一種基于智慧校園教學平臺的教師總課表快速生成方法

【關鍵詞】辦公自動化；教學管理；VBA 宏語言

背景

智慧校園建設為教育教學的日常管理注入了新的動能，智慧校園教學服務管理平臺（簡稱教務平臺）提供了多項教務管理功能（如教學計劃及任務安排、課表編排、調(diào)課處理、成績管理、學籍管理等），這使得教務員大大提高了辦公效率，各項資源的利用率也大大提高。但教務平臺依托網(wǎng)絡，須在聯(lián)網(wǎng)的前提下，登錄系統(tǒng)后方可查詢信息，而在實際工作中，為了及時響應工作需求，也為了有助于調(diào)課安排，往往需要匯總全院教師的課表信息，制作一張電子總表，教務員雖然可以從教學平臺中導出教師的課表信息，但導出的課表體積大、一頁上僅顯示一位教師的課表安排情況，不管是打印還是查看都不太方便，因此，教務員需要自行制作符合實際工作要求的總課表。

如果教務員采用手工錄入的方法制作總課表，不僅效率低，而且會存在錯誤，如果能根據(jù)教務系統(tǒng)中的排課情況，一鍵生成教師總課表，會極大地提高教務員的辦公效率。

一、方案

教務平臺是高校在智慧校園建設環(huán)境下購買使用的一個通用型應用軟件，其功能可以滿足大部分教學管理所需，但教務平臺不具備一鍵生成符合實際需求的、有特定格式的全院教師總課表的功能，如果通過軟件定制功能來滿足要求，需要投入的資金巨大。本方案采用Office軟件自帶的VBA宏語言功能，通過編寫一些簡單的代碼，即可實現(xiàn)一鍵生成教師總課表，避免了手工錄入產(chǎn)生的錯誤，極大地提高了辦公效率。

（一） Excel VBA的介紹

Microsoft Excel是廣大辦公用戶所熟知的Microsoft Office軟件中的電子表格軟件，在計算機專業(yè)人員眼中，它也是一種操作簡便的數(shù)據(jù)庫管理工具。VBA是Visual Basic forApplications的縮寫，是微軟公司開發(fā)的宏語言，它被內(nèi)置于Microsoft Office軟件中。依靠VBA，Excel可以成為數(shù)據(jù)庫管理工具；有了VBA，可以基于Excel應用程序進行二次開發(fā)；通過VBA，可以設計出與Windows窗口風格一致的交互式界面，便捷地實現(xiàn)對Excel表格的數(shù)據(jù)管理。這種基于ExcelVBA管理信息系統(tǒng)得到較為廣泛的應用[1]。

（二）選擇EXCEL VBA宏語言的原因

VBA是一種簡單且功能強大的編程語言，可用于擴展Office應用程序，VBA 腳本可用于加速執(zhí)行日常任務，為Office應用程序添加新功能，使用 Excel VBA可代替大部分格式設置、編輯或者函數(shù)調(diào)用[2]。

用于功能開發(fā)的計算機語言種類繁多，VBA不是最常使用的，甚至有人認為VBA已經(jīng)過時了，但從實際應用來看，VBA并未完全過時，目前最新的 MS Office 2021 、365 版本都還支持 VBA，因此只要微軟 Office 新版本繼續(xù)支持，VBA就不會過時、不會消失。相比Java、C#、python來看，VBA是office原生支持的，不需要部署環(huán)境，也無須安裝數(shù)據(jù)庫軟件，在使用時，如果用其他開發(fā)語言，需要先部署環(huán)境，建立數(shù)據(jù)庫，編寫代碼，設計人機交互界面（制作網(wǎng)頁等），步驟十分繁瑣，而excel就是一個整體，工作表可以作為“數(shù)據(jù)庫表”，工作表也可作為“交互界面”，相比較而言，VBA更適合用于辦公過程中實現(xiàn)某個既定流程的自動化處理，可提高辦公效率，且移植性高。因此在本方案中，選擇用Excel VBA宏語言編程實現(xiàn)教師總課表的一鍵生成。[3]

