大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張艷肖 張靜妙 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)計(jì)算機(jī)中心

1 概述

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生大一的必修課程[1]，課程理論部分的考核一般采用選擇題、判斷題形式，而實(shí)踐部分在課程中是至關(guān)重要的，主要包括操作系統(tǒng)、辦公軟件和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。目前很多高校正在使用的考試系統(tǒng)存在著試題庫不能更新，考核模塊所有專業(yè)的學(xué)生都相同，甚至還存在著手工判卷[2]的現(xiàn)象。結(jié)合學(xué)校的課程改革，我們開發(fā)了基于VBA (Visual Basic for Applications)評分策略的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的練習(xí)和考試系統(tǒng)。在實(shí)踐課上學(xué)生可以在練習(xí)模式下自由選擇練習(xí)的模塊，系統(tǒng)自動(dòng)抽題[3]，并對學(xué)生的操作進(jìn)行評分，并給予詳細(xì)的步驟評分結(jié)果，可以有效提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。考試模式下系統(tǒng)能夠根據(jù)考試要求進(jìn)行組卷，考核模塊可根據(jù)專業(yè)特色進(jìn)行選擇。教師能根據(jù)教學(xué)要求，自主更新Office操作題的試題庫。

2 評分的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 VBA簡介

VBA是Visual Basic的一種宏語言，是微軟開發(fā)的在其應(yīng)用程序中執(zhí)行通用的自動(dòng)化(OLE)任務(wù)的編程語言[4]。Office中的應(yīng)用程序(WORD、EXCEL、PPT)在VBA中都被看作是一個(gè)對象。如Word 的Application對象[5]中包含了Word的文字、段落、頁眉頁腳、頁面設(shè)置、圖片、文本框、藝術(shù)字等對象，每個(gè)對象都有它的屬性。系統(tǒng)評分時(shí)將答案文件中給定對象的正確屬性值和學(xué)生做題文件的該對象屬性值做比較，計(jì)算該對象的得分。

2.2 評分答案文件設(shè)計(jì)

我們采用EXCEL工作簿存儲(chǔ)每套題的答案文件，好處是每一行存儲(chǔ)了一個(gè)得分點(diǎn)的所有知識(shí)點(diǎn)信息。一個(gè)得分點(diǎn)可以由多個(gè)知識(shí)點(diǎn)組成，也可以有多種正確答案，用“AND”或“OR”標(biāo)識(shí)。

第一行存儲(chǔ)了該套題滿分的分值，15分。從第二行開始存儲(chǔ)該套題所考核的知識(shí)點(diǎn)，如：查找文字，知識(shí)點(diǎn)關(guān)鍵詞標(biāo)識(shí)為“FINDCOUNT”，參數(shù)有兩個(gè)，第一個(gè)參數(shù)為查找的文字內(nèi)容，如“玫瑰”，第二個(gè)參數(shù)為文字的個(gè)數(shù)，如17?！癆ND”表示該行所有的知識(shí)點(diǎn)都正確才能得分，“OR”表示該行只要一個(gè)知識(shí)點(diǎn)正確即可得分。每一行的最后兩個(gè)單元格分別存儲(chǔ)了該題的分值和題目的具體描述信息。文件最后用“END”表示結(jié)束。

2.3 評分知識(shí)點(diǎn)歸納梳理

我們對Windows、Word、Excel和PPT常用的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了歸納梳理。在Word中，常用的對象有文檔、文字、段落、頁面、頁眉頁腳、分欄、圖片、文本框、藝術(shù)字、表格等。Excel常用的對象有工作簿、工作表、單元格、文字、公式和函數(shù)、圖表等。PPT常用的對象有演示文稿、幻燈片、文字、圖片、超級鏈接、幻燈片切換、幻燈片動(dòng)畫、模板等。這里僅對Word圖片、文本框和藝術(shù)字的評分用到的屬性做一個(gè)介紹。

環(huán)繞方式為嵌入型的屬性：.InlineShapes，非嵌入的：.shapes。.

