基于大数据分析的在线考试平台设计与实现

一、研究背景

信息化时代，教育数字化是大势所趋、发展所需，是教育现代化和教育强国建设的重要引擎。中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》提出战略任务之一就是加快信息化时代教育变革；党的二十大报告中提出推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国。在线考试作为数字化教育的一个重要组成部分，可以轻松实现在线出题、自动评分、成绩汇总等功能，提高了教育的效率，为学生提供个性化的学习体验和评估反馈，为教师带来更高效的工作效率和更精准的教学改进策略。

信息化高速发展离不开大数据分析技术的推动，大数据分析因其固有属性，能为在线教育提供更多助益。现阶段大数据分析的应用已较为成熟，包含可视化分析、数据挖掘算法、预测性分析、语义引擎、数据质量与管理、数据仓库等六个基本方面，均能够为在线考试提供技术支持。可视化分析，可以直观展示数据，能够对学生各阶段已有成绩进行整体比对；数据挖掘算法，即以算法处理大数据，实现对学生成绩的分科整合；预测性分析，通过数据挖掘实现结果预判，基于学生已有成绩及平均成绩变化幅度，预测下一次考试成绩区间；语义引擎，能够分析，提炼数据，实现跨学科成绩分析；数据质量和管理，确保数据的准确性、完整性和一致性，规范考试以便后期任务顺利实施；数据仓库，对存储数据进行关系构建，能够实现整合成绩并随系统抽取、转换与加载，为联机数据分析和数据挖掘提供数据平台。结合大数据分析技术构建在线考试平台，可以最大程度上优化考试流程，将教师从繁琐的出卷、阅卷、成绩分析等工作中解放出来，减轻教师负担，同时能够深度分析学生的学习效果，为学生制定个性化的学习计划，及时改进教学策略，提高教学质量。

二、相关理论与技术

近年来，学校师生已日渐习惯了线上教育模式和相关软件的使用，使得线上线下联通互动进一步优化有了可行契机。但现阶段在线考试平台应用尚不充分，大多数考试仍以传统方式进行，亟须以技术手段开发在线考试平台。关于在线考试平台，在构建阶段需要考虑到具体功能使用场景，并为目标用户全体考虑，实现全平台兼容。在线考试平台配置要求满足多端互联，多端用户同时操作并共同记录考试成绩，涉及多方面内容。本文以在线考试平台构建的多端开发环境出发，致力于设计可实现的全平台在线考试平台。在线考试平台开发环境需要考虑到跨平台交互，故此引入B/S模式，以IE内核实现客户端系统移植，简化开发、维护及实际使用过程，以适应学校方面需求。B/S模式能够实现管理简化以提升整体效率，方便教师对平台内容编辑与查询，能够节省教师的时间和精力。各级院校都会配备专业信息技术人员， B/S模式能够为技术人员设计与更新维护减少难度，能够使得平台日常使用更加稳定。在线考试平台选择开源Java开发平台Eclipse 4.24为开发环境，考虑到部分学生没有电脑的情况下，选用Eclipse自带的标准插件集，以Java开发工具和Android SDK打造移动端适配功能。在线考试平台离不开大数据分析技术支持，其中最适配的技术是数据仓库技术，通过兼容数据库在全平台互通，完成考试全流程内部共享。各类院校构建在线考试平台具有重要意义，在理论支撑的同时还需保证技术可行。考虑到机房均有专业教师负责日常计算机教学与学校内系统维护工作，在开发人员方面条件基本满足。开发人员通过B/S模式对开发流程简化后，开发环境已相对简单，学校机房均配备系统服务器，在局域网内构建平台的开发流程更易操作，在开发环境方面条件也基本满足。

三、平台功能设计

在线考试平台功能设计需要考虑到前后期的全流程，分别从用户登入、用户使用和用户调研方面进行设计，如图1所示。考虑到在线考试平台用户群体主要是学校师生，均属于参与方，在初步构建系统时需要给到各方权限，以满足相应需求。在系统各模块设计中，前期考虑信息安全性，中期兼顾数据完整性，后期确保平台稳定性。