為了更快捷地生成教師總課表，也曾使用MySQL數(shù)據(jù)庫+PHP環(huán)境的方式制作教師總課表，但這個方法存在一些局限性，有以下不便之處：

（1）需要搭建環(huán)境

搭建環(huán)境，首先是下載安裝Apache HTTP服務器軟件，其次是PHP及MySQL軟件包，這些軟件都是免費的，可在官網(wǎng)上下載，同時，為了保證軟件能夠正常使用，還需配置PHP運行的環(huán)境參數(shù)，過程較為復雜；

（2）需要維護數(shù)據(jù)庫

使用MySQL數(shù)據(jù)庫軟件管理數(shù)據(jù)時，首先要設計數(shù)據(jù)庫的模型、建立數(shù)據(jù)表的結構、錄入數(shù)據(jù)，而為了生成教師總課表，在數(shù)據(jù)庫中至少需要建立3個工作表：教研室表、教師信息表、教師課務表，在每次生成新課表前，還需要對數(shù)據(jù)表進行更新維護，增加了工作量和復雜性；

（3）需要調(diào)整格式

PHP是一種在服務器端執(zhí)行的腳本語言，通過編寫代碼首先在網(wǎng)頁上生成教師總課表，再下載到本地計算機，保存下載的文件格式為Excel文件，這種方法得到的電子表的行列格式還存在著很大的問題，每次生成新課表后都需要花費一定的時間反復地調(diào)整格式，給工作帶來了不便。

因此，相比較而言，直接使用Excel的VBA宏語言更加簡便快捷。Excel軟件在電腦中使用非常普遍，不管是微軟還是WPS，其Excel都支持VBA，也無需再另外安裝其他軟件，不需要配置環(huán)境參數(shù)，直接在Excel中編寫簡單的代碼就能實現(xiàn)目標功能。

（三）實現(xiàn)過程

1.數(shù)據(jù)準備

智慧校園教學管理服務平臺提供了課表編排的功能，每學期課表編排結束后，從教務平臺中導出全院教師課表數(shù)據(jù)文件，這份原始文件中的數(shù)據(jù)格式與實際所需的格式往往不同，因此要根據(jù)原始數(shù)據(jù)內(nèi)容來制作符合實際需要的總課表。

首先準備好一個Excel文件，在Excel文件中包含2個工作表，工作表1用于生成總表，可將其命名為教師總表，教師總表內(nèi)先預填一系列空白課表，每張空白課表的行標題為節(jié)次，列標題為星期，每橫向放置4位教師的課表，課表按教研室名稱分類，預先將全院教師名字按照其所在教研室分類后填入空白課表中；工作表2用作數(shù)據(jù)源，命名為數(shù)據(jù)庫表，每學期課表編排完成后，教務員從教務平臺中導出全院教師課表原始數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)用作數(shù)據(jù)源時，需對內(nèi)容和結構進行調(diào)整，原始數(shù)據(jù)中可能會存在合并的單元格，要取消合并的單元格，刪除不符合要求的標題，整理數(shù)據(jù)，確保每個教師在數(shù)據(jù)表中僅有一條課務數(shù)據(jù)記錄。為了后續(xù)生成課表時數(shù)據(jù)能自動對應填入，數(shù)據(jù)表中每位教師的課務數(shù)據(jù)記錄采用一1、一2、一3、一4作為列標題，分別代表星期一第1-2節(jié)、3-4節(jié)、5-6節(jié)、7-8節(jié)課，后續(xù)列標題依此類推記錄每位教師每天的課務情況。

2.分析及實現(xiàn)