判斷對象是否存在：type屬性值6為表示是一個(gè)組合對象、13為圖片、17為藝術(shù)字或文本框。

對象大小和環(huán)繞方式：.Width、.Height、.WrapFormat.Type.和 WrapFormat.Side。

對 象 位 置：.Left、.RelativeHorizontalPosition、.Top和.RelativeVerticalPosition。

文 字 環(huán) 繞 距 正 文 距 離：.WrapFormat.DistanceTop、.DistanceBottom、.DistanceLeft和.DistanceRight。

文本框或藝術(shù)字文字內(nèi)容：.TextFrame.TextRange.text。

文本框線條和填充顏色：.Shapes(1).line.ForeColor.和.Fill.ForeColor

文 本 框 內(nèi) 部 邊 距：.MarginTop、.MarginBottom、.MarginLeft和.MarginRight

藝術(shù)字樣式：.TextFrame.TextEffect.PresetTextEffect

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，學(xué)生端和服務(wù)器端功能模塊設(shè)計(jì)如圖1所示。

開發(fā)環(huán)境：vb6.0、Office2010、SQL Server2008。

圖 1 系統(tǒng)學(xué)生端和服務(wù)器端功能模塊圖

3.2 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)

服務(wù)器端使用SQL數(shù)據(jù)庫，主要包含的數(shù)據(jù)庫表如下：

學(xué)生信息表：存儲(chǔ)了學(xué)生的考號、姓名、性別、班級、學(xué)院信息；主鍵是考號。

單選題信息表：存儲(chǔ)了單選題的類型、類型名稱、該類題目總個(gè)數(shù)、系統(tǒng)抽該類題目個(gè)數(shù)和每道題分值。主鍵是單選題類型。

單選題試題表：存儲(chǔ)了單選題號，試題類型，正確答案、題目內(nèi)容以及四個(gè)選項(xiàng)。主鍵是單選題號和試題類型的組合，外碼是試題類型。

考試模塊設(shè)置表：存儲(chǔ)了各試題模塊名稱，考試時(shí)在服務(wù)器端進(jìn)行考試模塊的選擇。

學(xué)生所抽單選題表：存儲(chǔ)了學(xué)生考號、學(xué)生考試時(shí)抽到的單選題編號、試題號、試題類型、正確答案和學(xué)生所做的答案。主鍵是學(xué)生學(xué)號和單選題編號的組合。

學(xué)生考試成績表：存儲(chǔ)考試模式下每場次學(xué)生考號、各模塊的滿分值和學(xué)生得分（word模塊分三部分計(jì)分：文字處理、圖片和表格；excel模塊分兩部分計(jì)分：基本操作和圖表）、機(jī)器名稱、機(jī)器IP地址、考試狀態(tài)、各模塊學(xué)生所抽試卷號。每場考完，導(dǎo)出考試成績后可將此表數(shù)據(jù)備份到總考試成績表，然后將此表清空。主鍵是學(xué)生考號。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 學(xué)生端登陸模塊

練習(xí)模式下，學(xué)生可進(jìn)行單模塊練習(xí)、綜合練習(xí)和隨機(jī)抽題，如圖2所示?？荚嚹Ｊ较?，根據(jù)學(xué)生考號，判斷學(xué)生考試狀態(tài)，首次登陸、二次登陸、還是已完成考試，根據(jù)考試狀態(tài)分別予以不同處理。登陸成功后，首先將在考試盤創(chuàng)建考生文件夾，將考生用到的試題文件復(fù)制到考生文件夾下，然后打開試題窗口和考生文件夾窗口。

打開考生文件夾窗口方法：

圖 2 學(xué)生端練習(xí)方式登錄

使用windows的API函數(shù)ShellExecute，在程序中調(diào)用該函數(shù)之前，在標(biāo)準(zhǔn)模塊先進(jìn)行原型聲明，再調(diào)用該函數(shù)，調(diào)用的命令如下：

