严红红，刘力力
（中国科学技术大学，安徽 合肥 230026）
在线考试作为高校课程结果评价的方式已有数十年。随着2020年新冠疫情对在线教学包括在线考试的催化作用，市面上在线考试系统的产品也越来越成熟，更加注重考试安全防范及考试公平公正的保障。
国内在线考试系统主要分为两类，一类是基于B/S架构且内嵌于学习管理系统的产品功能中。以C9 高校为说明，如北大教学网、Canvas 教学平台、学在浙大2.0、e⁃learning、超星学习通等都具有在线考试的功能，也是疫情期间课程在线考试的主要形式。此外，市场主流的出国留学考试，如TOEFL、GRE、IELTS 等基于Web 的在线考试也多是基于B/S 架构。另一类是基于C/S 结构，主要应用场景包括高校基础英语类课程、政史类课程、通识课程、MOOC 等考试。学生使用个人PC 或在计算机机房进行在线考试。
目前的在线考试系统繁多，功能趋于更加完备，但仍存在以下不足：
1）侧重于考中环节。考生平时在线学习数据、小测验数据、考试预约数据、考试信息核对环节、考试评估结果数据等与教学管理系统没有形成完整的数据链条，数据不能完备地刻画学生的学习及考试情况。
2）考生进场前的身份信息核对采用的基本是教师人工比对，出错率高、效率较低。
1.1 平台整体架构
本文系统由考试预约、考生信息识别、在线考试系统以及成绩管理子系统组成，系统架构如图1所示。
图1 系统整体架构图
考试预约以及成绩管理模块内嵌于教学管理系统，使得教学数据、测试数据更加完备，有利于利用大数据手段对学生学习情况及教师教学情况进行分析。基于Windows 自带的IIS 服务，采用ASP 结合SQL 数据库实现考试预约系统随机生成座位号。
考生身份信息识别采用C#编程语言实现，硬件基于校园刷卡机和一卡通。系统通过比对课程库内学生照片、考试报名系统照片以及本人面部完成学生身份的基本验证，更加保证考试结果的效度。在线考试子系统采用C/S 结构，使用C#、SQL 数据库语言实现。
1.2 系统硬件架构
考试预约、考试、成绩管理子系统只需配置一台服务器，通过软件功能实现。学生信息识别子系统通过学生刷校园一卡通自动识别考生预约的考位，并显示学生校园一卡通照片信息，很大程度上提高了人工核验考生信息的效率，降低了身份信息识别的出错率，也更加符合目前新冠肺炎疫情特殊时期减少接触的防疫要求。
信息识别子系统硬件部分由接入网络的校园刷卡机、LMS 的数据库服务器、载有识别系统的管理端计算机及学生考试用的客户端计算机组件构成，架构如图2所示。
图2 考生信息识别子系统硬件架构
1.3 平台软件部署原理
平台软件部分由基于B/S 实现的Web 服务应用、SQL 数据库、基于校园卡的考试登记软件、考试软件管理端和考试软件学生端组成，原理如图3所示。
图3 平台软件部署原理
2.1 平台功能需求
考试子系统主要实现的功能有考生考试预约、考生信息核对、考试和考试管理。考生通过信息识别子系统完成信息核对后进入机房，然后登录在线考试客户端进行考试。考试结束后，教师通过成绩管理确认，将学生考试结果数据自动提交至课程管理系统。
预约模块主要实现的功能有：学生用户的预约考试、教师确认考试名单时通过随机加密算法分配座位号、查看考试信息、查看考试成绩。
考试子系统实现学生用户考试预约、到考登记、用户信息验证、答题以及成绩查询等功能。教师用户主要使用功能有试题库管理、试卷管理、发布考试、确认考生名单、查看考生信息、查询成绩等。管理用户使用的功能主要有考生信息核对、成绩查看及管理。考试子系统学生及教师用户功能用例图如图4、图5所示。
图4 考试模块学生用户功能用例图
图5 教师用户功能用例图
信息识别子系统主要实现读取考生一卡通信息，读取考试预约信息包括座位号信息、信息比对等功能。
为了更好地保障考试过程数据的安全性以及考试的公平公正，考试子系统还实现了禁用浏览器、座位号识别、用户信息验证和考试实时保存等功能。
2.2 数据库访问连接
平台数据库使用SQL Server，考试预约及考试管理模块的数据库访问使用ASP 和ADO 技术，首先通过创建ADO 连接，将数据对象封装及连接过程形成独立的调用文件。各功能模块使用时直接调用数据库连接文件，在一定程度上保障了数据安全。具体数据读取过程如图6所示。
图6 数据库连接和访问实现
2.3 核心功能实现
为了满足考试及管理的实际需要、考试预约管理规定，平台对考试预约条件进行了细致约束。课程免修学生、考勤不合格、学时不达标、近一个月内考试未通过、考试开始和非教学计划之内的考生等情况属于不可报名考试的情况。系统对所有约束条件的功能实现进行了测试，测试结果如表1所示。
表1 部分功能测试结果
对于考试子系统，核心实现功能包括考试自动保存功能、断点续考功能、禁用浏览器等。为了适应课程管理规定及教师用户使用需求，考试组卷实现自动随机组卷和教师手动组卷，同时可以根据题目难度系数设置题目。考前的名单需要教师进行确认，确认后方可开考。考试结束后经教师确认后，学生方可查看到成绩。
该平台目前应用于某高校研究生基础英语考试，每学期考试人数约4 000，教师通过管理后端可以看到学生的平时上课出勤、作业及考试成绩。
课程评价不仅依赖于结果性评价，更有助于教师客观地评估学生学习情况。传统的考试系统通常作为单独应用，没有与高校的教学管理系统进行很好地融合，教学数据存在断裂。
基于过程管理的在线考试平台考生可以直接刷本人校园一卡通进场，大大减少了人工干预对考试过程及结果的影响。随着社会发展，尤其是在当前新冠疫情背景下，基于过程管理的在线考试模式会越来越普遍。
本文提出一种与传统的在线考试平台搭建理念不同的在线考试平台。所设计平台搭建基于整个考务管理流，涵盖考前、考中和考后的管理全过程，使得数据形成了完整的链路，促进教务管理者更全面地掌握学生学习以及教师教学情况。平台功能的实现能够为其他有类似需求的高校考试及管理提供有力技术支持，对于其他高校有很好的借鉴意义。
基于过程管理的在线考试平台充分利用计算机技术优势，减轻教师教学及考务负担，提高考试管理效率，保障考试更加公平公正，覆盖考试业务及管理的全过程。考试预约与成绩管理与教学管理系统融合，是在线考试系统设计应该聚焦的方向。
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