新时代大规模智慧考试路径设计与实践研究

李雅静 田西雨 张效邦

摘要：目前，国内院校的考试形式仍以纸质考试为主，考试期间考场身份核验、全流程监考和考后成绩录入等必要环节重度依赖人工，已部署的考试系统与其他系统不连通进而形成“数据孤岛”，这些限制造成大量成本和资源浪费。基于此，本文以我国某新型高等学校为例，从系统建设、应用试点等方面详细剖析其建设的智慧考试综合服务平台，深入探索新时代大规模智慧考试路径。

关键词：教育数字化；计算机软件及计算机应用；智慧考试

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）16-0090-04

背景

2022年1月，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，提出深入推进智慧教育[1]；2022年初，全国教育工作会议提出全面推进教育数字化战略行动，开创教育新局面，推进教育信息化向教育数字化发展。[2-3]考试是学校教学环节中非常重要的一环，只有公平、有序的考試才能真实反映学生的学习效果，判断学生的学术水平。笔者所在学校结合自身办学实情，建设了智慧考试综合服务平台，平台集“海量题库”“个性试卷”“科学评价”等于一体，在大规模线上和线下智慧考试一体化路径的设计与实践方面具体启发意义。

智慧考试综合服务平台的必要性

在智慧考试综合服务平台推出之前，为了完成每学期的学生考核评价，在考试前，任课教师一般需要采用传统的方式手工出卷，并经排版印刷后做好纸质试卷，在考试期间，需要组织考务工作者监考，在科目考试之后，任课教师需要花费大量时间阅卷和统计成绩。其中的各个流程都需要花费诸多人力物力。而在智慧考试综合服务平台推出之后，则从多个方面节约了资源、提高了效率。

首先，智慧考试综合服务平台能够协助任课教师完成试卷编制，并优化试卷管理模式。以往，为了完成每学期的试卷编制任务，命题教师需要花费大量时间设计、选择题目，同时要对照往年试题，设计题目类型、难度系数、题目分值等，编制完成后需提前做一遍，以保证试题的正确性。考务工作者会统一管理试卷，并安排印刷厂排版打印。此外，为了防止和应对试卷泄露等不良事件发生，管理人员需提前将试卷存在固定的保密室。而智慧考试综合服务平台可以让任课教师将更多精力放在设计和管理题目上，并协助任课教师妥善完成试题的全周期管理，保障题目的全生命周期全流程联动。另外，无需产生纸质试卷，这在存储、印刷等方面也大大节约了资源。

其次，智慧考试综合服务平台能够在考试期间协助监考人员完成考务工作。为了保障考试的公平性和严肃性，每场考试需完成考生身份识别和确认、考生到场情况统计、考试期间全程监控等工作。在传统考试中，这些工作都是依靠人工完成，并要求学生在纸质签到表上签字，监考教师需全程高度关注考生状态，以尽可能防止学生作弊等违纪行为发生。智慧考试综合服务平台引入的人脸识别系统可以协助监考人员确认考生身份，在后台自动统计考生的到场情况，并借助摄像头、操作追踪等技术全程实时监控每位考生的状态。

再次，智慧考试综合服务平台能够协助任课教师完成试卷评阅，并及时、准确地完成成绩统计等工作。在传统考试中，考试后需要人工阅卷，这个过程会耗费大量的人力和物力；同时，阅卷中也会不可避免地发生人工差错，一旦出错需要通过查找试卷的方式复核成绩。而借助智慧考试综合服务平台能够完美解决以上问题，客观题评阅、成绩统计自动化，时效性高，准确率高，此外还能够协助教师分析学生易错点和知识点的掌握程度。

值得注意的是，近些年各类院校对智慧考试综合服务平台的需求越来越迫切，这一方面是因为考试环节增多，对应的考试项目变多，另一方面是因为考生数量越来越大，组织考试的任务越来越繁重，需要配备的人力和对应的劳务也越来越多，传统纸质考试已无法适应当前教学设计和教学任务的需要，迫切地需要推出一种新型考试。

