回歸學習本質的考試系統(tǒng)設計

宋雪麗

[摘 要]判斷所培養(yǎng)的人才是否合格需要一套完整的系統(tǒng)，這是考試系統(tǒng)設計的初衷。傳統(tǒng)的考試系統(tǒng)過多依賴于教師的教學水平和學生“會考試”，無法真正反映考生對知識的掌握程度。計算機新技術的出現(xiàn)，影響到社會生活的方方面面，讓人類生活更加輕松便捷。文章通過對知識體系進行梳理分析，并將大量試題進行整理形成龐大的題庫，系統(tǒng)從題庫中選取考題形成試卷，從多個角度為每個考點命題?？荚囃戤吅筮\用大數(shù)據(jù)分析出考點覆蓋率以及每道題的通過率，確定學生對所考知識的掌握程度和是否需要重新命題，以便于更有效地改進教學。最后借助先進的計算機技術將元數(shù)據(jù)設計、多層次設計、可插入設計技術應用到教學考試系統(tǒng)設計當中，設計一套新的考試系統(tǒng)。通過運用此考試系統(tǒng)將“考試”和“知識”原來扭曲的關系恢復正常，并讓考試回歸于檢測知識掌握程度的目的。

[關鍵詞]知識體系;計算機技術;考試系統(tǒng)設計

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）02-0195-04

人類文明的傳承，社會的進步，都依賴于人才培養(yǎng)，而人才培養(yǎng)是一個漫長復雜的過程?；ヂ?lián)網的出現(xiàn)讓人類獲取知識更加輕松便捷，但卻帶來了新的問題：學習時間的碎片化[1]。太多新知識新觀點的出現(xiàn)，導致學生很難靜下心來，系統(tǒng)化深入地去學習某一項知識。這就為教學帶來新的問題：如何快速為社會輸送合格的人才。專業(yè)人才是否合格，需要一套完整的系統(tǒng)來檢查。這就是考試系統(tǒng)設計的初衷。

傳統(tǒng)的教學與考試系統(tǒng)的效果取決于教師的教學水平和學生的學習積極性。學生真正掌握的知識并不能跟學生的考試成績完全對等，一些“會考試”的學生僅僅憑借考試技巧就能取得高分，甚至有些學生因為剛好復習了某個知識點就順利獲取了高分。當考試分數(shù)里包含太多“技巧”和“運氣”成分，就無法真正反映考生對知識的掌握程度，從而導致學生追求“考試技巧”和猜題，而不是掌握知識本身。多年以來，以考試作為教學指揮棒，高分低能就這樣產生了。新的考試系統(tǒng)設計，完全從課程本身出發(fā)，將“考試”和“知識”原來扭曲的關系恢復正常：學習是為了掌握知識，考試是為了檢測對知識的掌握程度。

一、基本思路

讓考試回歸本質，考試不再是考生和命題教師之間對抗的游戲，而是學生用來自我檢查對知識的掌握程度，那么考試就變成工具，學生學習將不再是為了考分而是為了學習知識本身。

（一）知識體系分析

1.知識拆分

每門功課都有自身的知識體系，將一個知識體系拆分成多個可以量化的知識點可以降低學習難度，有利于學生克服學習上的畏難情緒。

2.知識關聯(lián)

將知識體系拆分成知識點之后，這些知識點并不是孤立的而是相互關聯(lián)的。知識點之間的關聯(lián)關系，導致要學習一個知識點，往往需要先學習這個知識點的知識支撐，知識點支撐知識點，就是所謂的“基礎”。運用基礎知識學習理解知識，有助于理解當前知識點。而基礎知識也是知識點，這就需要依賴更多的“基礎知識點”，于是整個知識點就構成了一個復雜的網狀關系[2]。學生無法理解當前的知識點有時不是因為不夠努力，而是因為“基礎差”。因此，要設計出符合學生學習實際情況的知識體系，需要對知識點進行很好的設計。

3.知識運用

學習知識的目的，不僅僅是為了考出好成績，更重要的是為了提高能力與素質。對知識的真正掌握，是會將知識進行靈活的應用。因此，需要將知識放入各種實際的場景中，跨越理論與實際之間的巨大鴻溝，讓學生一開始就從實際應用出發(fā)。

4.知識重難點

在一個知識體系中，從理解的角度來說，會有某些知識點是非常難以學習和掌握的，這些知識點就成為這個知識體系的難點。知識點的重要程度也不是完全一樣的，某些知識點是整個知識體系的核心部分，這些知識點就成為要重點掌握的部分。要給知識點增加附加屬性的描述，比如難點、重點、權重比例等，盡管這些附加屬性的描述不影響知識系統(tǒng)本身，但是能通過附加屬性設計出更符合人性特征的知識體系出來[3]。