（一）从用户登入界面设计，考虑信息安全性

用户登入管理系统是在线考试平台最重要的系统模块，主要用于区分用户身份，并划定使用权限。在构建多端入口时可以将界面划分为学生端在线考试登入系统与教师端在线考试登入系统。通过B/S模式结构增强服务端适配，满足不同用户群体。在线考试登入系统以平台为依托，是整个在线考试平台最重要的模块，能够支持多平台登入。学生端在线考试登入系统中加入编辑班级绑定登录选项，实现登入即分组，在未注册情况下返回注册界面。教师端在线考试登入系统由管理员模块下放权限，给予教师以班级为单位实施账号管理的权限，完成对内部成员的管理，确保在线考试信息真实性与安全性。

（二）从用户使用界面设计，兼顾数据完整性

在线考试平台的使用目的单一且明确，旨在为学生提供更便捷的成绩检验途径，应实现界面精简化UI设计，更加注重实用功能。使用过程中，跨平台同时进行考试是不可避免的，应为不同平台之间关于考试的需求进行相应优化，以合理适配应用途径的考试需要，解决监考所需摄像头与页面锁定的权限问题。为进一步提升在线考试的效率，引入大数据分析技术中的数据仓库功能，教师通过构建题库管理模块，将历年考试真题、易错题目及考纲热点题综合编入，依托数据仓库随机组合成试题组，为学生提供便捷成绩检测途径。管理员整合内部资源实现时间可控，对试卷整体考试时间安排，及答卷选择的响应迅速进行规范化调整。学生在考试结束后通过平台自审系统，可以满足日常客观题成绩秒出，同时避免审题失误的问题，大大提升考试效率。试题类别、时间划定等专业问题需要管理员与教师协同制定，以避免主观题出现难以评定的现象。对于此前考试有补考需求的学生，在线考试平台能够实现补考流程优化，按照大数据分析技术将具体人数、人员进行安排，实现多门考试补考不冲突。

（三）从用户调研界面设计，确保平台稳定性

在线考试平台构建的起步阶段会面临许多问题，在统筹整体的同时，要求在后续平台维护中做好调研，以保障平台稳定性。针对学生的调研可以在考试提交按键处设置热键，弹出满意度问卷，能够在线考试结束第一时间获取到学生对在线考试的满意度，以收集调研数据，为后续平台考试页面细节优化升级提供数据支撑。针对教师的调研可以通过线下方式直接对接，管理员在日常平台维护中，通过线下调研做好各学科教师的需求目录，在平台版本升级的过程中，优化相应学科增改内容至数据补丁，为教师编辑题库提供新功能插件，简化操作流程并新增功能以满足教师需要。在逐步的调研中，管理员持续完善在线考试平台架构，延长平台生命周期，增强线上线下考试流程的扩展性。

四、结语

在教育信息化背景下，以线上考试的方式为整体日常教学做阶段性检验，通过对在线考试平台设计与实现，推进教育数字化进程的不断深化与推进。在线考试平台依托大数据分析技术，以数据仓库技术为引导，构建线上考试题库，为学生提供更便捷的学习效果检验途径。教师在获取学生成绩反馈的同时，能够及时调整教学进度，以便更好弥补线下教学与线上测试之间的落差，同时反向推动题库选题优化，持续改进课程教学。管理员协同学科教师在日常维护与补足平台功能过程中逐步提升平台实用性，完善线上线下教育融合机制，完成教育闭环，以此推动教育数字化转型与教育行业高质量发展。

作者单位：金陵科技学院

基金项目：江苏省2022年度高校哲学社会科学研究一般项目“产教融合背景下地方本科院校应用型人才培养路径研究”（项目编号：2022SJYB0615）。