线上考试平台功能浅析
王宝军 杜太利 梁炳南 任洪莹
摘? 要：线上考试平台是线上教学的重要组成部分，并且可以服务于线下教学。平台的人员管理、权限管理、题库管理、考试管理、试卷管理和考试分析等系统功能存在很多改善空间。平台内部功能非常复杂，但用户希望操作简便。从用户角度出发，分析线上考试平台的功能和需求，分析结果可供用户和开发者参考。
关键词：线上考试平台;人员和权限;题库;考试;试卷
中图分类号：G640? ? ? ?文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：2096-000X（2021）14-0054-05
Abstract： Online examination platform is an important component of online teaching and can also be applied to offline teaching. There are certain improvement possibilities for platform sub-systems including personnel， authorization， question database， examination， examination paper and score analysis. The function of platform is very complicated while the user expects simple operation. From the view of user， the function of platform and user requirement are analyzed， the result can be used as reference for both user and platform developer.
Keywords： online examination platform; personnel and authorization; question database; examination; examination paper
线上教学至少服务于五大金课中的线上金课、线上线下混合金课和虚拟仿真金课，全国高校在线上教学平台建设了大量的教学资源，促进了线上教学的飞速发展并取得了显著的教学成果。考试对教学的重要性不言而喻，线上考试是线上教学的重要组成部分，线下教学采用线上考试也是比较普遍的现象。然而，线上考试平台的发展在一定程度上滞后于线上教学平台和资源的建设，在某些方面仍有很多需要完善。
考试种类、内容和形式多种多样，例如面试、口试和笔试等，而笔试又可分为开卷考试和闭卷考试等。从总体来看，采用闭卷笔试的线上考试平台功能要求最为严格，所以主要针对此类平台进行探讨。平台功能是否满足考试要求，考试结果是否能客观反映考生学习成效，教师和考生的操作是否简便等都是衡量考试平台性能的基本要素。平台开发者、教师和考生之间应建立紧密联系，逐步推进线上考试向智能化方向发展。
一、平台概况和终端设备
线上考试平台（以下简称平台）主要由人员管理、权限管理、题库管理、考试管理、试卷管理和考试分析等子系統构成。如图1所示，平台各子系统之间不是孤立的，而是通过数据和算法建立密切的联系，图中列出的是子系统的部分功能，仅体现了子系统的主要作用。考试平台开发者、教师和考生通过身份认证后进入考试平台进行功能开发、数据设置、读取和存储等操作，分角色分任务共同完成线上考试。平台的数据和算法是考试的核心内容和高度保密资料，应同时在系统服务器和备份服务器上存储以确保稳定可靠。
平台按终端设备形式可分为三类，分别是专用计算机室电脑、分散布置的电脑和各类互联网接入设备。海船船员适任考试所用的考试平台即为第一类，考试过程中监考人员可现场进行身份验证、监考以及处理突发情况。第二类的典型代表是美国研究生入学考试（GRE）线上考试，对考生有极为严格的要求，一旦系统判断考生出现违规的迹象即终止考试。第三类对考生的终端设备要求比较宽松，可采用台式机电脑、笔记本电脑、平板电脑或手机等设备参加考试，这对考生和考试组织者极为方便，本文针对这类考试平台进行探讨。
平台的客户端操作主要分为Web前端和客户端软件两大类。前者主要以html5技术为代表的Webapp，后者主要是专门开发的面向电脑或移动终端的应用软件。二者虽然各自有不同的优势，而对于常见的考试而言，考生作答需要思考时间，一般并不把软件执行速度作为首要因素，因此线上考试平台以html5技术开发的Webapp为佳。这样，考生省去安装应用软件的过程，可通过浏览器地址链接或二维码等途径接入考试。
因各种终端设备、操作系统以及浏览器的软硬件版本不同，即便是html5技术，仍然会出现一定程度的不兼容现象，平台适用的终端设备和操作系统对应关系如表1所示。平台在开发和测试过程中应至少满足表1所列的最低要求，满足大多数用户的使用要求，并且在后续维护中不断优化。
二、身份认证
