大數(shù)據(jù)時代高職院校網(wǎng)絡(luò)考試平臺設(shè)計與分析

摘要：網(wǎng)絡(luò)考試平臺是一種利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行考試的在線系統(tǒng)，允許考生通過計算機或移動設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下參加考試，是技術(shù)進步的產(chǎn)物，是推動教育創(chuàng)新和提高教育質(zhì)量的重要工具。本文深入分析網(wǎng)絡(luò)考試平臺在大數(shù)據(jù)環(huán)境下的安全性、可靠性、易用性、可擴展性四大設(shè)計原則，確保平臺能夠為用戶提供穩(wěn)定、安全的考試體驗，并探討了在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，網(wǎng)絡(luò)考試平臺在服務(wù)端結(jié)構(gòu)、用戶界面、功能模塊等的具體設(shè)計，處理考試期間各類問題的具體做法，以期提升考試效率與教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；高職學院；網(wǎng)絡(luò)考試平臺；XLearning

引言

大數(shù)據(jù)時代，教育信息化的步伐不斷加快，網(wǎng)絡(luò)考試平臺作為教育技術(shù)革新的重要產(chǎn)物，對高職院校的教學模式和考試管理產(chǎn)生了深遠的影響。隨著云計算、大數(shù)據(jù)分析等先進技術(shù)的融入，網(wǎng)絡(luò)考試平臺能夠提供高效、智能的考試服務(wù)，以及數(shù)據(jù)挖掘和分析，為教學提供個性化和精準化的反饋，從而推動教育質(zhì)量的提升和教育模式的創(chuàng)新。網(wǎng)絡(luò)考試平臺作為一種高效的知識技能評測工具，其科學應(yīng)用帶來了多方面的優(yōu)勢，特別是在大規(guī)模考試的組織與管理方面，能夠處理大量考生的考試需求，并確保考試流程的標準化和規(guī)范化，顯著提升考試管理的效率和效果。在這一背景下，高職院校網(wǎng)絡(luò)考試平臺的設(shè)計需要綜合考慮教學需求、技術(shù)實現(xiàn)、用戶體驗、數(shù)據(jù)安全等多方面因素。

1. 網(wǎng)絡(luò)考試平臺的設(shè)計原則

1.1 安全性

網(wǎng)絡(luò)考試平臺的安全性設(shè)計是保障考試公正性和考生信息安全的核心。平臺可采用多層次的安全措施。例如，通過使用SSL加密傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫訪問控制、密碼策略、多因素認證和定期的安全審計增強安全性，確保只有授權(quán)用戶才能訪問敏感數(shù)據(jù)。同時，利用人臉識別等技術(shù)進行考生身份的核實，結(jié)合考點監(jiān)考人員管理和考試狀態(tài)監(jiān)控等多種監(jiān)控手段，有效預(yù)防和記錄作弊行為[1]。注重對原始數(shù)據(jù)的備份和防篡改，確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，構(gòu)建一個安全可靠的網(wǎng)絡(luò)考試環(huán)境。

1.2 可靠性

可靠性原則強調(diào)平臺的穩(wěn)定性和一致性，確保在各種條件下都能提供預(yù)期服務(wù)。平臺后端可實施分布式架構(gòu)，利用負載均衡和服務(wù)器集群技術(shù)來分散用戶請求，提升系統(tǒng)的處理能力，增強穩(wěn)定性。通過智能分配請求到不同的服務(wù)器，平臺能夠有效避免單一服務(wù)器過載的風險，并在部分系統(tǒng)組件發(fā)生故障時，通過故障自動檢測和恢復(fù)功能，確保考試服務(wù)的連續(xù)性。這種架構(gòu)的優(yōu)勢在于，允許平臺根據(jù)需求動態(tài)調(diào)整資源，同時降低單點故障的可能性。

平臺的可靠性設(shè)計還包括定期的數(shù)據(jù)備份策略和災(zāi)難恢復(fù)計劃，保障在數(shù)據(jù)丟失或損壞的情況下，考試數(shù)據(jù)能夠迅速恢復(fù)，維護數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。平臺還可制定詳細的災(zāi)難恢復(fù)流程，并進行定期的恢復(fù)演練，以應(yīng)對大規(guī)模系統(tǒng)故障。系統(tǒng)監(jiān)控與日志記錄功能則能提供全面的系統(tǒng)運行視圖，使運營團隊能夠?qū)崟r監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，并通過日志分析及時發(fā)現(xiàn)并解決系統(tǒng)瓶頸和潛在問題，進一步確保平臺的穩(wěn)定運行和高效服務(wù)。