其中，driver代表創(chuàng)建考生文件夾的驅(qū)動(dòng)器，user代表考生文件夾名字。

使用API函數(shù)MoveWindow可以移動(dòng)窗口的位置，用來調(diào)整試題窗口和文件夾窗口布局合理。

4.2 學(xué)生端組卷模塊

選擇題的組卷過程：

首先從單選題信息表中，取出每種類別的單選所抽題目個(gè)數(shù)及每道題分值，然后產(chǎn)生指定范圍內(nèi)的隨機(jī)整數(shù)，表示所抽單選題的該類別序號，注意所抽題目序號不能重復(fù)，如重復(fù)，則重新產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。根據(jù)產(chǎn)生的序號和類別從單選題試題表中取出該題正確答案，將該學(xué)生抽到的單選題類別、題目序號和該題正確答案存儲(chǔ)到學(xué)生所抽單選題表中。

操作題的組卷過程：

練習(xí)模式下，單模塊練習(xí)和綜合練習(xí)根據(jù)登陸模塊學(xué)生的選擇進(jìn)行抽題，隨機(jī)抽題每個(gè)考核模塊均采用Rnd函數(shù)產(chǎn)生0-試題套數(shù)之間的一個(gè)隨機(jī)整數(shù)?？荚嚹Ｊ较?，服務(wù)器端組卷管理模塊中可以選擇選擇本場考試的模塊，然后根據(jù)選擇模塊利用Rnd函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)整數(shù)進(jìn)行抽題。

4.3 學(xué)生端試題顯示模塊

根據(jù)學(xué)生單擊哪個(gè)模塊，將該模塊所抽試題內(nèi)容進(jìn)行顯示。試題內(nèi)容以word文檔形式存放，采用口令加密方式進(jìn)行安全保護(hù)。試題顯示采用RichTextBox控件，它能顯示帶格式的word文檔。由于采用了口令加密，所以裝入RichTextBox時(shí)需要轉(zhuǎn)換為.rtf格式，否則將顯示亂碼。解決方法：將口令加密文件轉(zhuǎn)換為不帶口令的.rtf臨時(shí)文件，臨時(shí)文件存儲(chǔ)在windows安裝目錄(用windows的API函數(shù)GetWindowsDirectory獲取)，評分時(shí)將臨時(shí)文件刪除。單選題顯示時(shí)，根據(jù)組卷模塊學(xué)生所抽單選題的類別和序號，查找單選題試題表，將題目內(nèi)容進(jìn)行顯示，將學(xué)生所做單選題答案也存儲(chǔ)到學(xué)生所抽單選題表中。

4.4 評分模塊實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)通用性，我們編寫了Windows、Word、Excel、PPT各模塊評分的函數(shù)過程，調(diào)用函數(shù)時(shí)需要傳遞的參數(shù)為： 學(xué)生做題文件和答案文件。函數(shù)調(diào)用后返回學(xué)生分?jǐn)?shù)。在Word和Excel評分函數(shù)中，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的類別不同，分別統(tǒng)計(jì)學(xué)生得分。

下面以圖1中設(shè)置word插入的圖片位置，水平距頁面右側(cè)13厘米，垂直距段落下側(cè)6厘米為例，介紹實(shí)現(xiàn)方法。

定義變量key，存儲(chǔ)從答案文件中讀到的知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵詞，如“OBJLEFTTOP”，它有4個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)相關(guān)屬性值，canshu1存儲(chǔ)水平方向度量值13厘米，canshu2存儲(chǔ)水平方向度量單位：“距頁面”值為1，canshu3存儲(chǔ)垂直方向度量值6厘米，canshu4存儲(chǔ)垂直方向度量單位：“距段落”值為2，fenzhi存儲(chǔ)該題分值2分。如果textcanshu2或textcanshu4值為-1，表示不判斷此方向。

我們編寫了tuxingweizhi函數(shù)，實(shí)現(xiàn)判斷圖形的位置。讀取學(xué)生的做題文件，將學(xué)生文檔的圖形對象的各個(gè)屬性值和答案文件的屬性值做比較，由于word圖形的位置值是以磅值為單位，所以還需要使用CentimetersToPoints函數(shù)將答案文件的度量單位厘米值轉(zhuǎn)換成磅值。部分代碼如下：

