基于大數據分析的在線考試平臺設計與實現

一、研究背景

信息化時代，教育數字化是大勢所趨、發展所需，是教育現代化和教育強國建設的重要引擎。中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》提出戰略任務之一就是加快信息化時代教育變革；黨的二十大報告中提出推進教育數字化，建設全民終身學習的學習型社會、學習型大國。在線考試作為數字化教育的一個重要組成部分，可以輕松實現在線出題、自動評分、成績匯總等功能，提高了教育的效率，為學生提供個性化的學習體驗和評估反饋，為教師帶來更高效的工作效率和更精準的教學改進策略。

信息化高速發展離不開大數據分析技術的推動，大數據分析因其固有屬性，能為在線教育提供更多助益?，F階段大數據分析的應用已較為成熟，包含可視化分析、數據挖掘算法、預測性分析、語義引擎、數據質量與管理、數據倉庫等六個基本方面，均能夠為在線考試提供技術支持?？梢暬治?，可以直觀展示數據，能夠對學生各階段已有成績進行整體比對；數據挖掘算法，即以算法處理大數據，實現對學生成績的分科整合；預測性分析，通過數據挖掘實現結果預判，基于學生已有成績及平均成績變化幅度，預測下一次考試成績區間；語義引擎，能夠分析，提煉數據，實現跨學科成績分析；數據質量和管理，確保數據的準確性、完整性和一致性，規范考試以便后期任務順利實施；數據倉庫，對存儲數據進行關系構建，能夠實現整合成績并隨系統抽取、轉換與加載，為聯機數據分析和數據挖掘提供數據平臺。結合大數據分析技術構建在線考試平臺，可以最大程度上優化考試流程，將教師從繁瑣的出卷、閱卷、成績分析等工作中解放出來，減輕教師負擔，同時能夠深度分析學生的學習效果，為學生制定個性化的學習計劃，及時改進教學策略，提高教學質量。

二、相關理論與技術

近年來，學校師生已日漸習慣了線上教育模式和相關軟件的使用，使得線上線下聯通互動進一步優化有了可行契機。但現階段在線考試平臺應用尚不充分，大多數考試仍以傳統方式進行，亟須以技術手段開發在線考試平臺。關于在線考試平臺，在構建階段需要考慮到具體功能使用場景，并為目標用戶全體考慮，實現全平臺兼容。在線考試平臺配置要求滿足多端互聯，多端用戶同時操作并共同記錄考試成績，涉及多方面內容。本文以在線考試平臺構建的多端開發環境出發，致力于設計可實現的全平臺在線考試平臺。在線考試平臺開發環境需要考慮到跨平臺交互，故此引入B/S模式，以IE內核實現客戶端系統移植，簡化開發、維護及實際使用過程，以適應學校方面需求。B/S模式能夠實現管理簡化以提升整體效率，方便教師對平臺內容編輯與查詢，能夠節省教師的時間和精力。各級院校都會配備專業信息技術人員， B/S模式能夠為技術人員設計與更新維護減少難度，能夠使得平臺日常使用更加穩定。在線考試平臺選擇開源Java開發平臺Eclipse 4.24為開發環境，考慮到部分學生沒有電腦的情況下，選用Eclipse自帶的標準插件集，以Java開發工具和Android SDK打造移動端適配功能。在線考試平臺離不開大數據分析技術支持，其中最適配的技術是數據倉庫技術，通過兼容數據庫在全平臺互通，完成考試全流程內部共享。各類院校構建在線考試平臺具有重要意義，在理論支撐的同時還需保證技術可行?？紤]到機房均有專業教師負責日常計算機教學與學校內系統維護工作，在開發人員方面條件基本滿足。開發人員通過B/S模式對開發流程簡化后，開發環境已相對簡單，學校機房均配備系統服務器，在局域網內構建平臺的開發流程更易操作，在開發環境方面條件也基本滿足。

三、平臺功能設計

在線考試平臺功能設計需要考慮到前后期的全流程，分別從用戶登入、用戶使用和用戶調研方面進行設計，如圖1所示?？紤]到在線考試平臺用戶群體主要是學校師生，均屬于參與方，在初步構建系統時需要給到各方權限，以滿足相應需求。在系統各模塊設計中，前期考慮信息安全性，中期兼顧數據完整性，后期確保平臺穩定性。

