李娟 邊玲 李海瑛 張東圓

摘要：為提高手機在線考試系統(tǒng)生成試卷中知識點的覆蓋率，為線上考試提供全面的技術指導，文章提出基于微信小程序的手機在線考試設計。系統(tǒng)將微信小程序作為載體，規(guī)劃手機在線考試系統(tǒng)架構：進行用戶身份實名驗證：設計手機在線考試數據庫管理表，實現在線試題庫的規(guī)范化管理：構建以某知識點為核心的試卷矩陣，設計手機在線考試題目組合，完成系統(tǒng)設計。實驗結果表明，設計系統(tǒng)生成在線考試習題信度在80-100．提高了試卷中知識點的覆蓋率。

關鍵詞：微信小程序：在線考試系統(tǒng)：題目組合：數據庫管理

中圖分類號：TP311

文獻標志碼：A

0 引言

2011年，騰訊公司開發(fā)并推行了微信軟件，越來越多的用戶開始使用智能手機、電腦等移動設備進行信息交流與資源交互。相比市場內發(fā)行的其他通信程序，微信具有跨平臺操作、適用范圍廣、支持與好友實時溝通等特點。在溝通過程中，用戶可以使用短信、視頻、音頻等方式，進行資源的傳輸[1]。加之此軟件在使用中不收取任何費用，更是吸引了大量用戶。根據不完全統(tǒng)計數據，截至2016年，我國微信軟件的用戶已經超過了8億人次，其中超出半數的微信用戶為薪生代年輕群體，尤其是學生群體，在校園內微信的推廣率、覆蓋率基本達到了100%。為發(fā)揮微信在線交流軟件更高的效能與價值，開發(fā)單位推出了微信小程序，小程序是一款無需下載便可直接使用的軟件。經過數年的發(fā)展與完善，微信小程序的新生態(tài)已經形成?，F階段，微信小程序的開發(fā)者數量已經達到了1 000萬，并擁有超過2億的活躍用戶[2]。小程序通過微信App進行登錄，既經濟又方便，能夠滿足不同的商業(yè)需要。為線上教育工作的推廣，本文以微信小程序作為切入點，開發(fā)基于互聯網技術的在線教育教學輔助程序——一種全新的手機在線考試系統(tǒng)，旨在通過此次設計，為各大高校的素質教育工作給予全面的拓展，推動教育教學體系的優(yōu)化與成熟化。

1 手機在線考試系統(tǒng)架構

手機在線考試系統(tǒng)將微信小程序作為設計載體，整體采用微信網頁的形式，通過網絡連接各個模塊，確保數據互通和業(yè)務聯系[3]。系統(tǒng)服務前端配置微信公共平臺服務器，后臺配置于數據中心管理服務器。利用互聯網獲得在線用戶的注冊信息，普通用戶可以通過手機微信登錄，在前端完成內容的學習和考核，管理員則可以在小程序上管理相關信息。在數據中心內，集成X86服務器，將其作為資源庫的構建基礎，以此確保系統(tǒng)在運行中的高效率和穩(wěn)定性[4]。按照上述內容，設計系統(tǒng)架構如圖1所示。

按照上述方式，服務器集成在管理終端，確保在線考試系統(tǒng)在實際應用中可以發(fā)揮預期效果。2硬件設備選型

為滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定運行需求，本文系統(tǒng)選用X86服務器作為主要硬件[5]。集成此硬件設備前，進行設備技術參數的設計，相關內容如表l所示。

按照上述方式，對硬件設備進行參數調試與試運行，確保此硬件的綜合性能良好后，按照標準將其安裝在系統(tǒng)中。3基于微信小程序的用戶身份綁定與認證

在硬件設備的支撐下，使用微信小程序的身份認證功能，進行手機在線考試系統(tǒng)用戶身份的綁定與認證。在認證過程中，用戶需要輸入正確的賬號與密碼進行微信登錄。下拉微信聊天界面，在搜索框中輸入在線測試，找到微信小程序[6]。此時，系統(tǒng)會自動彈窗，并顯示是否授權，用戶需要點擊“權限”，通過App綁定微信小程序賬號即可登錄，完成首次登錄后，下次不會出現任何權限提示，用戶便可以直接進入小程序系統(tǒng)。

登錄軟件后，用戶應在“個人中心”界面，進行身份實名驗證，驗證內容包括姓名、身份證、職業(yè)、單位、近期免冠照片等[7]。完成身份填寫后，程序將上傳用戶信息，并將其與小程序終端信息平臺上的登記人員進行對比，通過此種方式對用戶身份進行驗證，確認符合，即可完成用戶身份綁定。對此過程進行描述，如計算公式（1）所示。

公式（1）中：k表示基于微信小程序的用戶身份綁定；K表示用戶通信端口；i表示輸入信息；a表示用戶免冠照片與其面部識別的適配度。通常情況下，k的輸出值有3種，分別為k=1，k=2與k=0。k取值為1表示用戶身份信息輸入內容準確，點擊確定即可完成用戶身份綁定[8]。k取值為2表示用戶身份信息輸入內容與真實信息存在偏差，需要用戶進行身份信息的修正。k取值為0表示用戶身份信息輸入內容無效或用戶免冠照片與其面部識別存在不適配的問題，需要用戶重新上傳照片。