考生身份认证是保证线上考试有效性的基本条件之一，既要保证参加考试的考生不漏考，又要确保是考生本人。考虑到技术和经济成本的原因，身份认证、监考和防作弊功能应紧密配合，实现考前认证、考试过程监控、考后可追溯的全过程管理。
表2列出常用身份认证方法。各种方法优缺点比较明显，目前主要采用的是分配制和注册制身份认证，这有利于保证考试的顺利开展。从长远来看，身份认证必定要采用认证制。此外，三种身份认证方法还可以配合地理范围限制、IP地址限制等技术手段，使线上考试的公正性和严谨性提到一个更高的水平。
三、人员和权限管理
平台用户应分属于不同的机构、部门和子部门，主要包括管理员、子管理员、题库建设教师、任课教师、组题教师、监考教师、阅卷教师和考生等几类。
人员和权限密切相关，部分平台将人员和权限共同管理，而功能丰富的平台一般会单独为人员设置权限。管理员在机构内具有考试平台管理的全部权限，对子管理员授权并进行整体协调，例如同一时间段内考试数量和考生数量的控制等。子管理员主要负责部门或子部门不同课程、不同年级的考试管理。
题库建设教师、任课教师、组题教师、监考教师和阅卷教师，有时甚至包括子管理员，所设置的权限可以是相同的，这样就可由相对固定的几名教师完成考试管理。题库建设教师的主要权限是向题库内录入试题，构成考试的基础。目前比较普遍采用教考分离，任课教师的主要权限是查看成绩。组题教师一般是课程负责人，根据课程实际情况编制考试双向细目表，决定了考试的侧重点和难度，所以组题教师的权限非常重要。监考教师的主要权限是监考，维护考场公正并进行试卷管理，随时统计缺考、在考和交卷名单。阅卷教师的主要权限是客观题分数核对、主观题评阅和考试成绩汇总。流水阅卷模式下，阅卷教师可批阅的试题权限不同。
考生的权限仅为参加考试，可选设置包括查看自己的成绩和答卷等。考生信息的设置必须考虑到避免重名和信息全面以便于统计分析。因此，考生信息应包括考生ID、姓名、性别、院系、专业、年级、班级、手机号码等，推荐以具有唯一性属性的考生ID作为主信息。
四、题库管理
拥有大量试题的题库并具有良好题库管理能力是线上考试平台的基本功能，平台最大的维护工作量就是对题库的管理。
平台必须具有题目批量导入功能。题库是课程建设的重要组成部分，教师通常会采用Word或Excel等软件制作试题。一道试题的制作不复杂，但是如果题库建好后再按照不同的规则修改试题，工作量会非常庞大而且容易出错。因此，考试平台必须有明确的试题格式规则，通常应包括试题ID、课程名称、章、节、知识点、难度、答案、解析、出题者、出题日期等信息。
试题格式规则易被忽视，这给用户带来非常大的困扰。试题导入模板必须指定详尽的规则，明确规定中文、英文、数字、单位符号、角标、选择和填空的问题格式，特别是公式、图形和表格的表达方式和要求等。
平台应支持全部常见题型。客观题主要包括单选、多选、判断、匹配和英语关联题等;主观题主要包括术语解释、问答、论文、论述、计算和作图题等。填空题在不同平台中可能定义为客观题或主观题，本文建议定义为主观题。平台采用html5技术后，更容易支持音频、视频、2D或3D动画等形式的多媒体试题。考试平台对于客观题能够自动评阅打分，而主观题和多媒体题以人工阅卷为主，主要因为计算机识别技术还不足以充分评判考生的答题图像和声音等信息。
除了试题导入功能外，平台还应具有导出、预览、修改、添加、删除、统计和分析功能等。其中，统计功能主要用于统计历次考试中试题的选用情况，便于改进组卷算法。分析功能主要用于修正试题难度。
五、试卷管理
从题库抽取试题组成试卷的组卷过程，操作应简单，软件界面简洁直观。组卷方法可分为人工组卷、抽题组卷和随机组卷等，如表3所示。抽题组卷和随机组卷应具有人工辅助过程，主要是因为题库是固定的，授课会因学生的具体情况适当调整。所以考试平台组卷后需要有人工辅助过程，对试卷中不適宜的题目进行替换。
随机组卷策略比抽题组卷和人工组卷要复杂，主要有随机算法、回溯算法、遗传算法以及混合算法等，算法对于试题的选用结果影响比较大。组卷界面应简洁直观，图2举例说明单选题的组卷界面，第1-6列是平台对题库的统计，数据不可主观修改。第7和第8列为组题教师根据课程情况赋值数据，每题分值应允许万分位输入。这些数据会决定考试难度和知识侧重点，需要慎重考虑。第9列为计算数据。第10列和第11列是防作弊手段，而第11列是专门针对选择题的设置。因考试题型众多，不逐一例举各题型的组卷界面，可参考图2提供简洁直观的组卷界面。
组卷完成后，应进行人工辅助检查试题，如有不妥可修改替换。对于大规模考试，组卷完成后应在保密人员范围内进行测试。
六、考试管理
考试管理在平台中发挥着关键作用，是顺利开展考试的决定性因素。考试管理应满足以下几方面要求。一是良好的时间控制，包括开始日期时间、结束时间和考试时长，以及迟到延时的设置等。二是精确及时的数据保存，即考生只要触发了数据变化，就应同时保存到平台服务器和备份服务器，以确保断电和系统故障等突发情况下考生数据完整。三是对考场情况的动态信息数据汇总，包括缺考名单、在考名单、交卷名单、考生实际考试时长、考试结束倒计时预告等。四是进行可靠的监考，在下一部分单独描述。五是平台应具有强制交卷、延迟交卷及更换试卷等功能。六是平台应对主观题允许考生手写答题后拍照上传。