（一）從用戶登入界面設計，考慮信息安全性

用戶登入管理系統是在線考試平臺最重要的系統模塊，主要用于區分用戶身份，并劃定使用權限。在構建多端入口時可以將界面劃分為學生端在線考試登入系統與教師端在線考試登入系統。通過B/S模式結構增強服務端適配，滿足不同用戶群體。在線考試登入系統以平臺為依托，是整個在線考試平臺最重要的模塊，能夠支持多平臺登入。學生端在線考試登入系統中加入編輯班級綁定登錄選項，實現登入即分組，在未注冊情況下返回注冊界面。教師端在線考試登入系統由管理員模塊下放權限，給予教師以班級為單位實施賬號管理的權限，完成對內部成員的管理，確保在線考試信息真實性與安全性。

（二）從用戶使用界面設計，兼顧數據完整性

在線考試平臺的使用目的單一且明確，旨在為學生提供更便捷的成績檢驗途徑，應實現界面精簡化UI設計，更加注重實用功能。使用過程中，跨平臺同時進行考試是不可避免的，應為不同平臺之間關于考試的需求進行相應優化，以合理適配應用途徑的考試需要，解決監考所需攝像頭與頁面鎖定的權限問題。為進一步提升在線考試的效率，引入大數據分析技術中的數據倉庫功能，教師通過構建題庫管理模塊，將歷年考試真題、易錯題目及考綱熱點題綜合編入，依托數據倉庫隨機組合成試題組，為學生提供便捷成績檢測途徑。管理員整合內部資源實現時間可控，對試卷整體考試時間安排，及答卷選擇的響應迅速進行規范化調整。學生在考試結束后通過平臺自審系統，可以滿足日常客觀題成績秒出，同時避免審題失誤的問題，大大提升考試效率。試題類別、時間劃定等專業問題需要管理員與教師協同制定，以避免主觀題出現難以評定的現象。對于此前考試有補考需求的學生，在線考試平臺能夠實現補考流程優化，按照大數據分析技術將具體人數、人員進行安排，實現多門考試補考不沖突。

（三）從用戶調研界面設計，確保平臺穩定性

在線考試平臺構建的起步階段會面臨許多問題，在統籌整體的同時，要求在后續平臺維護中做好調研，以保障平臺穩定性。針對學生的調研可以在考試提交按鍵處設置熱鍵，彈出滿意度問卷，能夠在線考試結束第一時間獲取到學生對在線考試的滿意度，以收集調研數據，為后續平臺考試頁面細節優化升級提供數據支撐。針對教師的調研可以通過線下方式直接對接，管理員在日常平臺維護中，通過線下調研做好各學科教師的需求目錄，在平臺版本升級的過程中，優化相應學科增改內容至數據補丁，為教師編輯題庫提供新功能插件，簡化操作流程并新增功能以滿足教師需要。在逐步的調研中，管理員持續完善在線考試平臺架構，延長平臺生命周期，增強線上線下考試流程的擴展性。

四、結語

在教育信息化背景下，以線上考試的方式為整體日常教學做階段性檢驗，通過對在線考試平臺設計與實現，推進教育數字化進程的不斷深化與推進。在線考試平臺依托大數據分析技術，以數據倉庫技術為引導，構建線上考試題庫，為學生提供更便捷的學習效果檢驗途徑。教師在獲取學生成績反饋的同時，能夠及時調整教學進度，以便更好彌補線下教學與線上測試之間的落差，同時反向推動題庫選題優化，持續改進課程教學。管理員協同學科教師在日常維護與補足平臺功能過程中逐步提升平臺實用性，完善線上線下教育融合機制，完成教育閉環，以此推動教育數字化轉型與教育行業高質量發展。

作者單位：金陵科技學院

基金項目：江蘇省2022年度高校哲學社會科學研究一般項目“產教融合背景下地方本科院校應用型人才培養路徑研究”（項目編號：2022SJYB0615）。