔性考试中，还是在水平性考试中，听力考试都是考生通过收听录音选择或记录正确答案。录音一般通过校园广播或考场内的录音机播放，录音播放过程中容易受外界环境干扰，比如雷鸣、噪音、无线电干扰和断电等因素，一方面影响考生作答，另一方面给组考工作带来了很大的压力。近些年来，英语口语考试受到了越来越多的重视，现行的考试形式是由考官和考生面对面进行考试，由考官提问，并根据考生的作答情况进行评分。这种考试比较方便组考，但也存在一些问题，一是大规模考试对考官的需求量大；二是考官在考试过程中工作量比较大，要求整个考试过程始终保持高度注意力，确保整个考试过程中尺度把握一致；三是要求全部考官对考试要求把握一致，确保考试公平。

计算机辅助考试（Computer-assisted Testing），是指利用计算机和网络技术作为辅助手段，对考生进行施测和评价的考试，一般简称机考。目前，在英语类考试和计算机类考试项目中应用较多，如北京英语口语证书考试（BOEC）、全国计算机等级考试（NCRE）、托福网考（TOEFL iBT）等。机考为英语听力和口语考试（简称“听说考试”）提供了全新的考试方式。将听力和口语考试合一，可以有效解决听力考试播音效果受环境影响、口语考试评分尺度一致性等问题。英语听说计算机辅助考试（简称“听说机考”）采用考生与计算机对话的形式进行考试，考试之前将电子版试题安装到计算机中，考生通过耳机收听考试指令和试题内容，按要求通过计算机选择答案，或通过语音回答问题，由计算机进行录音。考试结束后，选择题由计算机自动评阅，考生用语音回答的问题由评阅人员通过收听语音进行评阅，评阅人员经过统一培训，可以很好地把握评阅尺度，通过双评（一份答案由两名评阅人员背靠背评阅）可以确保评阅的准确性和一致性。

随着国家高考改革意见的实施，英语听说机考工作进入研究和试验阶段。根据前一段时间的试测实践和各种研究工作的开展，本文从安全保密、全局控制和方便实施三个方面出发，设计了基于网络的英语听说机考方案，与其他相似的机考项目进行比较分析，就其可行性和可靠性设计了本方案。

1 英语听说机考系统组成

听说机考是基于计算机辅助的考试，所有考试数据均实现电子化，机考系统主要由制卷系统、考务系统、考试系统和评阅系统组成。

1.1 制卷系统

机考的制卷系统有别于传统纸笔考试的命题、排版、印刷过程，机考制卷系统将考试指令和试题信息进行先期录音，同时将文字、图像进行整理，按统一的格式导入到制卷系统中。制卷系统将以上信息进行编排，同时加入考试时间信息等，导出电子版的试卷，进行加密，供考试时使用。

1.2 考务系统

考务系统主要完成考生信息采集、考场信息采集、考场编排和准考证生成，考务系统提供考试数据，供考试时使用。

1.3 考试系统

考试系统由考试服务器（每个考场一台）和考试机（每个考场30～60台）组成。考试服务器装载试卷和考试信息，并对试卷进行解密和分发。考试机同考试服务器联网，进行考生信息验证，接收服务器分发的试卷，为考生提供考试服务。考生的作答信息（选择题结果和口语录音）由考试机进行收集并提交给考试服务器，考试结束后，考试服务器对收集到的考试数据进行校验，校验无误后，本场考试结束，可以进行一下场次考试。

1.4 评阅系统

评阅系统采用计算机辅助评阅（简称“机评”），客观题（选择题）由计算机自动评阅。主观题由阅卷服务器将同一试题同时发给两名评阅人进行评阅。当两评之间的分数差异小于事先设定的阈值时，取其平均值，当两评之间的分数差异大于等于事先设定的阈值时，将引入第三评。随着计算机智能语音识别技术的不断提高，对于特定的口语试题（如朗读、跟读和简答题等）可以采用计算机智能评阅，其评阅的准确性和稳定性可以达到甚至超过人工评阅水平。