在認證過程中，如發(fā)現未登記信息或登記資料不符合標準的用戶，系統(tǒng)會提示用戶進行身份信息的查缺補漏，并以通知系統(tǒng)操作人員手機號碼的方式，建立與注冊用戶之間的直接通信[9]。此時，用戶可以通過手機與系統(tǒng)操作人員取得聯系，說明原因后，由系統(tǒng)運維人員通知用戶信息注冊的有效時間，并進行用戶現有個人信息在程序中的維護。用戶需要在管理員通知的指定時間內，完成身份信息的填寫與注冊。

4 在線試題庫管理

在線考試系統(tǒng)數據庫中主要數據包括：用戶信息、試卷信息、成績信息、考題庫信息等，不同信息模塊之間的數據內容存在關聯[10]。為實現在線試題的規(guī)范化管理，采用設計資源庫的方式，進行題庫的管理。本系統(tǒng)的用戶分為管理員、前端人員、用戶（后端人員）3種。在生成題庫時，建立此程序與多個國家在線資源庫之間的連接，通過此種方式，收集來自多渠道的專業(yè)知識信息，形成一個多元化的知識庫，此過程如公式（2）所示。

公式（2）中：E表示在線試題庫的生成過程；x表示用戶身份屬性；c表示連通渠道；A表示國家在線資源庫。在此過程中，考慮到多渠道采集的數據之間可能存在格式上的差異，要對不同類別與不同規(guī)模的數據進行規(guī)范化管理，可在現有工作的基礎上，對錄入題庫的資源信息進行統(tǒng)一處理。處理過程如公式（3）所示。

公式（3）中：Y'表示資源信息格式的統(tǒng)一化處理；a表示數據字典；γ表示信息所在場景；β表示標準化格式；B表示錄入信息當前格式。按照上述方式，統(tǒng)一數據格式，將多渠道獲取的數據信息按照表2所示的格式，錄入數據庫。

按照上述方式，對在線試題庫進行規(guī)范化管理。管理過程中，設計信息錄入時間點，對題庫中的內容進行定期更新。更新過程如公式（4）所示。

公式（4）中：P表示在線題庫更新；q表示更新內容；X表示更新周期。通過上述計算公式，完成在線題庫更新管理。

5 手機在線考試題目組合設計

完成上述設計后，進行手機在線考試系統(tǒng)中的試卷題目組合設計，挖掘在資源庫內的知識點屬性，構建以某知識點為核心的試卷矩陣，矩陣表達式如下。

公式（5）中：D表示試卷組合矩陣；d表示核心知識點。完成組合矩陣的設計后，通過對生成試卷難度的約束、知識點的規(guī)劃部署、試卷結構的調整，建立手機在線考試題目組合目標函數。將手機在線考試題目組合設計過程作為一個多目標同步優(yōu)化求解的過程，對目標函數進行設計。函數表達式如下。

公式（6）中：H表示手機在線考試題目組合多目標函數：ω表示知識點的規(guī)劃部署目標：δ表示試卷難度約束條件；Q表示試卷結構調整目標；J表示調節(jié)次數；j表示難度等級。利用系統(tǒng)中的專家決策算法，對此函數進行求解，得到一個可多目標同步最優(yōu)求解的方案，將此方案作為生成試卷的結構方案。通過此種方式，實現手機在線考試題目的組合設計，以此完成基于微信小程序的手機在線考試系統(tǒng)設計。6對比實驗

完成上述設計后，采用設計對比實驗的方式，對開發(fā)的考試系統(tǒng)進行檢驗。手機考試系統(tǒng)必須是以網絡為基礎，因此要求用戶在使用過程中，手機必須處于聯網狀態(tài)。在此基礎上，設計如表3所示的系統(tǒng)測試環(huán)境。

完成測試環(huán)境的布置后，先使用微信小程序，進行用戶身份的綁定與認證，同時，使用數據庫技術，進行在線試題庫生成與管理，引進智能化組合算法，進行手機在線考試題目組合設計，生成手機在線考試習題。

為確保實驗結果具有一定的對比性，引進基于OSCE技術的手機在線考試系統(tǒng)作為傳統(tǒng)系統(tǒng)。在使用傳統(tǒng)系統(tǒng)進行用戶在線測試時，需要將系統(tǒng)數據庫接口與國家教育考試數據庫進行對接，通過此種方式，獲取大量真題數據。同時，參照OSCE考試模式，為登錄與認證的用戶提供微服務。用戶可以在登錄小程序中的系統(tǒng)后，選擇個人標簽，系統(tǒng)將根據用戶選擇的標簽，進行題型、難度的適配，并構建對應的用戶模型，通過模型與用戶身份的對接，生成與其適配度較高的考試習題。