（1）生成課表

在Office軟件中，VBA提供了大量訪問對象（如頁面設置 PageSetup、表格設置 Tables、段落設置 Paragraph、字體設置Font等），由于它具有強大的對象控制能力、功能的擴展及定制能力，突破了Office的自身極限，因此可以完成MS Office本身無法完成的功能[4]。通過對這些對象的屬性設置、方法使用和事件驅(qū)動，實現(xiàn)對office的再次開發(fā)，從而實現(xiàn)一鍵生成總課表的功能。Excel在設計模式下提供了豐富的表單控件用于交互界面的制作，要使用表單控件首先要啟用Excel的開發(fā)工具，需要進入Excel文件菜單→選項→自定義功能區(qū)，將開發(fā)工具添加到主選項卡中。添加成功后，在窗口上方選項卡上點擊“開發(fā)工具”欄，在“插入”按鈕下即可找到表單控件，本方案使用了表單控件中的按鈕控件，在工作表界面的空白處插入兩個按鈕，一個用于一鍵生成總課表內(nèi)容，一個用于一鍵清除總課表課務信息內(nèi)容，通過按鈕控件的屬性對話框，可以輕松地修改按鈕文字、大小、顏色等樣式。

VBA作為一種面向?qū)ο蟮木幊谭椒?，它將代碼組織為不同的對象、類、模塊等不同的層次，這樣可以更加靈活地處理數(shù)據(jù)邏輯、提高代碼的可讀性和維護性[ 5 ]。在工作表中插入兩個窗體按鈕控件后，將其中一個按鈕（CommandButton1）的caption屬性設置為“生成”，進入代碼編輯界面，選擇代碼編輯對象為“CommandButton1”，事件為“click”。需要實現(xiàn)的功能為：當點擊該按鈕時，由Excel自動將工作表2：數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)內(nèi)容按教師名稱填入工作表1：教師總表的對應單元格內(nèi)，生成一張適合打印、便于查看的總課表。

實現(xiàn)自動生成總課表的核心算法即為“兩個表的循環(huán)判斷”，如何實現(xiàn)這一過程呢？為了生成教師總課表，需要在工作表2：數(shù)據(jù)庫表中逐個取出每條數(shù)據(jù)記錄，將該條數(shù)據(jù)記錄中的教師姓名與工作表1：教師總表中的教師姓名進行比較，如果相同則將該條數(shù)據(jù)記錄中的課務信息填入工作表1中該教師課表的相應單元格內(nèi)。

教師總表中每橫向顯示4位教師的課務信息，因此這四位教師姓名分別位于A、I、Q、Y列，在自動匹配過程中，程序自動從工作表2：數(shù)據(jù)庫表中取出一位教師的數(shù)據(jù)記錄（即一行數(shù)據(jù)），將教師姓名與工作表1：教師總表中的第A、I、Q、Y列單元格內(nèi)教師姓名逐個比對，如果相同，則在工作表1該教師的課表內(nèi)按序?qū)⒄n務填入，填入的規(guī)則是——工作表2：數(shù)據(jù)庫表中某教師數(shù)據(jù)行中列標題為“一1”的單元格數(shù)據(jù)內(nèi)容填入工作表1：教師總表對應教師“周一”節(jié)次為“[1-2]”后的一個單元格內(nèi)，其他依此類推，最后將該教師課務信息完整地填入課表中。

實現(xiàn)此過程的主要關鍵技術為：

①Excel表的實例化：通過set關鍵字創(chuàng)建數(shù)據(jù)表的實例化對象，如：Set b1 = Sheets（\"教師課表\"），后續(xù)可通過實例化對象名b1訪問Excel文件中的“教師課表”工作表。

②獲取數(shù)據(jù)表中的記錄總數(shù)：VBA的Range對象提供了CurrentRegion屬性，這個屬性返回一個Range對象，該對象表示當前區(qū)域，常常用來獲取動態(tài)的單元格區(qū)域。CurrentRegion.Rows.Count可用于返回區(qū)域中行的個數(shù)，是一種常用的行計數(shù)方法。

③循環(huán)判斷：為了匹配數(shù)據(jù)，需采用循環(huán)嵌套，外層循環(huán)逐條獲取工作表2：數(shù)據(jù)表中每一條課務數(shù)據(jù)記錄，取出后在內(nèi)層循環(huán)遍歷工作表1：教師課表中每個教師姓名，如相同，通過Range對象獲取單元格內(nèi)數(shù)據(jù)填入教師課表中。

