Excel操作題自動(dòng)閱卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

賁黎明

（常熟理工學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

Excel是計(jì)算機(jī)教學(xué)中最基本的也是必須熟練掌握的軟件之一.此類課程的教學(xué)過程中，實(shí)踐是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié).每次考核后，教師都要花大量的時(shí)間和精力對(duì)學(xué)生提交的Excel文檔進(jìn)行評(píng)閱，因此必須有一套對(duì)Excel操作進(jìn)行正確評(píng)價(jià)的軟件，以減輕教師閱卷的工作量.

在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，關(guān)于Excel自動(dòng)閱卷方面的文獻(xiàn)并不多，即使有也只是粗略、簡(jiǎn)單地介紹了實(shí)現(xiàn)的思路，并沒有完整的實(shí)現(xiàn)方法[1-4].本文就現(xiàn)在考試系統(tǒng)中通用的Excel 2003操作題自動(dòng)閱卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)分析，提出了完整有效的實(shí)現(xiàn)方案，并給出了其中的關(guān)鍵代碼.

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 VBA

Visual Basic for Applications（VBA）是一種Visual Basic的一種宏語言，主要用來擴(kuò)展Windows的應(yīng)用程序功能，特別是Microsoft Office軟件，也可說是一種應(yīng)用程序視覺化的Basic Script.

1.2 Excel對(duì)象模型

（1）Application對(duì)象：Application對(duì)象是Excel對(duì)象模型中的頂級(jí)對(duì)象.使用Application對(duì)象可以確定或指定應(yīng)用程序級(jí)屬性或執(zhí)行應(yīng)用程序級(jí)方法.Application對(duì)象也是訪問Excel對(duì)象模型其它部分的基礎(chǔ).

（2）Workbooks對(duì)象和Workbook對(duì)象：Workbooks對(duì)象包含Microsoft Excel中所有當(dāng)前打開的Workbook對(duì)象，是Workbook對(duì)象的集合.Workbook對(duì)象是Workbooks集合的成員，對(duì)象代表Microsoft Excel工作簿.

（3）Worksheets對(duì)象和Worksheet對(duì)象：Worksheets對(duì)象包含工作簿中所有的Worksheet對(duì)象，是Worksheet對(duì)象的集合.Worksheet對(duì)象是Worksheets集合的成員，代表一張工作表.

（4）Range對(duì)象：Range對(duì)象代表某一單元格、某一行、某一列、某一選定區(qū)域（該區(qū)域可包含一個(gè)或若干連續(xù)單元格區(qū)域），或者某一三維區(qū)域.

（5）ChartObjects對(duì)象和ChartObject對(duì)象：ChartObjects對(duì)象為指定的圖表工作表或工作表上所有ChartObject對(duì)象的集合.每個(gè)ChartObject對(duì)象代表一個(gè)嵌入圖表.ChartObject對(duì)象的作用是作為Chart對(duì)象的容器.ChartObject對(duì)象的屬性和方法控制工作表上嵌入圖表的外觀和尺寸.

2 設(shè)計(jì)思路

本系統(tǒng)采用Microsoft Visual Basic 6.0作為開發(fā)工具，為了在VB中能訪問Excel文檔，必須在工程中引用“Microsoft Excel 11.0 Object Library”[5].

（1）定義應(yīng)用程序?qū)ο笞兞亢臀臋n對(duì)象：

由于Excel中各種對(duì)象的屬性很多，每個(gè)屬性有各種各樣的值，如設(shè)置單元格的前景色，其屬性名為Font.ColorIndex，其顏色設(shè)置多達(dá)幾十種，即其屬性值有幾十個(gè)，而現(xiàn)有的自動(dòng)閱卷系統(tǒng)主要采用與標(biāo)準(zhǔn)屬性值進(jìn)行比較[1,2]，這樣在設(shè)置評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)前就要先獲取所有設(shè)置的屬性值，工作量很大，而且極易出錯(cuò).因此本文采用的方法是先按題目要求做好一份標(biāo)準(zhǔn)答案，在自動(dòng)閱卷時(shí)只要分別將學(xué)生提交的Excel文檔和標(biāo)準(zhǔn)答案中對(duì)象的屬性值分別提取出來進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否正確.這樣在設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)答案時(shí)就只要按要求做好一份樣卷，而不必關(guān)心具體對(duì)象的屬性值是多少，極大地降低了工作量，而且不易出錯(cuò).

操作過程中，有時(shí)學(xué)生在對(duì)一個(gè)范圍內(nèi)的單元格進(jìn)行某些設(shè)置時(shí)可能只做對(duì)了一部分，現(xiàn)有的自動(dòng)閱卷系統(tǒng)往往是把這個(gè)范圍作為一個(gè)對(duì)象[3]，再將該對(duì)象的屬性值進(jìn)行提取，而由于學(xué)生只做對(duì)了一部分，所以此對(duì)象的同一屬性的值不止一個(gè)，也就無法提取出對(duì)象的屬性值，自動(dòng)閱卷系統(tǒng)就會(huì)將此題判斷為錯(cuò)而不得分.本系統(tǒng)為了避免這種情況的發(fā)生，提出了按單元格進(jìn)行逐一評(píng)閱的方法，根據(jù)做對(duì)的比例給出相應(yīng)得分，增加了評(píng)閱結(jié)果的公平公正性.流程圖如圖1所示.