（二）知識體系設計

傳統(tǒng)的知識體系設計，以知識點為中心，構建出樹狀或者網狀的知識體系，非常嚴謹，但是學生尤其是基礎知識掌握不夠牢固的學生，往往會陷入這張網中無法出來，在學習過程中產生巨大的挫敗感，而教師往往是付出了很多心血卻收效甚微。新的知識體系以人為中心，使用互聯(lián)網超文本思路，將知識進行扁平化。新的知識設計體系中知識點之間的關聯(lián)關系依然存在，但是知識點的呈現(xiàn)方式將不再是嚴謹?shù)捏w系，而是將知識點之間的競爭關系用動態(tài)的方式呈現(xiàn)出來。比如，在傳統(tǒng)的樹狀層級關系中，新聞—體育新聞—足球新聞—英超聯(lián)賽這種層級是固定的。但是，當“英超聯(lián)賽”正在進行的時候，“英超聯(lián)賽”往往是熱點新聞，具有更大的競爭力，因此，從最終呈現(xiàn)的角度來看應該排列在“體育新聞”的前面。

二、考題的產生

（一）多個角度命題

在傳統(tǒng)的教學過程中，學生學習到期末后就由任課教師出題，形成試卷，開始考試。這樣做的弊端非常明顯：考卷無論是覆蓋度還是難易程度，完全依賴于出題教師的水平和出題時的狀態(tài)。新的考試系統(tǒng)讓所有任課教師針對課程中包含的知識點進行命題，形成龐大的題庫[4-5]。當需要考試的時候，系統(tǒng)從題庫中選取考題，形成試卷，最大限度地減少了人為因素，更是從根本上杜絕了漏題等現(xiàn)象的發(fā)生。隨著題庫考題的不斷積累，質量高的考題會沉淀下來，而質量低的考題就會逐步被淘汰，從而提高了整體教學和考試水平并讓學生從中受益。

（二）根據(jù)權重比例組成考卷

系統(tǒng)根據(jù)知識點的權重，挑選出需要生成試卷的所有知識點;根據(jù)知識點對應的考題，隨機選擇出對應的考題來組成試卷。當一個知識點對應多個考題的時候則將以往選擇過的考題作為參考，優(yōu)先選出沒有考過的考題作為本次考試的考題。

三、大數(shù)據(jù)分析

運用傳統(tǒng)教學法能夠獲取的數(shù)據(jù)非常少，即使這樣，通過人工去分析這些很少的數(shù)據(jù)，工作量巨大，很難完成。于是，教師往往會放棄分析，而只是做簡單的統(tǒng)計。大數(shù)據(jù)分析就是使用計算機技術對海量數(shù)據(jù)進行分析，從這些數(shù)據(jù)中找到規(guī)律，為改進教學提供依據(jù)與參考。這個分析包括以下幾個方面。

一是分析覆蓋率。根據(jù)歷次考試的考題和知識點之間的關系，分析出每次考試的試卷對考點的覆蓋率，分析出每個考點的被覆蓋率。

二是分析通過率。根據(jù)考生考試的結果分析出每次考試的通過率，再根據(jù)通過率來做出是否需要重新命題的決定。

三是分析掌握程度。根據(jù)學生對每道題的考試時間，判斷出這個試題的難易度，并對該試題進行難度系數(shù)認定，然后將認定的系數(shù)儲存進計算機試題庫，以備隨時調取[6]。

四、系統(tǒng)設計

（一）元數(shù)據(jù)設計

元數(shù)據(jù)是用來描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不會輕易改變。知識點一旦確定后，就不會輕易改變，因此，知識點可以作為元數(shù)據(jù)。這里以知識點和考點來說明如何設計元數(shù)據(jù)。

1.知識點元數(shù)據(jù)

知識點元數(shù)據(jù)是對外服務的表，當需要設計考點等信息的時候，可以將這個表中的記錄作為標準，如圖1（1）。

但是在實際應用中，元數(shù)據(jù)的產生需要一個過程，教師之間對數(shù)據(jù)的描述有一定的差異，通過多次版本的迭代，最終會形成一個相對完善的描述。在知識點歷史數(shù)據(jù)中記錄了每次版本迭代的相關信息，如圖1（2）。因此，知識點是有版本的。通過知識點的版本，可以知道多個人對同一個知識點的描述情況，以及最終版本的形成過程。對學生來說，了解這些歷史既能加深對知識點的理解，又能開闊視野，需要從科研的角度去理解知識，而不是靠死記硬背。

