基于浏览器扩展技术的在线考务系统功能增强研究

摘要：本研究针对在线考务系统功能固化与操作低效问题，提出基于浏览器扩展技术的非侵入式增强方案。通过脚本动态注入技术，在不修改原系统代码的情况下实现界面优化、数据整合与流程自动化。相较于传统技术路径，展现出开发成本低、迭代敏捷和跨平台适配性强等优势。有效解决了标准化系统与动态管理需求间的矛盾，为教育信息系统功能迭代提供了新范式。

关键词：浏览器扩展；非侵入式增强；考务系统；Tampermonkey

中图分类号：TP315；G434 文献标识码：B

0. 引言

在当前教育数字化转型的发展背景下，各类教育考试均使用了在线考务系统，这些考务系统已成为教育考试机构组织管理考试的核心工具。现有在线考务系统往往存在功能固化、操作繁琐、数据利用率低等痛点。究其原因，考务系统多由国家级、省级教育考试机构基于标准化需求设计，其功能模块集中于基础考务流程管理[1]。但在实际应用中，基层考试机构管理员常需执行复杂的个性化操作，此类需求现有考务系统难以满足。基层应用实际需求难以传递至开发团队，又受限于开发成本、测试周期等技术性约束，造成"需求-响应"的断层，制约了教育考试管理效率的提升。在无法从根源上改进现有考务系统的背景下，亟需一种能够增强扩展考务系统的技术方案。

1. 现有解决方案对比

当前针对在线系统功能增强的技术主要有：一是开发浏览器插件，优势在于可以调用浏览器底层API实现高级功能；二是网络中间件代理方案，如利用Fiddler脚本，通过反向代理服务器拦截并修改HTTP请求和响应数据流，可实现下载数据获取上传数据重构；三是利用如Selenium的自动化网页调试工具，编写程序接管浏览器以实现自动化操作[2]。这几种技术方案存在数据流分析复杂、开发难度高、浏览器版本适配碎片化等缺点。

教育考试管理中有着“重安全、轻改造、快迭代”的需求，上述的几种增强方案并不适合。本研究采用基于Tampermonkey脚本实现对在线系统功能的增强。Tampermonkey是一个浏览器插件，在主流浏览器中均有良好适配。其允许用户将自定义的JavaScript脚本注入到指定web页面中，从而实现对页面内容的提取、修改等。脚本开发难度较低，方便由终端用户等非专业人士进行开发。脚本仅在本地浏览器上对页面起作用，不修改系统源代码。Tampermonkey还拥有丰富的脚本分发机制，可进行安全便捷的私有化分发部署。其在对原有系统非侵入性、开发敏捷性和用户自主可控性等多方面实现平衡。

2. 脚本系统设计与实现

2.1 总体架构设计

采用分层解耦架构，由用户交互层、脚本逻辑层与本地数据层构成三层框架（如图1所示）。在用户交互层，通过浏览器脚本动态注入用户界面组件，可重构原生系统界面交互逻辑；脚本逻辑层作为核心枢纽，集成用户界面操作增强引擎、数据管道处理器、自动化控制器，负责业务功能逻辑的加载与执行控制；本地数据层依托浏览器存储技术[3]实现用户配置的持久化存储。

2.2 核心功能实现

为解决原始考务系统界面功能单一问题，使用动态UI注入，通过监听目标页面DOM树的结构变化[4]，在检测到关键容器元素加载完成后，定位插入自定义控件容器。

针对教育考试机构对原考务系统中多源异构数据的整合需求，构建异步分片抓取引擎，实现数据分步采集与集中导出。脚本首先解析目标页面中的数据表格结构，识别主键字段与分页参数，自动生成分片请求队列。对于动态加载数据，通过jQuery、axios等框架获取响应数据流[5]。数据校验模块采用双重验证机制：基于规则引擎检查字段完整性，同时通过跨页面统计比对确保数据一致性。

为实现教育考试数据的深度价值挖掘，设计报表生成框架。前端集成ECharts.js等可视化引擎，提供多种常见图表类型。报表模板系统基于Handlebars.js等框架构建，通过JSON格式定义数据映射规则与排版结构。分析模块引入Danfo.js等框架，实现多维度数据聚合等多种分析功能。

针对高频重复操作，采用构造数据，模拟POST方式，向考务服务器批量提交。提交异常处理设计多级容错策略：网络超时自动重试、元素定位失败启用备用选择器、数据校验异常触发异常日志记录便于后续检查。

2.3 脚本分发与部署机制

开发完成后的脚本是JavaScript文件，Tampermonkey提供了简便的脚本安装更新功能。可采用文件传输或在线平台分发机制。文件传输分发形式无技术门槛，但无法实现自动更新升级。在线平台分发则是更优的分发机制，以GreasyFork平台为例，开发者可上传脚本至该平台，并将其设置为“私有模式”，平台将生成加密链接，授权用户即可安装使用脚本，非授权用户无法获取该脚本。平台提供脚本同步更新功能，开发者更新脚本后，用户将自动完成更新。通过“私有链接+自动更新”的分发模式，在简化部署流程的同时满足考试场景下安全可控、可追溯的分发需求。