智慧考试综合服务平台的设计与实现

1.系统结构

纸质考试和在线考试的关注点和组织方式不同，需要有针对性地划分系统功能，同时对数据进行后台整体管理；部分学校的考试涉及考生量大、地域跨度大、实际网络联通情况错综复杂，尤其是在开考前后几分钟和考试交卷时会出现高并发的数据处理压力。考虑到这些复杂的现实情况，智慧考试综合服务平台采用B/S与C/S相结合的形式进行系统结构设计，既具备B/S的跨平台性、高扩展性和维护性，也保留了C/S的响应速度快、能够分担处理压力的优点。系统支持前后端分离技术，采用SPRING CLOUD微服务架构进行模块化开发，服务与服务之间相对解耦，支持服务的注册、发现和调用，对后续单独服务的优化和扩充有着极高的适应性。此外，系统还支持多种计算机主流浏览器，网页自动适配手机、平板电脑访问，架构接口能适应IOS系统、Android系统以及微信小程序等移动端的接入。

2.功能模块

不同于传统意义上考试系统的设计，智慧考试综合服务平台能够支持学校线上和线下两种不同形式的考试，覆盖了考务管理、题库管理、阅卷管理、考风考纪管理等考试全过程，并根据学校业务建设提供随约随考、智能组卷、智能发卷、智能阅卷等功能，全方位实现考试过程数字化。

（1）考务管理

传统意义上，考试系统对考务管理仅限于考试课程管理、录入试卷、登记分数并导出等基本功能。而智慧考试综合服务平台具有考点管理、考试课程管理、考场编排管理、考试试题订单管理、成绩管理、考试通知打印等服务。

（2）题库管理

题库模块是智慧考试综合服务平台的核心，包含试题管理与组卷策略两大部分。对此，智慧考试综合服务平台的题库模块需要完成课程管理、知识点管理、题型管理、出题人员管理、题目管理、试题审核、组卷策略等。为了保障大规模线下机考的公平性，智慧考试综合服务平台实现了智慧组卷、智能分发试卷，使得相邻考生的试题顺序和题目不一样，可有效杜绝学生作弊等错误行为。

（3）考试管理

考试管理模块是唯一面向学生开放的模块，具有考试报名、在线考试、上传考试过程文件、成绩查询与打印等功能。为充分保障在线考试的质量，不同平台采取了不同的措施，如考试软件全屏显示且无法打开其他软件、部分考试全程开启摄像头甚至需要双机位摄像。

（4）在线阅卷

在线阅卷模块包含答卷扫描与录入、智能评分系统、阅卷人录入等主要功能。对于客观题，出题人员在设计题目时便录入答案，智能评分系统可自动评阅考生答卷；对于主观题，在线阅卷功能可以免去阅卷过程中翻阅试卷的时间，创造匿名评阅环境，协助评阅人更加客观、准确、简便地给出分数。

（5）考风考纪

考风考纪模块是智慧考试综合服务平台的特色功能，主要包含巡考管理、考试签到、违纪管理、远程监考等功能。其中，考试签到模块集成了人脸识别技术和公安部身份核验接口，若核验通过系统自动签到，考生则能正常考试，这样可以减轻监考人员工作压力，并有效遏制替考事件的发生。

3.数据部署

教育数字化转型升级已成为教育战线信息化建设人员的重要任务，但教育数字化不是简单地为业务人员搭建一个系统，而是需要在一个组织系统内，充分整合各方数据，建成基于数据库的“仓库”，也就是数据仓库。数据仓库是面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合。智慧考试综合服务平台的数据层包含了数据仓库，数据仓库的服务对象也不是只有这一个业务系统。这样设计有两个好处：一是可应用于决策支持，进行分析型数据处理；二是它集成了多个不同结构的数据源，可以根据主题进行重组和存储。[4]

智慧考试综合服务平台在使用过程中主要集成了各类人员信息库（教师库和学生库）、考点考场库、课程信息库、试题库、试卷库、成绩库、日志库等。系统针对高并发需求的服务可抽离、可单独部署、可集群，以此进一步提高处理性能。此外，系统采用第三方独立缓存、高性能消息中间件、静态资源存储服务器等方式，进一步提高数据处理性能。

智慧考试新路径的问题和挑战

智慧考试综合服务平台在应用场景上涉猎广泛，能够同时支持线上考试和线下考试，这在一定程度上打破考试的空间限制。但智慧考试综合服务平台在试点阶段面临一系列问题和挑战。

