Ｅｘｃｅｌ在小學數(shù)學四則運算練習中的應用

王海峰　裴純禮

小學低年級數(shù)學教學中，教師和學生常需分別編寫和進行大量的四則運算練習。傳統(tǒng)的方法是使用練習卡片和百題測驗等，教師要花費大量的時間出題和判卷，學生則難于得到即時的反饋和修改。Excel軟件與小學數(shù)學的整合可以輕松解決上述弊端，既能幫助教師實現(xiàn)自動出題、判卷和評分，也能幫助學生根據(jù)各自需求反復練習，從而提高教學效率和效果。

基本任務描述——“四則運算”工作簿的三大功能

在Excel中設計適于小學低年級師生的“四則運算”工作簿，應具有下列三個功能。

自動命題功能

可實現(xiàn)無限次的自動隨機出題，包括參與運算的數(shù)字、運算符和等號；所有題目必須滿足一定的限制條件，如每次自動編出100(或20)以內(nèi)的正整數(shù)加減和乘除運算各10題，被減（除）數(shù)大于減（除）數(shù)，除數(shù)不能為零和保證整除等；學生心算或筆算后輸入答案。

自動批改判分功能

可根據(jù)師生需求，自動批改學生所輸入的答案，自動給出對錯和最后得分；并允許學生對做錯題目的答案進行修改。

重復練習功能

可根據(jù)師生需求，自動清除已輸入的答案等，從而實現(xiàn)對同一組題目的重復練習。

任務解決思路——“四則運算”工作簿的基本設計思路

任何一位老師只要熟悉并能靈活應用Excel的基本函數(shù)、公式和宏，即使沒有學過編寫計算機程序，都可以輕松制作能實現(xiàn)上述功能的工作簿。設計的核心思想在于隨機數(shù)據(jù)的獲取及其傳遞過程，據(jù)此進行工作簿（工作表）結(jié)構(gòu)和功能的設計。

隨機數(shù)據(jù)獲取和傳遞的過程設計

首先，利用帶隨機函數(shù)RAND()的公式自動輸入100（或20）以內(nèi)的隨機整數(shù)，利用條件IF函數(shù)根據(jù)參與運算數(shù)字的大小關系自動輸入運算符，以滿足100（或20）以內(nèi)正整數(shù)的加減運算和乘除運算各10題，被減（除）數(shù)大于減（除）數(shù)的限制條件。

其次，對原始數(shù)據(jù)進行處理，使其不再隨機變化，并完全滿足出題的限制條件。這一過程分為兩步完成：⑴用“復制／選擇性粘貼（數(shù)值）”命令將隨機的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為常量數(shù)據(jù)；⑵利用公式修正獲取的常量數(shù)據(jù)，使除法運算滿足除數(shù)不為零且能整除的要求。

最后，用“復制／選擇性粘貼（數(shù)值）”命令將處理好的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為四則運算練習題。

工作簿的結(jié)構(gòu)與功能設計

工作簿由“四則運算練習”和“隨機數(shù)據(jù)”兩個工作表組成。

“四則運算練習”工作表是師生的主操作界面，包括四個交互區(qū)：“運算題目區(qū)”（顯示自動生成的四則運算題目）、“答案輸入?yún)^(qū)”（供學生輸入答案的區(qū)域）、“自動批改區(qū)與自動判分區(qū)”（顯示各題對錯情況及最終的得分）和“操作按鈕區(qū)”（提供三個操作按鈕，）如圖１所示。

“隨機數(shù)據(jù)”工作表的作用是獲取隨機數(shù)據(jù)，并根據(jù)出題的限制條件對數(shù)據(jù)進行處理，包括三個數(shù)據(jù)區(qū)：“原始數(shù)據(jù)”區(qū)（提供隨機產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)及運算符）、“中間數(shù)據(jù)1”區(qū)（填寫由原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成的常量數(shù)據(jù)，由于隨機函數(shù)在每次計算工作表時都將返回新的數(shù)值，因而需要凝固其數(shù)值）和“中間數(shù)據(jù)2”區(qū)（填寫對常量數(shù)據(jù)修正處理，以滿足四則運算要求的公式），如圖2所示。

工作表保護與指定單元格的鎖定

Excel工作表的默認設置為取消保護，其中各單元格默認處于鎖定狀態(tài)，總的效果是無保護與鎖定。如把“四則運算練習”工作表設為保護狀態(tài)，而其中要求學生輸入答案的區(qū)域設為解除鎖定狀態(tài)，光標將只能在上述解除鎖定的區(qū)域內(nèi)移動，從而可以有效保護工作表中其他數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容不被誤修改（作者注：只對Excel 2002及其以上版本起作用）；類似地可設置“隨機數(shù)據(jù)”工作表的保護及其全部單元格的鎖定，以有效保護該工作表中的全部數(shù)據(jù)。