1.3 易用性

網(wǎng)絡(luò)考試平臺的易用性設(shè)計是提升用戶滿意度和考試效率的關(guān)鍵因素。平臺通過精心設(shè)計的用戶界面，考慮到不同用戶的使用習慣和需求，實現(xiàn)直觀的導航和清晰的操作指引，使用戶能夠迅速地找到并使用考生登錄、考試作答、提交試卷等功能。特別是在考試過程中，網(wǎng)絡(luò)考試平臺實時反饋答題狀態(tài)提示、剩余時間顯示以及操作確認信息，能極大地幫助考生掌握考試節(jié)奏，有效管理時間，減少因操作不當造成的錯誤[2]。

易用性也體現(xiàn)在平臺對多種題型和富媒體內(nèi)容的強大支持上。通過集成文本、圖片、音頻和視頻等多媒體元素，網(wǎng)絡(luò)考試平臺可以使考試題目更加豐富和直觀，增強考生的參與感和理解度。這種多樣化的展示方式也適應(yīng)不同考生的學習偏好，能夠提高信息接收效率。

1.4 可擴展性

網(wǎng)絡(luò)考試平臺的可擴展性設(shè)計是其長期適應(yīng)教育技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。通過采用模塊化的架構(gòu)，平臺將不同的服務(wù)和功能細分為獨立的模塊，這些模塊之間保持低耦合性，從而便于未來的更新和維護工作。這種架構(gòu)允許平臺在不影響整體系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，靈活地引入新的考試功能，例如支持新的題型，集成先進的人工智能技術(shù)進行自動評卷，實現(xiàn)自適應(yīng)考試等。這樣的設(shè)計可以加快新功能的集成速度，降低技術(shù)升級的成本和風險。

同時，平臺的API設(shè)計要注重開放性和兼容性，提供與其他教育信息系統(tǒng)或第三方服務(wù)集成的能力。接口策略允許平臺與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和功能協(xié)同，可以擴展平臺的應(yīng)用范圍和靈活性。例如，平臺可以與學生信息系統(tǒng)、教學管理系統(tǒng)等進行集成，實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)和成績信息的同步，也可以與在線學習平臺對接，提供更加連貫的學習體驗。通過這種持續(xù)的技術(shù)迭代和功能優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)考試平臺能夠不斷適應(yīng)教育行業(yè)的新需求和挑戰(zhàn)，支持新興的教學模式和評估方法，確保平臺的長期競爭力和可持續(xù)發(fā)展。

2. 網(wǎng)絡(luò)考試平臺架構(gòu)設(shè)計

2.1 服務(wù)端架構(gòu)

360推出的XLearning是一款深度學習框架調(diào)度系統(tǒng)，可支持多種機器學習，其中內(nèi)置了網(wǎng)絡(luò)考試平臺[3]。Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺的服務(wù)端技術(shù)架構(gòu)采用了多層架構(gòu)設(shè)計，基于Model-View-Controller（MVC）模式，將業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)展示和用戶交互清晰分離。使用Spring Framework服務(wù)端技術(shù)框架，實現(xiàn)依賴注入和聲明式事務(wù)管理，簡化企業(yè)級應(yīng)用的開發(fā)。平臺后端與關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（MySQL）緊密結(jié)合，確保數(shù)據(jù)的持久化、一致性和完整性[4]。

此前，受外部因素影響，許多高職院校，如江西職業(yè)技術(shù)大學、日照職業(yè)技術(shù)學院、河南職業(yè)技術(shù)學院、濱州職業(yè)學院等采取了線上考試的方式，通過XLearning進行期末考試，以確保教學活動的連續(xù)性和學生的學習效果，并利用人臉識別、雙監(jiān)控操作等手段，確保考試的公平性和公正性[5]。

