李娟 边玲 李海瑛 张东圆

摘要：为提高手机在线考试系统生成试卷中知识点的覆盖率，为线上考试提供全面的技术指导，文章提出基于微信小程序的手机在线考试设计。系统将微信小程序作为载体，规划手机在线考试系统架构：进行用户身份实名验证：设计手机在线考试数据库管理表，实现在线试题库的规范化管理：构建以某知识点为核心的试卷矩阵，设计手机在线考试题目组合，完成系统设计。实验结果表明，设计系统生成在线考试习题信度在80-100．提高了试卷中知识点的覆盖率。

关键词：微信小程序：在线考试系统：题目组合：数据库管理

中图分类号：TP311

文献标志码：A

0 引言

2011年，腾讯公司开发并推行了微信软件，越来越多的用户开始使用智能手机、电脑等移动设备进行信息交流与资源交互。相比市场内发行的其他通信程序，微信具有跨平台操作、适用范围广、支持与好友实时沟通等特点。在沟通过程中，用户可以使用短信、视频、音频等方式，进行资源的传输[1]。加之此软件在使用中不收取任何费用，更是吸引了大量用户。根据不完全统计数据，截至2016年，我国微信软件的用户已经超过了8亿人次，其中超出半数的微信用户为薪生代年轻群体，尤其是学生群体，在校园内微信的推广率、覆盖率基本达到了100%。为发挥微信在线交流软件更高的效能与价值，开发单位推出了微信小程序，小程序是一款无需下载便可直接使用的软件。经过数年的发展与完善，微信小程序的新生态已经形成。现阶段，微信小程序的开发者数量已经达到了1 000万，并拥有超过2亿的活跃用户[2]。小程序通过微信App进行登录，既经济又方便，能够满足不同的商业需要。为线上教育工作的推广，本文以微信小程序作为切入点，开发基于互联网技术的在线教育教学辅助程序——一种全新的手机在线考试系统，旨在通过此次设计，为各大高校的素质教育工作给予全面的拓展，推动教育教学体系的优化与成熟化。

1 手机在线考试系统架构

手机在线考试系统将微信小程序作为设计载体，整体采用微信网页的形式，通过网络连接各个模块，确保数据互通和业务联系[3]。系统服务前端配置微信公共平台服务器，后台配置于数据中心管理服务器。利用互联网获得在线用户的注册信息，普通用户可以通过手机微信登录，在前端完成内容的学习和考核，管理员则可以在小程序上管理相关信息。在数据中心内，集成X86服务器，将其作为资源库的构建基础，以此确保系统在运行中的高效率和稳定性[4]。按照上述内容，设计系统架构如图1所示。

按照上述方式，服务器集成在管理终端，确保在线考试系统在实际应用中可以发挥预期效果。2硬件设备选型

为满足系统的稳定运行需求，本文系统选用X86服务器作为主要硬件[5]。集成此硬件设备前，进行设备技术参数的设计，相关内容如表l所示。

按照上述方式，对硬件设备进行参数调试与试运行，确保此硬件的综合性能良好后，按照标准将其安装在系统中。3基于微信小程序的用户身份绑定与认证

在硬件设备的支撑下，使用微信小程序的身份认证功能，进行手机在线考试系统用户身份的绑定与认证。在认证过程中，用户需要输入正确的账号与密码进行微信登录。下拉微信聊天界面，在搜索框中输入在线测试，找到微信小程序[6]。此时，系统会自动弹窗，并显示是否授权，用户需要点击“权限”，通过App绑定微信小程序账号即可登录，完成首次登录后，下次不会出现任何权限提示，用户便可以直接进入小程序系统。

登录软件后，用户应在“个人中心”界面，进行身份实名验证，验证内容包括姓名、身份证、职业、单位、近期免冠照片等[7]。完成身份填写后，程序将上传用户信息，并将其与小程序终端信息平台上的登记人员进行对比，通过此种方式对用户身份进行验证，确认符合，即可完成用户身份绑定。对此过程进行描述，如计算公式（1）所示。