圖1 自動(dòng)閱卷系統(tǒng)流程圖

對(duì)于公式編輯，由于公式的寫法有多種多樣，如對(duì)A1、A2、A3、A4四個(gè)單元格進(jìn)行求和，其公式可以是“=SUM（A1：A4）”，也可以是“=SUM（A1，A2，A3，A4）”，還可以是“=A1+A2+A3+A4”等等[4]. 現(xiàn)有的自動(dòng)評(píng)閱系統(tǒng)一般是在標(biāo)準(zhǔn)答案中列出幾個(gè)常見的公式，將學(xué)生所寫出的公式與標(biāo)準(zhǔn)答案中的公式進(jìn)行比較，如果學(xué)生所寫的公式正確但又在標(biāo)準(zhǔn)答案中不存在，自動(dòng)閱卷系統(tǒng)也會(huì)將此題判斷為錯(cuò)誤.為了避免這種情況的發(fā)生，本系統(tǒng)采用的方法是：首先判斷其是否有公式，如沒有，則不得分；如有，再判斷公式的正確性，即將單元格中的數(shù)據(jù)代入此公式進(jìn)行計(jì)算，如計(jì)算出來的值正確也就說明公式正確，則得分.

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分成兩個(gè)部分：題庫(kù)設(shè)置和自動(dòng)閱卷系統(tǒng).

2.1 題庫(kù)的設(shè)置

分析Excel操作題的情況，將Excel操作題分為五大類：獲取外部數(shù)據(jù)；單元格格式的設(shè)置；公式編輯；圖表制作；工作表操作.通過題庫(kù)設(shè)置將每一小題的操作類型、操作對(duì)象（包括工作表和單元格地址）、操作屬性名稱以及分值存入數(shù)據(jù)庫(kù)中.

2.2 自動(dòng)閱卷系統(tǒng)

先打開樣卷以及考生文檔，根據(jù)題庫(kù)中每一小題的操作類型，分別提取樣卷和考生文檔中操作對(duì)象的對(duì)應(yīng)屬性值，然后進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果，給出每一小題的得分.

3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用的是Access2003數(shù)據(jù)庫(kù).試題庫(kù)（stk）表用以存儲(chǔ)每小題的操作類型、操作對(duì)象（包括工作表和單元格地址）、操作屬性名稱以及分值，其表結(jié)構(gòu)如表1所示.

如“設(shè)置sheet1工作表A2：E2單元格水平居中，1分”，則在試題庫(kù)中存儲(chǔ)其各字段值分別為：?jiǎn)卧窀袷皆O(shè)置、1、$A$2:$E$2、HorizontalAlignment、1.

由于在題庫(kù)中要求存儲(chǔ)的是操作對(duì)象的屬性名稱，因此，為了在設(shè)置題庫(kù)時(shí)方便直觀，根據(jù)不同的操作對(duì)象，分別建立了單元格（dyg）、圖表（tb）和工作表（gzb）三張表，用以存貯操作內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的屬性名稱，其表結(jié)構(gòu)如表2所示（三張表結(jié)構(gòu)相同）.學(xué)生（student）表中存儲(chǔ)每個(gè)學(xué)生的信息（學(xué)號(hào)和姓名）及考試成績(jī)，結(jié)構(gòu)如表3所示.

表1 試題庫(kù)表（stk）

4 題庫(kù)設(shè)置的實(shí)現(xiàn)

運(yùn)行題庫(kù)設(shè)置，首先出現(xiàn)“打開”對(duì)話框，要求選擇并打開樣卷文件，如不選擇，則結(jié)束程序運(yùn)行，否則出現(xiàn)如圖2所示界面.

由于Excel操作題主要分為五大類，因此在窗體上增加了一個(gè)選項(xiàng)卡控件，并設(shè)置其有五個(gè)選項(xiàng)卡，分別對(duì)應(yīng)一類操作.“題型設(shè)置”下拉列表框中列出了五種操作的名稱，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行選擇后，選項(xiàng)卡控件會(huì)自動(dòng)切換到相應(yīng)的選項(xiàng)卡上.“工作表名稱”下拉列表框中列出了當(dāng)前打開的樣卷中所有工作表的名稱，用以選擇操作的工作表.“獲取地址”命令按鈕用以自動(dòng)獲取樣卷當(dāng)前工作表中選中的單元格地址.設(shè)置好操作類型及操作對(duì)象后，再在相應(yīng)的選項(xiàng)卡中設(shè)置操作內(nèi)容及分值.設(shè)置完后點(diǎn)擊“確定”，根據(jù)相應(yīng)的屬性名稱對(duì)照表自動(dòng)將操作內(nèi)容轉(zhuǎn)換成屬性名稱存入下面的列表框中.由于可能會(huì)對(duì)相同的對(duì)象進(jìn)行多種操作，為了防止反復(fù)設(shè)置操作對(duì)象，所以當(dāng)設(shè)置好一個(gè)操作后，并不將其直接存儲(chǔ)到“試題信息”列表框中，而是先存入選項(xiàng)卡中的列表框，當(dāng)同一對(duì)象的所有操作設(shè)置好后點(diǎn)擊“保存”，再將該列表框中的所有信息全部存入試題信息中，并清空該列表框中的內(nèi)容.最后點(diǎn)擊“存入題庫(kù)”，將試題信息中的內(nèi)容存入試題庫(kù)表中，并清空試題信息中的所有內(nèi)容.

