基于VBA技術(shù)的AutoCAD智能自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

◇聊城大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院 廖瑞雪 李凱龍 許亞輝 趙傳哲 徐立鵬

自動(dòng)評(píng)分技術(shù)就是借助于計(jì)算機(jī)來(lái)輔助人工評(píng)分的一項(xiàng)技術(shù)。自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)可以幫助閱卷者快速、準(zhǔn)確、公平公正的評(píng)分，以達(dá)到減少人力、物力、財(cái)力的目的，因此需要設(shè)計(jì)一種可自動(dòng)評(píng)分的系統(tǒng)，以便減輕教師的工作量。該系統(tǒng)以VBA為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，通過(guò)對(duì)AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)，具備讀取標(biāo)準(zhǔn)圖紙，輸入評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)評(píng)卷，統(tǒng)計(jì)成績(jī)以及成績(jī)管理功能。

1 引言

工程圖學(xué)是工科類(lèi)學(xué)生必修的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，在工程圖學(xué)的考試中一直沿用教師手動(dòng)閱卷、成績(jī)統(tǒng)計(jì)，在這種考察模式下教師需要付出大量的時(shí)間和精力[1]。目前，在針對(duì)填空、選擇、判斷等客觀題型的CAD系統(tǒng)中，自動(dòng)測(cè)評(píng)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)完善，如判斷題只需將考生所選的內(nèi)容與正確答案進(jìn)行匹配對(duì)比即可，填空中文字錄入內(nèi)容的評(píng)判則可通過(guò)在一定字?jǐn)?shù)范圍內(nèi)從某一個(gè)字開(kāi)始進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)比來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。相對(duì)于客觀題型的考試，AutoCAD課程的測(cè)評(píng)的目的則在于考查學(xué)生操作的熟練程度正確性和熟練性，所以題目類(lèi)型多是圖形的繪制、尺寸的標(biāo)注、圖形的編輯、塊類(lèi)型的標(biāo)注等主觀題[3]。在AutoCAD自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)中對(duì)于圖元數(shù)據(jù)的提取和屬性的表達(dá)以及自動(dòng)測(cè)評(píng)功能是該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的核心所在。

2 智能評(píng)分的實(shí)現(xiàn)原理

VBA是Visual Basic for Application的簡(jiǎn)寫(xiě)，它是基于Visual Basic發(fā)展而來(lái)的，它寄生于AutoCAD模塊中，它不但繼承了VB的開(kāi)發(fā)機(jī)制，而且還具有與VB相似的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)[4]。AutoCADVBA提供了訪問(wèn)AutoCAD文檔的接口，在AutoCAD繪圖過(guò)程中，每一個(gè)圖元的繪制和格式的設(shè)置均作為不同對(duì)象的屬性保存在文檔中。在自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)中只需要讀取每個(gè)學(xué)生的圖紙中圖元的屬性與標(biāo)準(zhǔn)圖對(duì)比即可得出成績(jī)，并利用Excel打印出成績(jī)。

3 智能評(píng)分的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

3.1 標(biāo)準(zhǔn)圖紙的輸入設(shè)計(jì)

利用選擇集對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖紙的讀取，讀取方式采用手動(dòng)選取需要評(píng)分的圖元并輸入對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)，見(jiàn)圖1。

圖1 建立標(biāo)準(zhǔn)圖形數(shù)據(jù)庫(kù)流程圖

（1）選擇集的初始化與建立。刪除圖紙中可能包含的選擇集，以免影響新的選擇集的建立。初始化程序如下：

（2）圓屬性的讀取實(shí)例。判斷選擇的圖元是否為圓，然后再讀取標(biāo)準(zhǔn)圖紙中圓的圓心坐標(biāo)、半徑、線寬、顏色等參數(shù)，并把得到的屬性參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)存，程序如下：

其它圖元屬性的讀取也是可以借鑒以上圖元屬性讀取的方法進(jìn)行，最主要的是知道每個(gè)圖元在VBA中的表示方法才能判斷是否為所需要的圖元，再根據(jù)每個(gè)圖元的特點(diǎn)提取圖元屬性，并儲(chǔ)存起來(lái)，以便于需要評(píng)分的圖紙進(jìn)行對(duì)比，圖元的表示方法主要參考VBA中對(duì)象模型庫(kù)[5]，見(jiàn)圖2。

圖2 CAD對(duì)象模型庫(kù)

（3）標(biāo)準(zhǔn)圖紙分?jǐn)?shù)的輸入。標(biāo)準(zhǔn)圖紙的分?jǐn)?shù)的輸入，應(yīng)該在圖元屬性的讀取后進(jìn)行，同一個(gè)圖元的分?jǐn)?shù)與屬性的讀取應(yīng)該在同一個(gè)過(guò)程中進(jìn)行，以便一一對(duì)應(yīng)。對(duì)于圖元分?jǐn)?shù)的輸入首先需要判斷圖元再輸入分?jǐn)?shù)，分輸入的輸入可以采用InputBox函數(shù)進(jìn)行。以直線圖元的分?jǐn)?shù)輸入為例進(jìn)行說(shuō)明：