七、监考
线上考试严谨性和公正性主要通过线上监考配合防作弊技术手段实现。防作弊手段主要包括身份认证、地理范围限制、IP地址限制、试题乱序、选项乱序、防切屏、随机拍照、答题时间限制、无操作时间限制和防复制粘贴等。平台应采用上述几种防作弊手段相结合的方式。
线上监考有两种形式，一是采用视频会议平台，例如腾讯会议或钉钉会议等。二是利用考试平台内置的监考功能。第一种形式中，一台终端设备用于考试，另一台设备用于接入会议软件平台。该形式监考效果比较好，但需要两台终端设备且不利于考试和监考的有机配合。目前第二种形式整体上监考效果不及第一种。从有效性和便利性角度来看，线上监考应是这两种形式的结合，即线上考试平台包含视频会议平台功能，达到以下目的：
一是监考视频和试题同屏显示。考生软件界面上侧（或左侧）区域显示考生人像实时动态画面，下方（或右侧）区域显示试题及回答情况。监考中心可总览或单览考生软件分区，而且可以录制保存全体考生考试过程。
二是利用人工智能技术，通过考生面部器官状态变化和环境声波等信息，进行考生是否有作弊倾向的综合判断。
三是师生进行灵活的交互。教师可以一对多、一对一的发送监考指令。考生可通过语音、视频或文字向监考中心发送请求。
八、成绩统计与分析
考试结束后必须在规定时间内完成试卷批阅、审核、登录、发布和统计分析等工作。客观试题由平台根据标准答案自动评分，主观试题则需要进行人工流水阅卷。人工流水阅卷的流程、权限分配和评分标准等需要深入研究。平台应设置针对考试和针对考生的成绩统计分析功能。平台应能够以一键式或批量处理方式实现成绩、答案、试卷和成绩分析等内容的导出。考生试卷是最原始的考试资料，必须完整地以pdf格式或者图像格式保存。
平台还应具有单题统计分析功能，即针对某一既定题目，统计一次或多次考试的选中次数、正解人数和回答正确率。统计结果用于评价教师教学侧重点、学生学习效果和题目难度等，也可以根据正确率调整试题难度。
九、应急处理
线上考试与线下考试相比，某些应急情况相同，又在很多方面存在较大差异。相同之处在于，如遇到不可抗力、大规模违纪舞弊或者漏考等情况，处理方法类似。
如果试卷失密，线下考试需要较长时间按流程启用备用卷，而线上考试可以在极短时间内重新组卷，考生按照新试卷的接入路径参加考试，这是线上考试的一个很大优势。对于个别考生发生违纪情况，可通过监考系统和考试数据进行判定。
线上考试依赖于网络，因此存在着断电、断网和硬件设备故障等应急情况，因此制定完善的应急预案和数据备份机制非常必要。
十、建议与展望
线上考试的出现和应用存在着较大的性能提升空间。结合教学实践和经验，建议在以下几方面不断完善。
一所学校使用的线上考试平台最多不超过两个。教师对题库的建设、考试和成绩分析处理等工作效率会大为提高。学生可以减少适应不同考试平台的精力消耗。学校可以将考试系统和教务系统对接。
师生应建立有效的沟通机制。通过微信群、QQ群或课程平台，师生进行充分沟通，对于线上考试的顺利开展是非常重要的保障。
考试相关者必须保护公民隐私和考试机密。不同权限的考试相关者掌握不同等级和数量的公民隐私信息和考试机密信息。因此，学校和考试平台必须建立有效的保密机制，教师恪守职业道德，全部考试相关者按照法律规定保护隐私和机密。
制定线上考试平台开发标准和评价标准。目前各平台采用的技术、开发思路和操作界面风格各异，给师生操作和系统维护管理带来很多额外工作。应尽快制定线上考试平台开发标准和评价标准，开发者在统一的标准下充分发挥技术优势提供优良产品，用户根据实际需要按照评价标准选用适宜的平台。
按照线下考试的思维开展线上考试。良好的线上考试应按照线下考试的过程和要求组织考试，在此基础上附加互联网和数据处理的优势。目前线上考试还处于初级阶段，考试平台开发者、教师和考生都应按照线下考试的思维考虑和对待线上考试。随着科学技术的发展，线上考试会达到一种高度智能水平，甚至可以改变对考试的认识。
线上考试平台的发展潜力巨大，例如智能考试算法的研究，5G通信技术对线上考试的促进等。平台可探索融入VR、AR和AI，在理论知识考试的基础上附加实验实操内容，完善考试的全方位评价作用。平台也可按需置入指定的专业软件，深度考查考生综合应用和创新能力。考试终端配置智能传感器将实现更完善的监考效果。
十一、结束语
线上考试平台是线上教学和线上线下混合式教学的重要组成部分，很多线下教学也采用线上考试平台作为平时成绩评定和考试手段。线上考试平台为教学提供了较好的支持，随着用户的功能需求不断增长和新技术发展，在人员管理、权限管理、题库管理、考试管理、试卷管理和考试分析等系统设计开发方面仍有很多改善空间。按照软件开发标准，充分挖掘5G通信、VR、AR、AI、专业软件和智能传感器等在考试平台中的应用潜力，提高线上考试的智能化水平，将考试大数据反馈到教学过程，必将促进教学效果的提高。
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