公式（1）中：k表示基于微信小程序的用戶身份绑定；K表示用户通信端口；i表示输入信息；a表示用户免冠照片与其面部识别的适配度。通常情况下，k的输出值有3种，分别为k=1，k=2与k=0。k取值为1表示用户身份信息输入内容准确，点击确定即可完成用户身份绑定[8]。k取值为2表示用户身份信息输入内容与真实信息存在偏差，需要用户进行身份信息的修正。k取值为0表示用户身份信息输入内容无效或用户免冠照片与其面部识别存在不适配的问题，需要用户重新上传照片。

在认证过程中，如发现未登记信息或登记资料不符合标准的用户，系统会提示用户进行身份信息的查缺补漏，并以通知系统操作人员手机号码的方式，建立与注册用户之间的直接通信[9]。此时，用户可以通过手机与系统操作人员取得联系，说明原因后，由系统运维人员通知用户信息注册的有效时间，并进行用户现有个人信息在程序中的维护。用户需要在管理员通知的指定时间内，完成身份信息的填写与注册。

4 在线试题库管理

在线考试系统数据库中主要数据包括：用户信息、试卷信息、成绩信息、考题库信息等，不同信息模块之间的数据内容存在关联[10]。为实现在线试题的规范化管理，采用设计资源库的方式，进行题库的管理。本系统的用户分为管理员、前端人员、用户（后端人员）3种。在生成题库时，建立此程序与多个国家在线资源库之间的连接，通过此种方式，收集来自多渠道的专业知识信息，形成一个多元化的知识库，此过程如公式（2）所示。

公式（2）中：E表示在线试题库的生成过程；x表示用户身份属性；c表示连通渠道；A表示国家在线资源库。在此过程中，考虑到多渠道采集的数据之间可能存在格式上的差异，要对不同类别与不同规模的数据进行规范化管理，可在现有工作的基础上，对录入题库的资源信息进行统一处理。处理过程如公式（3）所示。

公式（3）中：Y'表示资源信息格式的统一化处理；a表示数据字典；γ表示信息所在场景；β表示标准化格式；B表示录入信息当前格式。按照上述方式，统一数据格式，将多渠道获取的数据信息按照表2所示的格式，录入数据库。

按照上述方式，对在线试题库进行规范化管理。管理过程中，设计信息录入时间点，对题库中的内容进行定期更新。更新过程如公式（4）所示。

公式（4）中：P表示在线题库更新；q表示更新内容；X表示更新周期。通过上述计算公式，完成在线题库更新管理。

5 手机在线考试题目组合设计

完成上述设计后，进行手机在线考试系统中的试卷题目组合设计，挖掘在资源库内的知识点属性，构建以某知识点为核心的试卷矩阵，矩阵表达式如下。

公式（5）中：D表示试卷组合矩阵；d表示核心知识点。完成组合矩阵的设计后，通过对生成试卷难度的约束、知识点的规划部署、试卷结构的调整，建立手机在线考试题目组合目标函数。将手机在线考试题目组合设计过程作为一个多目标同步优化求解的过程，对目标函数进行设计。函数表达式如下。

公式（6）中：H表示手机在线考试题目组合多目标函数：ω表示知识点的规划部署目标：δ表示试卷难度约束条件；Q表示试卷结构调整目标；J表示调节次数；j表示难度等级。利用系统中的专家决策算法，对此函数进行求解，得到一个可多目标同步最优求解的方案，将此方案作为生成试卷的结构方案。通过此种方式，实现手机在线考试题目的组合设计，以此完成基于微信小程序的手机在线考试系统设计。6对比实验

完成上述设计后，采用设计对比实验的方式，对开发的考试系统进行检验。手机考试系统必须是以网络为基础，因此要求用户在使用过程中，手机必须处于联网状态。在此基础上，设计如表3所示的系统测试环境。

完成测试环境的布置后，先使用微信小程序，进行用户身份的绑定与认证，同时，使用数据库技术，进行在线试题库生成与管理，引进智能化组合算法，进行手机在线考试题目组合设计，生成手机在线考试习题。

为确保实验结果具有一定的对比性，引进基于OSCE技术的手机在线考试系统作为传统系统。在使用传统系统进行用户在线测试时，需要将系统数据库接口与国家教育考试数据库进行对接，通过此种方式，获取大量真题数据。同时，参照OSCE考试模式，为登录与认证的用户提供微服务。用户可以在登录小程序中的系统后，选择个人标签，系统将根据用户选择的标签，进行题型、难度的适配，并构建对应的用户模型，通过模型与用户身份的对接，生成与其适配度较高的考试习题。