ElseIf StrComp(objEntity(0).EntityName,"AcDbline",vbTextCompare)=0 Then

ScoreL(a)=InputBox("請(qǐng)輸入該圖元的分?jǐn)?shù)（默認(rèn)每個(gè)1分）：","標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的輸入：",1)

a=a+1

3.2 評(píng)分圖紙的評(píng)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）新圖紙的打開(kāi)與關(guān)閉。在對(duì)需要評(píng)分的圖紙?jiān)u分時(shí)，首先需要打開(kāi)新的圖紙，并在評(píng)完分?jǐn)?shù)后關(guān)閉該圖紙。以下以打開(kāi)“學(xué)生A”的圖紙為例，程序如下：

在該程序中首先打開(kāi)新圖紙，新圖紙應(yīng)該放在指定的文件夾中，才能被讀取，打開(kāi)新圖紙后調(diào)用評(píng)分程序進(jìn)行評(píng)分并得出最后分?jǐn)?shù)儲(chǔ)存在數(shù)組Score(m)中，以便在最后以Excel輸出是讀取該圖紙的分?jǐn)?shù)。在得到該圖紙分后，圖紙需要關(guān)閉，以減少電腦的卡頓，關(guān)閉程序?yàn)門(mén)hisDrawing.Close，但值得注意的是關(guān)閉程序一定在另一個(gè)新圖紙打開(kāi)前，否則可能造成下一個(gè)新圖紙的評(píng)分為0或者出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致程序無(wú)法進(jìn)行。

（2）對(duì)新圖紙進(jìn)行遍歷評(píng)分。第一步對(duì)新圖紙進(jìn)行遍歷取出該圖紙中的全部圖元[6]，第二步對(duì)所有圖元按類(lèi)進(jìn)行篩選，如在所有圖元中篩選出圓這個(gè)圖元，在對(duì)所有圓與前邊標(biāo)準(zhǔn)圖中所取出的標(biāo)準(zhǔn)圓進(jìn)行對(duì)比評(píng)分，最終得出分?jǐn)?shù)，見(jiàn)圖3。

圖3 CAD圖形判別流程圖

（3）對(duì)圓圖元進(jìn)行評(píng)分。在上一步中對(duì)圖紙進(jìn)行遍歷時(shí)，已經(jīng)提取了圖紙中所有圖元的屬性，所以在該過(guò)程中只需要調(diào)出圓圖元的屬性并與標(biāo)準(zhǔn)圖對(duì)比即可，調(diào)取該圖元的圓心、半徑徑等進(jìn)行評(píng)分。

在該程序中首先判斷哪個(gè)圖元是圓，使用程序StrComp(objEntity.EntityName,"AcDbcircle",vbTextCompare)=0，再用ptCen=objEntity.Center提取圓的圓心坐標(biāo)，并儲(chǔ)存在數(shù)組ptCen中，用radius=objEntity.radius提取圓的半徑，并儲(chǔ)存在radius中，下面對(duì)該圖元屬性與標(biāo)準(zhǔn)圖元屬性進(jìn)行對(duì)比得出正誤，對(duì)比程序?yàn)閜tCen(0)=P1(d) And ptCen(1)=P2(d) And radius=r(d)，再利用IF函數(shù)進(jìn)行對(duì)比，值得注意的是，在對(duì)比過(guò)程中一定保證數(shù)組的對(duì)應(yīng)，判斷出正誤后，對(duì)分?jǐn)?shù)進(jìn)行讀取ScoreC(s)，與原分?jǐn)?shù)相加，得出最后分?jǐn)?shù)。

（4）對(duì)其他圖元進(jìn)行評(píng)分。在對(duì)其他圖元的評(píng)分時(shí)，需要知道該圖元的一些屬性，該屬性也可以在VBA中的本地窗口中看到，便于對(duì)圖元屬性的確定和程序的調(diào)試。

3.3 成績(jī)的輸出設(shè)計(jì)

（1）學(xué)生信息的采集。本系統(tǒng)最終分?jǐn)?shù)以Excel表格的形式輸出。該系統(tǒng)需要學(xué)生把做好的圖紙放在指定的文件夾中，讀取“2021級(jí)車(chē)輛工程3班”該文件下的所有后綴為.dwg的圖紙，并讀取圖紙名稱(chēng)，程序如下：

該程序把讀取的圖紙名稱(chēng)放在輸入j2（j1）中以遍輸入excel中。

（2）分?jǐn)?shù)的輸入。把前期得到的學(xué)生分?jǐn)?shù)，以Excel形式輸出，見(jiàn)圖4。

圖4 評(píng)分結(jié)果對(duì)比

4 結(jié)束語(yǔ)

本課題設(shè)計(jì)一種AutoCAD的自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)，并利用VBA和EXCEL進(jìn)行設(shè)計(jì)，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)圖紙的讀取，分?jǐn)?shù)的輸入，自動(dòng)測(cè)評(píng)，輸出分?jǐn)?shù)等功能。本課題在對(duì)評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圖紙的輸入采用單個(gè)圖元的手動(dòng)輸入和單個(gè)圖元的分?jǐn)?shù)輸入，這樣可以做到根據(jù)圖元的重要性進(jìn)行評(píng)分，得到的評(píng)分結(jié)果更加具代表性。同時(shí)，已經(jīng)對(duì)評(píng)分系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行了完整設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)已經(jīng)具備了基礎(chǔ)圖紙的完整評(píng)分，有一定的實(shí)用價(jià)值，在一定程度上彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高校對(duì)工程圖自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)需求的不足。