第一，组织和思想层面的挑战。智慧考试综合服务平台相对容易理解，也容易被接受，相关研究和产品也种类繁多，但目前在院校中仍为组织考试的辅助工具，真正大规模应用的、打通线上和线下考试的、考试管理一体化的平台几乎没有，如何借助智慧考试综合服务平台组织考试工作是一大挑战。同时，智慧考试综合服务平台的落地需要耗费大量的人力。人们虽然认可“教育数字化转型”，但因考试工作人员习惯了传统的考试形式和考试管理格局，存在工作惯性，再加上对新技术、新产品的学习能力和理解能力不同，难免会对智慧考试综合服务平台下的智慧考试新路径不适应。

第二，技术和应用层面的挑战。智慧考试综合服务平台的推广对硬件环境提出更高要求，尤其是在考试开始的前后5分钟和考试结束的前后5分钟，需要加载大量数据，这对考试场所的网络配置有一定的要求。同时，建设如此庞大的智慧考试综合服务平台需要投入大额经费，以突破硬件方面的限制。

第三，功能设计和优化的挑战。大规模考试将产生大规模的数据并发和管理，但在实际使用中发现，数据库的设计和读取逻辑会极大地影响工作效率。此外，要严格区分涉密和非涉密部分，尤其是题库管理模块。对涉密部分，要坚持“最小化”原则，即让最少的人能接触到；对非涉密部分，要严格按照网络安全保障体系规定，做好数据流通工作，避免数据孤岛现 象发生。[5]

大规模智慧考试路径的建设和应用策略

智慧考试是当前考试战线的一大工作方向。笔者通过实践和调研发现，大规模智慧考试路径在建设和应用方面仍有如下几个值得关注的地方。

第一，高度关注信息安全。目前，人们的个人信息保护意识不断提升，数据蕴含无穷价值也成为人们的共识。因此，大规模智慧考试路径要在物理安全、运行安全和数据安全三方面完善和提高信息安全技术体系，充分保障平台的信息安全，防止数据泄露造成的严重后果。

第二，确保数据的正确性。数据正确性是迁移数据工作的底线，是确保业务工作顺利进展的关键。大规模智慧考试的成果既要满足现有业务人员的当前业务，也要能接受和保存历史数据，做到“换平台但不丢数据”。而通常情况下，迁移数据和保障数据正确性在系统建设和应用中是易被忽视的一项极其重要的工作。

第三，持续优化平台设计。笔者在试用期间发现，大规模智慧考试路径在运行过程中，多数时间在查询数据库的数据，而非其他复杂场景。因此，应关注三个方面：①关注系统功能的设计，避免系统页面显示时自动加载数据，减少无效查询数据库的情况，可以有效避免不必要的吞吐量，加快系统响应速度，节约网络流量花销；②做好系统测试工作，不断完善平台的系统架构，选择合适的数据查询算法，提高算法查询速率；③关注操作系统的逻辑设置和硬件设施的配备情况，优化系统资源的分配方式，避免操作系统资源发生死锁和饥饿问题。

第四，建立完善的管理机制。大规模智慧考试路径的建设和应用需要完善管理机制，形成“学校主要负责人+管理人员+技术人员+监考人员”多方共建的局面；做好各方资源整合，分工明确；在系统试用和推广期间也需要完善制度，做好风险应急方案。

总结

坚定不移实施国家教育数字化战略行动，既是一项系统工程，也是教育战线迫切而重要的战略任务。新时代大规模智慧考试路径是响应教育数字化战略行动的重要举措。本文介绍了笔者所在院校建设的智慧考试综合服务平台，剖析了平台的结构设计、功能设计和数据部署等，分析了平台在推广和使用过程中的问题和挑战，并提出策略。总的来说，新时代大规模智慧考试路径的探索与实践之路还很长，信息化工作者不仅要关注技术的发展，更要深耕技术与业务的深度融合，采用合适的技术而不是最新的技术，在精准点发力，努力打造优质的教学管理平台。

参考文献：

[1]中华人民共和国中央人民政府.国务院关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知[DB/OL].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-01/12/content_5667817.htm.

[2]中華人民共和国教育部.教育部举行党组理论学习中心集体学习暨教育信息化首场辅导报告会[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/moe_1485/202202/t20220221_600942.html.

[3]中华人民共和国教育部.以教育数字化战略引领未来：教育部举行国家智慧教育平台启动仪式[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.国家题库服务中国式考试现代化的探索[J].中国考试，2022（12）：27-33.

基金项目：中国教育技术协会“十四五”规划一般课题“基于人工智能的在线教育学习分析体系研究与实践”（课题号：KT2021089）。