将本文开发的系统与传统系统部署在测试环境中，将系统生成试卷的信度作为评价系统综合性能的关键指标。对系统生成试卷的信度进行计算，计算公式如下。

公式（7）中：r表示系统生成试卷的信度；R表示试卷效度：S表示试卷中知识点的时效性：e表示无效习题总数。按照上述公式，对系统随机生成的习题进行信度计算，统计实验结果如图2所示。图2中，实线表示本文系统生成在线考试习题的信度：虚线表示传统系统生成在线考试习题的信度。

从图2所示的实验结果可以看出，本文系统生成在线考试习题的信度为80 - 100．传统系统生成在线考试习题的信度为50-80。前者大于后者，说明本文系统在实际应用中，生成在线考试习题的信度较高，即试卷可靠度较高。

在上述内容的基础上，对两个系统生成在线测试习题中的知识点覆盖率进行对比。对知识点覆盖率进行计算，计算公式如下。

公式（8）中：F表示系统生成在线测试习题中的知识点覆盖率；f1表示有效知识点数量；f2表示与专业相关的知识点总数。使用本文系统与传统系统，生成10张在线考试试卷，对试卷中的知识点覆盖率进行比较，统计实验结果，如表4所示。

根据表4所示的实验结果可以看出，本文系统生成试卷中知识点覆盖率大于90%，显著高于传统系统生成试卷中知识点覆盖率。因此，相比基于OSCE技术的考试系统，本文设计的基于微信小程序的手机在线考试系统，在实际应用中的效果更佳，可以在保证生成在线考试习题信度在80- 100的基础上，提高试卷中知识点覆盖率，为在线学习用户提供更加前沿、优质、有效的渠道。

7 结语

本文通过用户身份绑定与}人证、在线试题库管理、手机在线考试题目组合设计，设计了基于微信小程序的手机在线考试系统。引进基于OSCE技术的手机在線考试系统作为传统系统，将其与本文系统进行对比，通过实验测试的方式，证明了本文设计系统，可以在提高生成在线考试习题信度的基础上，提升试卷中知识点覆盖率，旨在通过此种方式，为我国教育市场与相关领域的发展提供技术支撑。但要将此次设计的成果在市场相关领域内进行推广，还应在现有工作的基础上，根据线上教育发展的具体需求，加大对本文系统实验测试的投入，以此种方式，深度优化系统功能。

参考文献

[1]管丽萍，付林，龚志刚．国家教育考试应急指挥系统的建设及应用——以湖北省为例[J]．中国考试，2022（7）：85-94．

[2]刘春鱼．ITEST系统在地方本科院校大学英语无纸化考试中的应用研究——以N学院为例[J]．内江师范学院学报，2022（1）：87-90．

[3]马莉，房清丽，王建宾，等．智能化OSCE考试系统在医学本科毕业生临床技能考核中的应用[J]．现代医药卫生，2022（3）：513-517．

[4]王家，龙冬梅．基于容器与微服务技术的高校在线考试系统设计与实现[J]．电脑知识与技术，2022（2）：56-57，60．

[5]陈琪琦，金海溶，谢蓉蓉，等．基于模糊理论的在线考试系统设计与实现探究——以环境类课程为例[J]．教育教学论坛，2022 （12）：104-107．

[6]范开江，宁小玲，尹训强．基于WSR系统方法论高校定向运动课程考试的风险管理分析[J]．当代体育科技，2022（13）：98-100，105．

[7]陈斌，吴小香，付铭，等．基于人脸识别的智能混排考试管理系统的设计与实现[J]．电脑知识与技术，2022（13）：43-44．

[8]李娟，朱广贺．基于项目反应理论的《计算机与信息技术基础》课程的自适应考试系统设计与实现[Jl．新疆师范大学学报（自然科学版），2021（1）：10-17．

[9]方宇昕，高越，林美玉，等．高校化学实验室安全准入制度的探索与考试系统的构建[J]．广州化工，2021（8）：214-216．

[10]金欣．基于ASP．NET和多数据库访问技术的在线考试系统设计分析[J]．长江信息通信，2021（11）：80-82.

（编辑王雪芬）