（二）多層設計

數(shù)據(jù)包括結構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)。結構化數(shù)據(jù)主要有學生信息、教師信息、考試信息、知識等，使用關系數(shù)據(jù)庫（DBMS）存儲。非結構化數(shù)據(jù)主要是對知識點和考題的描述，可能包含有文字、圖片、影像等，這些數(shù)據(jù)的大小不固定，可以使用關系數(shù)據(jù)庫直接存儲。無論是寫入還是獲取，都不好對流量進行預估，很可能因為訪問一個巨大的影像文件而導致整個數(shù)據(jù)庫性能下降，因此可以直接使用NTFS文件系統(tǒng)進行存儲。數(shù)據(jù)訪問接口，將結構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)封裝成統(tǒng)一的訪問接口，并將被訪問的數(shù)據(jù)序列化成對象返回。寫業(yè)務代碼的部分，可以不用關心如何存儲和獲取數(shù)據(jù)。業(yè)務邏輯層關注業(yè)務本身，實現(xiàn)所有的業(yè)務操作，并將這些業(yè)務包裝成Services方式的API（應用程序訪問接口），提供給最終顯示層使用[7]。API層提供對外接口，以無狀態(tài)服務方式提供給顯示層。數(shù)據(jù)交換格式使用標準的JSON格式。根據(jù)目前的情況，主要是有普通PC機、平板電腦和各種移動終端。前端使用標準的HTML5，并使用響應式設計，從而兼容目前主流顯示屏。

（三）可插入設計

在傳統(tǒng)的軟件設計中，軟件設計開發(fā)完成后需要添加新功能，或者因為邏輯變化就需要去修改原來的代碼。由于對原來代碼的理解不夠，工作量大不說，還會帶來很多潛在的系統(tǒng)開發(fā)錯誤。

在本系統(tǒng)中，將業(yè)務劃分為細粒度的操作，這些細粒度的業(yè)務操作，可以靈活方便地組合成多種業(yè)務操作。然后以事件為中心，將這些操作串聯(lián)成一個個具體的業(yè)務[8]。當業(yè)務發(fā)生變化的時候，可以插入或者減少操作顆粒，從而實現(xiàn)對業(yè)務的可插入設計。下面以用戶登錄為例來說明是如何設計的。用戶登錄是一個事件，可將這個事件分解為三個階段：登錄前、登錄中、登錄后。

登錄前：

（1）可以插入用戶IP認證，判斷用戶當前IP是否在白名單中。

（2）可以插入渲染時間統(tǒng)計，統(tǒng)計收到用戶請求到整個頁面渲染完成的時間，記錄哪個資源加載的時間最長。

（3）可以插入用戶使用的瀏覽器和操作類型判斷，統(tǒng)計用戶目前最常用的瀏覽器等。

登錄中：輸入用戶名、密碼，點擊登錄

（1）主業(yè)務是去系統(tǒng)中驗證用戶是否存在和合法。

（2）可插入記錄用戶登錄日志，記錄用戶每次登錄的時間。

（3）可插入加密程序，加密生成關于用戶信息的passport。

登錄后：

（1）主業(yè)務是點擊登錄后，如果失敗就顯示用戶名、密碼錯誤，如果成功則直接進入系統(tǒng)主操作頁面。

（2）可插入通知。如果用戶多次登錄失敗，可能是非法用戶在嘗試，因此可以通知管理員。

（3）可插入自動IP屏蔽邏輯，將多次登錄失敗的用戶IP鎖定，以及將用戶狀態(tài)鎖定等。

（4）可插入其他邏輯，比如每次成功登錄后，給用戶增加一定數(shù)量的積分等。

因為整個系統(tǒng)都是基于這種可插入的設計思路，因此系統(tǒng)可以隨時輕松應對業(yè)務的調整和變化。

進行系統(tǒng)設計時可運用的開發(fā)工具如下：關系數(shù)據(jù)庫使用MS SQLServer2012，操作系統(tǒng)使用Windows Server2012，開發(fā)語言、PC端使用asp.net mvc +jQuery，移動端使用HTML5 +vue.js，后端使用c#。

五、結語

本文借助大數(shù)據(jù)通過對傳統(tǒng)知識點的梳理，從考題產生的角度提出一套新的考試方式，并運用元數(shù)據(jù)、多層次、可插入技術設計了新型的操作系統(tǒng)。應用此新型的考試系統(tǒng)能夠使考試功能變得更加規(guī)范化、科學化、實用，使考試回歸于檢測知識掌握程度的目的。運用計算機技術能夠為學校節(jié)省大量的人力資源與財政的開支，并為學校的數(shù)字化建設、教學改革提供一些支撐與參考。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王朝勇.網絡考試系統(tǒng)在公共課教學中的應用[J].電腦知識與技術，2008（27）：2116-2118.

[2] 傅穎麗.蘇州職大在線考試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學，2012.

[3] 王祥金.一個智能在線考試系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D].濟南：山東大學，2009.

[4] 范新龍.網絡試題庫與考試系統(tǒng)的設計實現(xiàn)方案[J].西安航空技術高等?？茖W校學報，2004（1）：34-36.

[5] 馬婷，季石磊.專業(yè)課試題庫系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].北京：北京林業(yè)大學，2009.

[6] 曾靜.智能化在線考試系統(tǒng)的研究與實踐[D].南京：南京理工大學，2008.

[7] 劉燁，季石磊.C#編程及應用程序開發(fā)教程[M].北京：清華大學出版社，2007.

[8] 丁玉萍，謝儀，方培鷹.計算機基礎課程機考體系的建設[J].江蘇教育學院學報（自然科學版），2012（5）：42-43.

[責任編輯：龐丹丹]