2 基于网络的英语听说机考方案

英语听说考试的安全性和公平性受到全社会的关注。经过前期英语听说机考的研究、实验和验证工作，积累大量的经验。英语听说机考可以规避传统考试的组考风险，确保考试公平，便于大规模实施，但在考试安全方面提出了更高的要求。结合其它类似考试的机考设计，从安全保密、确保公平、考场建设、考前部署、考试控制、异常处理、数据回收等几个方面出发，设计了基于网络的英语听说机考方案（如图1所示）。方案的核心是将涉密材料（试卷、考试结果）以光盘或移动硬盘作为存储介质，按传统试卷的管理方式下发、保管和回收；考试管理、考试控制、全局监控和异常处理等工作通过网络实施。考试系统由中心服务器、考场服务器和考试机及相应的管理软件组成。

2.1 主服务器

主服务器安放在省级考试单位的机房，承担着监控考试机调试信息监控、考试数据下发、考试启动、考试过程调度、考试过程监控、异常情况处理和考试数据回收等工作。通过主服务器，可以监控整个考试的全过程，包括考试之前考场服务器和考试机的调试情况，试卷的装载情况，考生登录和缺考情况，考试过程中的考试机和考场服务器的断电、死机和断网现象，考试过程中的耳机连接情况，考场服务器的数据回收情况等。

图1 基于网络的英语听说机考方案

2.2 考场服务器

每个考场均配置考场服务器一台、备用服务器一台。每台服务器中安装两块网卡，一块网卡与公网相连，用于与主服务器之间的通信，另一块网卡通过局域网与考试机相连，两块网卡之间的通信由考试程序进行调度，以确保信息安全。考试系统为专门开发的软件，一方面与主服务器通过公共网络形成服务器-客户端的工作模式，另一方面与考试机通过局域网也形成服务器-客户端的工作模式。考场服务器在考试过程的主要作用包括考生信息下载、试卷数据装载，考试指令的接收和下达，考试信息的收集和上传，考试状态的收集和上传，考试数据的收集汇总等。

2.3 考试机

考试机通过局域网络与考场服务器连接，考生通过考试机登录考试系统后，考试系统从考场服务器读取加密的试卷信息，解密后存入考试机内存中（不是硬盘中）供考试使用。考试结果加密上传考场服务器，同时在考试机硬盘特殊位置中备份一份考试结果。这样的设计可以确保在考试机与考场服务器、考场服务器与主服务器断网的情况下考试可以正常进行，数据可以正常收集。

2.4考试系统与数据的部署

考试系统为单独开发的软件，需要在考场服务器中安装，正确配置访问地址后可以与主服务器连接，主服务器端可以监控到考场服务器的连接状态。考试机从考场服务器中下载考试软件进行安装，安装完成后要对考试环境和耳麦的状态进行检测，检测信息通过考场服务器上传到主服务器，检测没有通过的考试机要重新进行调试，直到通过为止。考试前启动考试服务，将考生信息和试卷数据装入考场服务器，并进行校验，校验信息会发送到主服务器。考生登录考试机后调整耳麦音量，确认考试准备完成，考场服务器根据主服务器的时间安排，下达开始考试指令，并将考生状态、耳麦状态和缺考信息等上传主服务器。考试过程中，考试状态信息可以通过考场服务器和主服务器查询。考试结束后，考场服务器汇总考生作答信息，可以导出到移动硬盘中存储，直到全部考试结束后，汇总数据报区县级考试中心。