根據(jù)高職院校的實際使用情況，為提高性能，Xlearning平臺的服務(wù)端架構(gòu)通過Nginx進行負載均衡，合理分配用戶請求到多臺服務(wù)器。Redis作為緩存服務(wù)，減少對數(shù)據(jù)庫的直接訪問，加快數(shù)據(jù)檢索速度。RabbitMQ消息隊列技術(shù)處理考試結(jié)果批改和通知發(fā)送等異步任務(wù)。

Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺注重安全性和可維護性，基于OAuth2.0的身份驗證和授權(quán)機制，確保用戶訪問的安全性。平臺采用Docker容器化技術(shù)，快速部署和擴展服務(wù)。同時，集成Prometheus監(jiān)控系統(tǒng)，對服務(wù)狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并記錄分析日志數(shù)據(jù)，系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

2.2 用戶界面

Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺的用戶界面設(shè)計簡潔直觀，從登錄頁面開始，就為用戶提供清晰的導向。登錄頁面整體背景以考試元素為主，分散有“歷史”“英語”等科目名稱，頁面左側(cè)以書本、鉛筆圖片為視覺中心，并附帶“網(wǎng)絡(luò)學習”“資深教師”“在線視頻”，表明平臺性質(zhì)，右側(cè)是簡潔的登錄表單，要求輸入用戶名和密碼，下方附有“忘記密碼”和“用戶注冊”鏈接，方便用戶快速找回賬戶或加入平臺，整個用戶界面突出網(wǎng)絡(luò)考試主題。

一旦登錄成功，用戶將進入儀表板，這是用戶互動的中心樞紐。儀表板設(shè)計上突出考試概覽，展示即將到來的考試和歷史成績，使考生對即將參加的考試和過往表現(xiàn)一目了然。導航欄固定在頁面頂部或側(cè)邊，直觀地連接到其他關(guān)鍵部分，如“我的考試”“成績查詢”和“個人設(shè)置”。此外，儀表板還包含快速訪問區(qū)域和通知中心，確保用戶能夠及時獲取考試更新和重要信息。

在考試頁面，考試標題和指令在頁面頂部明確展示，確保考生充分理解考試要求。題目列表整齊排列在頁面一側(cè)，考生可以一目了然地查看所有問題，并能迅速跳轉(zhuǎn)至任一題目。答題區(qū)域留有足夠空間，適應(yīng)不同題型的作答需求，且在顯眼位置設(shè)有倒計時計時器和提交按鈕，方便考生管理時間和完成考試。整個考試頁面的設(shè)計旨在提供一個無干擾、專注的考試環(huán)境，確保考生能夠順利進行考試[6]。

2.3 題庫模塊

Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺的設(shè)計理念在于提供全面的題型支持和靈活的考試體驗，以滿足多樣化的教學和評估需求。平臺支持的題型包括選擇題、填空題、簡答題和計算題等，覆蓋了從標準化測試到開放式問題的各種評估形式。選擇題和填空題適用于客觀評估，簡答題和計算題可以深入考查學生的分析能力和解決問題的能力。Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺支持圖片上傳功能，為考生提供了解答題目時的額外參考，適應(yīng)不同學科和課程的特定需求。

Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺兼容不同評估標準，允許教師根據(jù)課程目標和學習成果，定制考試內(nèi)容和評分標準，支持知識記憶測試、批判性思維評估。Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺也可為考試機構(gòu)提供多個預(yù)設(shè)在線考試解決方案。

2.4 用戶功能

Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺針對不同用戶群體設(shè)計不同功能，以滿足學生、教師和終端管理員的具體需求。學生端的功能集中在考試參與和學習反饋上。通過Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺，學生可以獲取考試信息，包括時間、科目和要求，并使用在線答題功能，完成教師設(shè)置的考試項目。在答題過程中，學生可以使用實時監(jiān)控，合理分配答題時間。考試結(jié)束后，可以通過平臺直接查詢成績和教師評價。

教師端的功能注重考試的管理和評分過程。教師可以通過Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺設(shè)置考試題目、安排考試時間、監(jiān)控考場，確保考試的公平性。考試結(jié)束后，教師可使用平臺的智能評卷系統(tǒng)批改選擇、填空等客觀題，減輕評分負擔，快速完成考試評分。