3. 应用验证

3.1 案例一：界面功能整合优化

某省级考试管理系统中，毕业审核模块存在功能碎片化问题，审核模块包含个人基本信息页、课程成绩页、申请表打印页等多页面。工作人员在处理考生的毕业申请时，需要在这些页面中反复跳转，操作效率低下且容易引发人为失误。使用本方案对界面实施优化增强，按考生身份证号提取多个页面中的关键数据，传输至毕业生审核界面，在毕业生审核列表页面动态嵌入多功能操作面板，集成个人信息、课程成绩及打印功能（如图2所示）。实现页面跳转需求次数减少80%，有效解决功能碎片化问题，极高地提升了办理效率。

3.2 案例二：考场数据自动化导出

某国家级考试在线考务系统中，考场编排模块仅提供编排数据查看功能，未提供编排数据导出下载功能。考务工作人员需逐页查询、复制、粘贴各考场编排数据。使用本方案后，在原有页面中增加数据自动导出功能：批量抓取所需的考场编排数据。比对统计结果，校验完整性，确保关键指标一致。数据转换为Excel文件格式提供下载（如图3所示）。考场数据可在30秒内完成采集、校验、下载，数据准确率达100%。效率极大提高，且不会发生数据遗漏错失等情况。

3.3 案例三：大规模考生调度自动化

某国家级考试考务系统中，考生考试时间分配调整模块仅提供单名考生调整功能。在面对与其他考试时间冲突，需要调整数千名考生考试时间时，工作人员只能逐一手工操作，无法实现在短时间内准确完成。使用本方案的批量自动处理模块可实现此需求。批量自动处理模块在原系统中插入数据导入界面，支持导入考生考试时间调整计划数据（如图4所示）。根据计划数据，自动识别计划内容并进行逻辑校验，完成POST发送数据内容的组装，批量提交发送，并生成执行日志。实际运行表明，可持续稳定处理约200人/分钟的调整请求，在某次调整任务中，成功完成986名考生的考试时间调整，全程耗时不足5分钟。对比原生系统，处理能力实现了从“不可操作”到“精准高效”质的飞越。

4. 讨论与展望

4.1 技术优势

相较于传统的定制开发模式，本方案展现出明显的技术优势，体现在开发成本低、开发周期短、平台兼容性好、分发部署便捷等几方面。在开发成本层面，基于浏览器的脚本技术无需后端程序支持，无需复杂的部署流程。在开发敏捷性层面，面对小微需求更新，脚本开发无需编译，具有一定脚本开发基础的考试信息管理人员，即可自行快速开发。在兼容性层面，适配各类操作系统上的主流浏览器，也兼容国产信创软硬件环境。分发部署脚本形式多样便捷，便于在考试机构系统内部安全分发部署。

4.2 应用局限

尽管本方案具备显著优势，但仍存在局限性。例如：原生考务系统前端框架升级更新后，因页面DOM树内容重构，导致注入功能异常，需重新编写部分脚本；前端脚本处理大规模数据存在性能瓶颈，如遇需处理导出数十万行数据时，浏览器内存占用过高，此时需引入分页处理机制；本方案依赖浏览器插件，当用户工作单位信息安全管控要求严格，可能禁止浏览器使用未经安全管控的插件，此时本方案将受限无法使用。这些局限表明，本方案更适用于中小规模、技术管控相对宽松的场景。

4.3 未来方向

为使本方案开发更便捷使用更人性化，未来可在多方面对其进行深化。借助人工智能辅助脚本开发，现有大语言模型（LLM）能力已具有分析页面结构、将开发需求直接转换为脚本代码的能力，初步实验表明以Claude、Deepseek-R1、Qwen等为代表的代码生成模型已可完成单一需求的完整脚本代码生成。可构建可视化工作流开发平台，允许用户通过拖拽组件个性化定义数据抓取规则。对教育考试领域内几类常用的数据处理通用模块，可建立脚本组件库，进一步提升开发效率。

5. 结论

本研究验证了前端脚本技术在教育信息系统优化中的实用价值。基于浏览器插件的页面增强方案开发成本低难度小，能够大幅提高考务操作效率，提升考试管理数据治理能力。证明该技术能有效解决“系统功能滞后于业务需求”的矛盾，通过非侵入式优化手段，突破传统系统升级对源代码重构的依赖，为教育考试机构提供了一条低风险、高敏捷的技术革新通道。为破解数字化转型中"重建设、轻迭代"的行业痛点提供了新思路。未来，随着可视化开发工具与AI辅助生成技术的融合，该模式有望成为教育信息系统持续优化的重要形式。

参考文献

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邱鸿翔，1983年11月，浙江宁波，大学本科，助理研究员，研究方向：教育考试管理，考试信息化