2.5 异常情况处理

机考的异常情况主要分为两种：一种是设备故障，包括耳麦无声、与考试机断开，考试机死机、断电，考场服务器死机、断电；另一种是网络故障，包括考场服务器与主服务器间的网络故障，考试机与考场服务器间的网络故障。出现耳麦无声、与考试机断开，考试机死机、断电情况，主服务器会收到故障信息，考生终止考试。通过考场服务器的管理系统将考生安排到下一场次考试，此信息会同步到主服务器。出现考场服务器死机、断电时，不影响正在考试的考生，能够在考试结束前正常启动考场服务器或启用备用服务器，不影响考试过程和结果。如果考试结束前无法启动服务器，将采用手动收集考试结果，主服务器将记录这一过程，下一场考试使用新的服务器。当考场服务器与主服务器之间出现网络故障时，不影响考试过程和考试数据回收，但主服务器无法收集考试状态信息。出现考试机与考场服务器网络故障时，不影响正在进行的考试，故障信息将上传到主服务器，考试结束后需要手动收集考试机信息，下一场次考试开始前需要修复网络故障，如无法修复，则需要启动备用考场。

3 几种机考的对比分析

计算机辅助考试经历了从单机考试到局域网考试再到基于因特网考试的过程。在基于网络的听说机考系统应用过程中，需要重点考虑的一是数据的安全性，二是考试系统部署的方便性和快捷性，三是出现软硬件异常时处理的有效性并尽量减少对考试的影响，四是主服务器对考试异常响应的及时性和解决异常的有效性等问题。如前文所述，通过网上和网下两套数据交换系统，可以确保数据安全。考场服务器安装考试管理系统，下发考试系统到考试机中，便于考试机安装调试。

北京英语证书考试（BOEC）采用的是单机考试方式，全国计算机等级考试（NCRE）采用的是局域网的考试方式，托福考试（TOEFL iBT）采用的是基于因特网的考试方式。通过比较可知，单机考试如BOEC风险最小，但没有监控且不适合特别大规模和高利害性考试；局域网机考如NCRE风险次之，没有全局监控，可以适应大规模考试；基于因特网的机考如TOEFL iBT可以实现全局监控，但需要处理好涉密材料的管理工作。本文设计的基于网络的机考系统综合了以上几种考试的优点。

4 听说机考发展方向

随着信息技术和管理手段的不断提高，完全基于网络的在线式听说机考和计算机智能评阅将是此项考试的长远发展方向。

4.1 完全基于网络的在线式听说机考

完全基于网络的在线式听说机考是以题库系统为依托，实现考试信息全部网络化传输。一方面减少了试卷和考试数据以光盘或移动硬盘为介质的导出、传递和导入过程，降低了安全风险。考试数据和考试状态信息完全通过网络传输，通过使用教育信息网或虚拟专用网络（VPN），可以确保网络信息安全；另一方面，题库的使用会减少命题工作压力，推进常态化考试的开展，减少单次组考压力。

4.2 计算机智能评阅

在笔者参加的英语听说机考试测过程中，对计算机智能评阅也进行了实验。实验结果表明，计算机智能评阅系统对于部分题型（如英语朗读题、跟读题和简答题）评阅的稳定性和准确性达到甚至超过人工评阅，其评阅效率和速度远远超过人工评阅。

总之，英语听说考试是考试改革中的重要方向，而计算机辅助又是一种有效的考试组织手段。基于网络的英语听说机考系统既可以确保涉密数据安全，又可以实现快速部署和全局监控，适合大规模、高利害性考试的应用。随着网络安全水平的提高和题库的合理使用，可以在此基础上实现基于网络的在线式考试。

Plan Design and Comparative Analysis on English Listening and Speaking Test Based on Computer and Network

JIANG Shuxin&ZHANG Peng

To experiment with and verify the computer-based listening and speaking test,after fully considering issues of test security and overall control of test administration and comparing with other similar computer-based tests,this article makes a plan for the internet-based English listening and speaking test.Ensuring data security, quick deployment and overall security monitoring,the internet-based English listening and speaking test is applicable for large-scale and high-stakes use and lays a solid foundation for online testing and automated scoring, which are possible in the future.

Computer-assisted Testing;Listening and Speaking Test;Computer Automated Scoring

G405

A

1005-8427（2016）05-0022-5

姜树昕，男，北京教育考试院（北京 100083）

张 鹏，男，北京教育考试院（北京 100083）