將本文開發(fā)的系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)部署在測試環(huán)境中，將系統(tǒng)生成試卷的信度作為評價系統(tǒng)綜合性能的關鍵指標。對系統(tǒng)生成試卷的信度進行計算，計算公式如下。

公式（7）中：r表示系統(tǒng)生成試卷的信度；R表示試卷效度：S表示試卷中知識點的時效性：e表示無效習題總數。按照上述公式，對系統(tǒng)隨機生成的習題進行信度計算，統(tǒng)計實驗結果如圖2所示。圖2中，實線表示本文系統(tǒng)生成在線考試習題的信度：虛線表示傳統(tǒng)系統(tǒng)生成在線考試習題的信度。

從圖2所示的實驗結果可以看出，本文系統(tǒng)生成在線考試習題的信度為80 - 100．傳統(tǒng)系統(tǒng)生成在線考試習題的信度為50-80。前者大于后者，說明本文系統(tǒng)在實際應用中，生成在線考試習題的信度較高，即試卷可靠度較高。

在上述內容的基礎上，對兩個系統(tǒng)生成在線測試習題中的知識點覆蓋率進行對比。對知識點覆蓋率進行計算，計算公式如下。

公式（8）中：F表示系統(tǒng)生成在線測試習題中的知識點覆蓋率；f1表示有效知識點數量；f2表示與專業(yè)相關的知識點總數。使用本文系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)，生成10張在線考試試卷，對試卷中的知識點覆蓋率進行比較，統(tǒng)計實驗結果，如表4所示。

根據表4所示的實驗結果可以看出，本文系統(tǒng)生成試卷中知識點覆蓋率大于90%，顯著高于傳統(tǒng)系統(tǒng)生成試卷中知識點覆蓋率。因此，相比基于OSCE技術的考試系統(tǒng)，本文設計的基于微信小程序的手機在線考試系統(tǒng)，在實際應用中的效果更佳，可以在保證生成在線考試習題信度在80- 100的基礎上，提高試卷中知識點覆蓋率，為在線學習用戶提供更加前沿、優(yōu)質、有效的渠道。

7 結語

本文通過用戶身份綁定與}人證、在線試題庫管理、手機在線考試題目組合設計，設計了基于微信小程序的手機在線考試系統(tǒng)。引進基于OSCE技術的手機在線考試系統(tǒng)作為傳統(tǒng)系統(tǒng)，將其與本文系統(tǒng)進行對比，通過實驗測試的方式，證明了本文設計系統(tǒng)，可以在提高生成在線考試習題信度的基礎上，提升試卷中知識點覆蓋率，旨在通過此種方式，為我國教育市場與相關領域的發(fā)展提供技術支撐。但要將此次設計的成果在市場相關領域內進行推廣，還應在現有工作的基礎上，根據線上教育發(fā)展的具體需求，加大對本文系統(tǒng)實驗測試的投入，以此種方式，深度優(yōu)化系統(tǒng)功能。

參考文獻

[1]管麗萍，付林，龔志剛．國家教育考試應急指揮系統(tǒng)的建設及應用——以湖北省為例[J]．中國考試，2022（7）：85-94．

[2]劉春魚．ITEST系統(tǒng)在地方本科院校大學英語無紙化考試中的應用研究——以N學院為例[J]．內江師范學院學報，2022（1）：87-90．

[3]馬莉，房清麗，王建賓，等．智能化OSCE考試系統(tǒng)在醫(yī)學本科畢業(yè)生臨床技能考核中的應用[J]．現代醫(yī)藥衛(wèi)生，2022（3）：513-517．

[4]王家，龍冬梅．基于容器與微服務技術的高校在線考試系統(tǒng)設計與實現[J]．電腦知識與技術，2022（2）：56-57，60．

[5]陳琪琦，金海溶，謝蓉蓉，等．基于模糊理論的在線考試系統(tǒng)設計與實現探究——以環(huán)境類課程為例[J]．教育教學論壇，2022 （12）：104-107．

[6]范開江，寧小玲，尹訓強．基于WSR系統(tǒng)方法論高校定向運動課程考試的風險管理分析[J]．當代體育科技，2022（13）：98-100，105．

[7]陳斌，吳小香，付銘，等．基于人臉識別的智能混排考試管理系統(tǒng)的設計與實現[J]．電腦知識與技術，2022（13）：43-44．

[8]李娟，朱廣賀．基于項目反應理論的《計算機與信息技術基礎》課程的自適應考試系統(tǒng)設計與實現[Jl．新疆師范大學學報（自然科學版），2021（1）：10-17．

[9]方宇昕，高越，林美玉，等．高?；瘜W實驗室安全準入制度的探索與考試系統(tǒng)的構建[J]．廣州化工，2021（8）：214-216．

[10]金欣．基于ASP．NET和多數據庫訪問技術的在線考試系統(tǒng)設計分析[J]．長江信息通信，2021（11）：80-82.

（編輯王雪芬）