4.5 服務(wù)器端試題管理模塊實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了單選題、Windows、Word、Excel、PPT 操作試題的添加、刪除和修改。圖3是添加Excel操作題的界面，添加試題后會(huì)自動(dòng)生成該套題的答案文件和試題文件，可以對其進(jìn)行修改和刪除。我們將Office操作題經(jīng)?？己说闹R(shí)點(diǎn)分類整理成菜單形式。下面以題目對“期末成績”工作表的“a3:k3”單元格填充淺綠色底紋，12.5%灰度為例，介紹系統(tǒng)提供的兩種生成答案文件的方法。

第一種方法：我們將常用的顏色、字體、字號、圖案格式、預(yù)設(shè)顏色等屬性值做成了菜單。教師按照提示直接輸入或使用菜單中的“顏色設(shè)置”、“圖案格式設(shè)置”，寫入知識(shí)點(diǎn)“單元格底紋”的5個(gè)參數(shù)值。

第二種方法：只需輸入前2個(gè)參數(shù)值，工作表名和單元格名，然后單擊“寫部分知識(shí)點(diǎn)答案”命令按鈕，將打開出題老師做好正確答案的工作簿文件，讀取指定工作表和單元格的底紋的另外3個(gè)參數(shù)值，寫入答案文件中。如果教師已經(jīng)做好了正確的答案文件，推薦使用第二種方法，因?yàn)橛行┲R(shí)點(diǎn)的參數(shù)值是不太容易直接寫的，比如公式和函數(shù)、圖表繪圖區(qū)格式等，采用第二種方法，生成答案文件比較容易。

4.6 服務(wù)器端其余模塊

成績管理模塊：可以對學(xué)生成績進(jìn)行導(dǎo)出和備份等功能。學(xué)生信息管理模塊：提供下載模板、上傳學(xué)生名單、添加、修改、刪除。單選題管理提供了對單選題的上傳、添加、修改和刪除等功能。組卷管理模塊：可以對單選題每種類型抽取的題目個(gè)數(shù)和分值進(jìn)行設(shè)置；可以對操作題的考試模塊進(jìn)行選擇。數(shù)據(jù)庫維護(hù)模塊：用戶信息維護(hù)、數(shù)據(jù)庫初始化、數(shù)據(jù)庫的備份和還原。用戶管理模塊設(shè)計(jì)：系統(tǒng)有4類用戶，一般用戶、一般管理員、題庫管理員和超級管理員，分別設(shè)置不同的權(quán)限。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)這個(gè)學(xué)期在我校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐課上投入使用。練習(xí)模式下教師可以指定模塊或同學(xué)們自行選取模塊進(jìn)行練習(xí)，可以將成績上傳到服務(wù)器，教師可以及時(shí)掌握學(xué)生各模塊各部分的學(xué)習(xí)情況，從而有針對性的進(jìn)行輔導(dǎo)和講解。教師也可以根據(jù)教學(xué)安排，添加新的試題，進(jìn)入考試模式來進(jìn)行期中或階段測驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生掌握情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。目前，我們學(xué)校使用本系統(tǒng)已經(jīng)完成了期末考試，部署了16個(gè)機(jī)房，參加考試人數(shù)7000多名學(xué)生，效果良好。

[1]檀小璐.大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)考試系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)[D].秦皇島:燕山大學(xué)，2013.李昕.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].青島:中國海洋大學(xué)，2014.

[2]王劍宇.計(jì)算機(jī)自適應(yīng)考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津:天津大學(xué)軟件學(xué)院，2014.

[3]劉穎，榮義，劉偉.基于VBA通用的上機(jī)考試制卷與評分系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2010,8:32-34.

[4]金炳堯.基于VB程序設(shè)計(jì)的自動(dòng)評閱策略研究[D].金華:浙江師范大學(xué)，2013.

[5]高家寶，周婭.Word操作自動(dòng)評分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].河池學(xué)院學(xué)報(bào)，2017,37(2):94-100.