（2）清除教師總表中的課程內(nèi)容

每當新學期來臨，教師總課表需要清除原數(shù)據(jù)，生成新數(shù)據(jù)，因此清除功能也是必不可少的，清除數(shù)據(jù)時，僅需刪除課務信息，但要保留數(shù)據(jù)表的行列格式，在核對更新各教研室的教師名單后，點擊生成按鈕，即可得到新學期的教師總課表。

實現(xiàn)清除數(shù)據(jù)功能同樣采用表單控件中的按鈕控件，將之前插入的按鈕（CommandButton2）的caption屬性設置為“清除”，進入代碼編輯界面，選擇代碼編輯對象為“CommandButton2”，事件選擇為“click”。需要實現(xiàn)的功能為：僅刪除當前工作表中的課務信息。由于教師總表中每橫向顯示4位教師的課表，清除時僅去除掉課務信息，保留其他部分，每位教師的課表占5列，4位教師的課表數(shù)據(jù)分別位于C-G列、K-O列、S-W列、AA-AE列，點擊清除按鈕，即要清除這些列中的課務信息內(nèi)容。

實現(xiàn)此過程的主要關鍵技術為：

①清除信息：通過設置課表中單元格數(shù)據(jù)為空值來達到清除的目的，例如：b1.Range（\"C 4\"） = \"\"，即清除C4單元格中的內(nèi)容。

②保留需要的數(shù)據(jù)：在清除數(shù)據(jù)時要保留部分數(shù)據(jù)，如教研室名稱、教師姓名、課表中的星期和節(jié)次，需要清除的僅是教師課表中每天的課務數(shù)據(jù)，因此遍歷+判斷的方法來判定實現(xiàn)哪些數(shù)據(jù)需要清除。Range（\"A1\"）.CurrentRegion.Rows.Count可獲取教師總表中的記錄數(shù)，在遍歷過程中，如果某單元格的內(nèi)容為節(jié)次標題（如：[1-2]），即清除該單元格之后橫向5個單元格中的數(shù)據(jù)（即每天該節(jié)次的數(shù)據(jù)）。

二、實施效果

該方案在150人規(guī)模背景下已使用數(shù)個學期，每學期課表編排完成后，從智慧校園教務平臺中導出原始課表數(shù)據(jù)，用該方案生成全院教師電子總課表花費時間在5秒以內(nèi)，此方案快速有效、準確性高，也無須重新調(diào)整電子表格式，極大地提高了辦公效率。實踐證明方案是成功的，當然在代碼設計時還有一些不足之處，會在今后的使用過程中進一步完善和維護。

結束語

智慧校園教學服務管理平臺在日常教學管理中發(fā)揮著重要的作用，但無法滿足教務員所有的實際工作需求，教務平臺功能的升級完善需要一定的時間周期，也需要投入不菲的資金數(shù)額，而且也不是所有的需求都能實現(xiàn)升級補充，Excel的VBA功能設計實現(xiàn)自動生成教師總表，既能滿足個性化需求，又提高了辦公效率，具有一定的應用價值。

用本方案自動生成教師總課表，其實就是一個啟用了宏的Excel文件，因此操作簡便，節(jié)省資源，易于維護。實踐表明，Excel及VBA，在實現(xiàn)辦公流程的自動化處理方面具有優(yōu)勢，可開發(fā)出易維護、易操作、省資源的系統(tǒng)，是實現(xiàn)辦公自動化，提高工作效率的便捷手段。

參考文獻：

[1] 劉柱鴻， 黎鑫， 彭元輝. 基于Excel VBA 的教學秩序督查報表管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 軟件工程，2018，21（4）：45-48.

[2] 楊明， 傅天翔. 基于VBA 的汽車零部件物流包裝方案信息管理應用[J]. 電腦編程技巧與維護，2022（12）：94-96.

[3] 周德林. 運用VBA 自動生成子課程表[J]. 電子測試，2018（21）：135-136.

[4] 馬寧， 鄧先瑞， 杜瑞慶. 基于VBA 和EXCEL 的學生成績排序[J]. 中國科技信息，2007（1）：231-232.

[5] 王超. 基于VBA 技術的一鍵公文自動排版的實現(xiàn)[J]. 淮海工學院學報（自然科學版），2015，24（3）：42-46.