表2 屬性名稱對(duì)照表（dyg、tb、gzb）

表3 學(xué)生成績(jī)表（student）

5 自動(dòng)閱卷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

運(yùn)行自動(dòng)閱卷系統(tǒng)，界面如圖3所示，首先設(shè)置好樣卷信息以及考生文件存儲(chǔ)位置和文件名，然后按“評(píng)分”按鈕進(jìn)行評(píng)分.

如考生文件不存在，則通過打開對(duì)話框由閱卷老師手工查找考生文件，如找不到，則直接給零分，否則按照題庫(kù)中的要求進(jìn)行詳細(xì)評(píng)分，具體步驟如下：

（1）定義變量cj，并賦初值0；

（2）將題庫(kù)指針指向第一條記錄；

（3）獲取題庫(kù)中操作工作表名稱，并分別將樣卷和考生文檔中對(duì)應(yīng)工作表激活，同時(shí)地址存入字符型變量dz中，該題的分值存入變量fz中；

（4）分解地址字符串；

（5）獲取操作屬性名稱，按照操作類型對(duì)該題進(jìn)行評(píng)分，計(jì)算出該題的得分并累加到cj變量中；

（6）題庫(kù)指針向下移動(dòng)一條記錄，重復(fù)（3）—（6）的操作，直到題庫(kù)指針指向文件尾，得到學(xué)生的成績(jī)cj并存入學(xué)生成績(jī)表中.

分解地址字符串過程代碼如下：

圖2 設(shè)置題庫(kù)界面

圖3 自動(dòng)閱卷系統(tǒng)界面

在評(píng)分過程中，許多操作的評(píng)分具有相似性，因此采用以下過程進(jìn)行評(píng)分.

對(duì)于公式編輯的評(píng)閱方法是：首先通過HasFormula屬性判斷其是否有公式，如沒有，則得0分；如有，再將其單元格中計(jì)算出來的值與樣卷中相應(yīng)單元格的值進(jìn)行比較，如相等，則得分.其主要代碼如下：

圖表數(shù)據(jù)源評(píng)分的代碼如下：

6 系統(tǒng)測(cè)試及評(píng)估

為了測(cè)試系統(tǒng)的效果，由學(xué)生做了3套試卷（滿分16分），然后分別進(jìn)行手工和自動(dòng)閱卷，得到數(shù)據(jù)如表4所示.

從測(cè)試結(jié)果可以看出，自動(dòng)閱卷所花的時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于手工閱卷，而得分略高于手工閱卷，這是因?yàn)樽詣?dòng)閱卷系統(tǒng)會(huì)對(duì)每項(xiàng)進(jìn)行逐個(gè)比較，不會(huì)造成手工閱卷過程中因做錯(cuò)一部分而全部不得分的后果.因此該系統(tǒng)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，極大地提高了教師的工作效率，評(píng)出的分?jǐn)?shù)也是真實(shí)可靠的.

表4 兩種閱卷方法比較

7 結(jié)束語

本文所設(shè)計(jì)的Excel操作自動(dòng)閱卷系統(tǒng)，在實(shí)際考試系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確的自動(dòng)評(píng)分，減少了人為因素的影響.由于圖表的復(fù)雜性，有些屬性的獲取比較困難，因此在圖表的評(píng)分上還有些不足，需要在實(shí)踐中不斷完善.

[1]陳志堅(jiān).VBA技術(shù)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2009，5（17）：4461-4463.

[2]李菲.考試系統(tǒng)中Excel操作題自動(dòng)閱卷的實(shí)現(xiàn)[J].遼寧師專學(xué)報(bào)，2009，11（1）：46，97.

[3]唐洪彬.Word、Excel自動(dòng)閱卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].宿州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，7（2）：55-57.

[4]彭作民.Excel文檔自動(dòng)閱卷評(píng)分算法設(shè)計(jì)[J].南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版），2007，7（3）：70-73.

[5]賁黎明，施梅芳.自動(dòng)閱卷系統(tǒng)中Word插入對(duì)象的識(shí)別與評(píng)分[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，7（15）：3644-3645.