任務完成要點

“四則運算”工作簿中的公式

“四則運算”工作簿中隨機整數(shù)和運算符的自動輸入、原始數(shù)據(jù)的處理修正、答案的對錯判斷、最終的判分等，都是靠靈活應用Excel函數(shù)和公式實現(xiàn)的。

1.“隨機數(shù)據(jù)”工作表中的公式（表１）。

“中間數(shù)據(jù)1”區(qū)內(nèi)的常量數(shù)據(jù)（提示：由復制“原始數(shù)據(jù)”區(qū)，并選擇性粘貼<數(shù)值>到“中間數(shù)據(jù)1”區(qū)獲得）可能在除法運算中出現(xiàn)除數(shù)為零或不能整除的現(xiàn)象，因此，需要在“中間數(shù)據(jù)2”區(qū)中對相應數(shù)據(jù)進行修正。

2.“四則運算練習”工作表中的公式（表２）。

“四則運算”工作簿中的宏

宏是鍵盤與命令操作對應指令的集合，存儲于Visual Basic Application模塊中。在Excel中執(zhí)行“工具／宏／錄制新宏”命令，在彈出的對話框中輸入宏名，選擇快捷鍵，軟件包就會自動將用戶的操作組合錄制成宏，而不要求用戶必須具有VBA編程基礎。

本工作簿共錄制了三個宏，分別由批改判分、重復練習和重新命題三個功能的操作組合而成，并被分別指定給三個相應的窗體按鈕（“對了嗎？”、“再來一次”和“重新出題”），師生可在需要時單擊相應按鈕完成各自宏對應的任務。

1.自動命題的宏begin()（對應“重新出題”按鈕）。

該宏的基本操作順序是：取消“四則運算練習”工作表的保護；選擇并清除輸入的答案、自動批改的內(nèi)容和自動判分；取消“隨機數(shù)據(jù)”工作表的保護；將“原始數(shù)據(jù)”區(qū)運算題目“復制／選擇性粘貼（數(shù)值）”到“中間數(shù)據(jù)1”區(qū)；將“中間數(shù)據(jù)2”區(qū)運算題目“復制／選擇性粘貼（數(shù)值）”到“四則運算練習”工作表的運算題目區(qū)；分別保護“四則運算練習”和“隨機數(shù)據(jù)”工作表。

2.自動批改判分的宏judge()（對應“對了嗎”按鈕）。

該宏的基本操作順序是：取消“四則運算練習”工作表的保護；輸入自動批改和判分的公式；保護“四則運算練習”工作表。

3.重復練習的宏repeat()（對應“再來一次”按鈕）。

該宏的基本操作順序是：取消“四則運算練習”工作表的保護；清除輸入的答案、自動批改的內(nèi)容和得分；保護“四則運算練習”工作表。

repeat()宏的源代碼如下：

Sub repeat()

' repeat Macro

Sheets("四則運算練習").Select'選中“四則運算練習”工作表

ActiveSheet.Unprotect'取消“四則運算練習”工作表的保護

Range("O2,F4:G13,M4:N13").Select'選擇自動判分和兩個自動批改區(qū)

Range("M4").Activate'當前單元格

Selection.ClearContents'清除內(nèi)容

Range("F4").Select'選擇F4單元格

ActiveSheet.protect DrawingObjects:=True, Contents:=True, Scenarios:=True'保護“四則運算練習”工作表

ActiveSheet.EnableSelection = xlUnlockedCells'選中未鎖定單元格復選框

End Sub

討論與總結(jié)

公式的表示

本工作簿中的許多公式可以有多種表示方法，建議讀者先按自己的邏輯思路輸入公式，再與他人交流，以打開自己的思路。下面給出幾個采用AND函數(shù)的公式表示方法：

J13：=IF(AND(G13="÷",H13<>0),INT(F13/H13)*H13,F13)

L13：=IF(AND(G13="÷",H13=0),1,H13)

G4：=IF(F4="","",IF(AND(C4="＋",B4+D4=F4),"對",IF(AND(C4="－",B4-D4=F4),"對",IF(AND(C4="×",B4*D4=F4),"對",IF(AND(C4="÷",B4/D4=F4),"對","錯")))))

宏的錄制與學習

在宏的錄制過程中，操作者的每一個操作動作都將被宏記錄器所錄制，為了使宏簡捷、實用，操作一定要精煉、準確。初學者可對比操作步驟與宏的源代碼熟悉和學習宏的語句。

教育教學的深入應用

建議有興趣的讀者設計保留學生每次答題、批改與評分結(jié)果的宏，以供教師進行教學分析用。