終端管理員端專注于平臺的維護和技術(shù)支持。管理員負責新建教師用戶、服務(wù)器和存儲管理等系統(tǒng)配置，確保平臺穩(wěn)定運行，還負責管理用戶賬戶，監(jiān)控系統(tǒng)性能，并在必要時提供技術(shù)支持。通過平衡教師和學生可以使用的功能，管理員確保所有用戶都能獲得安全、高效的考試體驗。

3. 網(wǎng)絡(luò)考試平臺異常問題處理辦法

3.1 網(wǎng)絡(luò)中斷

Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺具有實時的數(shù)據(jù)自動保存功能，將考生的答題數(shù)據(jù)定期存儲在本地或服務(wù)器上，當發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷時，Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺允許考生在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后重新登錄系統(tǒng)，并從中斷點繼續(xù)考試。

3.2 系統(tǒng)崩潰

面對系統(tǒng)崩潰的情況，Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺具備自動檢測和恢復(fù)機制。當系統(tǒng)在檢測到自身異常時，能夠自動重啟并嘗試恢復(fù)到崩潰前的狀態(tài)。對于關(guān)鍵的數(shù)據(jù)和操作，平臺會使用事務(wù)管理確保其原子性，避免因系統(tǒng)崩潰導致的數(shù)據(jù)丟失或不一致。Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺會定期對系統(tǒng)進行備份，以便在嚴重故障時能夠快速恢復(fù)到正常狀態(tài)[7]。

3.3 服務(wù)器過載

針對服務(wù)器過載問題，Xlearning網(wǎng)絡(luò)考試平臺通過緩存頻繁訪問的數(shù)據(jù)、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫查詢、使用高效的算法來減輕服務(wù)器負擔，并采用負載均衡技術(shù)分散請求到多個服務(wù)器，避免單一服務(wù)器因請求過多而過載。平臺具有資源監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)，一旦檢測到資源使用接近極限，能夠及時采取措施，如自動擴展資源或通知管理員進行手動干預(yù)。

結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)考試平臺的開發(fā)是技術(shù)的展現(xiàn)，也是教育創(chuàng)新的體現(xiàn)，為教育工作者提供了強大的工具，能夠適應(yīng)多樣化的教學需求和評估標準。對學生而言，網(wǎng)絡(luò)考試平臺提供了靈活的學習路徑和即時的反饋，可以促進個性化學習的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)考試平臺的建設(shè)和完善將不斷推動教育模式的改革，實現(xiàn)教育資源的優(yōu)化配置，促進教育公平，為培養(yǎng)新時代的創(chuàng)新人才提供堅實的技術(shù)支撐。面向未來，期待網(wǎng)絡(luò)考試平臺能夠繼續(xù)演進，集成人工智能、機器學習等創(chuàng)新技術(shù)，以進一步提升教育的質(zhì)量和可及性。

參考文獻：

[1]譚雄飛.基于人工智能技術(shù)的智能考試評卷系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].軟件，2024，45（4）： 147-149.

[2]萬丹，汪潔.基于多維評價模型的考試評價系統(tǒng)設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2024， 20（10）：61-63.

[3]人工智能技術(shù)社區(qū).360推出XLearning：可支持多種機器學習，深度學習框架調(diào)度系統(tǒng)！[EB/OL].（2017-12-06）[2024-07-01].https：//www.163.com/dy/article/D4VH95DG0511PSS9.html.

[4]張慧琴，李中凱，徐玉林.高校富媒體在線考試的體系結(jié)構(gòu)與全流程設(shè)計[J].現(xiàn)代信息科技，2024，8（8）：40-44，50.

[5]賴見輝，王揚，尚文龍，等.高校在線考試現(xiàn)存問題及對策研究[J].中國多媒體與網(wǎng)絡(luò)教學學報（上旬刊），2023（7）：17-20.

[6]劉洪付，劉曉，陳仲全，等.信息化建設(shè)在高等醫(yī)學院校考試管理工作中的探索與實踐[J].中國繼續(xù)醫(yī)學教育，2023，15（19）：31-34.

[7]周亞莉，何玉林，康曼，等.后疫情時代網(wǎng)絡(luò)考試在醫(yī)學微生物學教學中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2023，39（10）：1775-1778.

作者簡介：辛翠平，本科，講師，研究方向：計算機技術(shù)。