一款基于OpenpyxI和Tkinter的分?jǐn)?shù)錄入輔助軟件

0 引言

分?jǐn)?shù)錄入與記錄是日常教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié)，對教師開展后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作、了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況以優(yōu)化教學(xué)等具有重要作用。但該環(huán)節(jié)也是高度費時費力的，尤其是采用人工手動錄入方式時。在實際工作中，分?jǐn)?shù)錄入工作面臨兩個重要困難。

第一個困難出現(xiàn)在活動課、體藝課、實驗課等場景中。此類教學(xué)活動多在實驗室、功能室或戶外進行，通常沒有條件和時間讓教師在現(xiàn)場實時錄入學(xué)生的分?jǐn)?shù)。在此類場景中，教師通常先在紙質(zhì)記錄表上記錄下學(xué)生信息，比如學(xué)號、分組等和體現(xiàn)學(xué)生表現(xiàn)情況的分?jǐn)?shù)，課后回到辦公室再錄入分?jǐn)?shù)。由于存在從紙質(zhì)記錄轉(zhuǎn)移到電子表格記錄的環(huán)節(jié)，教師需要在電子表格里逐個找到每個學(xué)生并輸入分?jǐn)?shù)，該過程煩瑣且容易出現(xiàn)錯漏。

第二個困難出現(xiàn)在考試或作業(yè)分?jǐn)?shù)錄入環(huán)節(jié)。部分有條件的學(xué)校在正式、大型考試時采用掃描上傳試卷，教師線上批改評分并統(tǒng)計分?jǐn)?shù)的方式，但該方式難以推廣到日常作業(yè)、小測等，甚至小型考試也不采用。即使采用該方式，仍需人工進行大量煩瑣的前期工作，且教師長時間對著屏幕工作也有損眼睛健康。除了條件限制，身心健康問題和使用意愿等因素同樣不利于該方式在日常教學(xué)中的推廣應(yīng)用。相比之下，手動批改紙制作業(yè)和試卷仍然很常見，若要進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理，需要教師先手動逐個錄入分?jǐn)?shù)，極為耗時耗力，但如果不進行該錄入工作，則會錯失寶貴的反饋信息，比如各題得分情況、分?jǐn)?shù)分布情況等。若想記錄學(xué)生多次測試的分?jǐn)?shù)變化，或一次作業(yè)、測試?yán)锒嗟李}的各題得分，則使工作量大增、困難進一步凸顯。

下文以兩個具體場景為例。

【場景一】在分組制作作品的活動課中，學(xué)生以兩人或三人一組進行分組活動?；顒咏Y(jié)束后，教師現(xiàn)場對活動過程和成果進行評分并記錄在紙上，如圖1所示。課后，教師需要逐個找到每位學(xué)生在電子表格里的位置并輸入分?jǐn)?shù)。這一過程耗時耗力、有損眼睛健康，且在密集的表格中查找和輸入信息容易錯漏，尤其是指導(dǎo)多個班的教師，要處理兩三百人的活動分?jǐn)?shù)記錄，需要在電子表格上逐個尋找學(xué)生位置和輸入分?jǐn)?shù)。

圖1各組學(xué)號和得分的紙質(zhì)記錄（左邊為組員學(xué)號，右邊為該組分?jǐn)?shù)）

【場景二】教師批改紙質(zhì)作業(yè)或試卷后，仍無法準(zhǔn)確把握學(xué)生各道題得分情況、學(xué)生數(shù)次作業(yè)或測試得分變化情況等。教師通常只對少數(shù)得分情況較突出、大部分學(xué)生都做對或做錯的題目有印象，而對更多得分分布不突出的題目沒有很深印象。同理，教師容易只關(guān)注到少數(shù)多次得分情況比較突出或進退步幅度較大的學(xué)生，對大量得分或進退步不顯著的學(xué)生缺乏準(zhǔn)確把握。教師批改完紙質(zhì)作業(yè)或試卷后僅有模糊印象，無法準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而調(diào)整優(yōu)化教學(xué)工作。

基于上述困境，本文提出一款教學(xué)輔助軟件，該軟件雖不能完全替代教師的手動操作，但可以很大程度上對這些工作進行簡化。且該軟件體積小、運行條件要求低、操作簡單、使用門檻低，在普通電腦上打開即用，具有較高的推廣普及價值，既可以解決分?jǐn)?shù)錄入工作的困難，也可以幫助教師更好地掌握學(xué)生情況，進而調(diào)整優(yōu)化教學(xué)工作。

1軟件簡介

該軟件采用Python語言編寫，算法復(fù)雜度和難度較低，主要包括：Tkinter庫進行用戶界面制作，提高使用便捷性和人機交互體驗；Openpyxl庫對Exce1文件進行操作，根據(jù)用戶輸入信息對Exce1文件進行編輯，有效減輕手動查找和填表工作的負(fù)擔(dān)。在Excel文件里以一個工作表代表一個班，因為不同班學(xué)生的學(xué)號是可重復(fù)的，但每個班內(nèi)部學(xué)號不會重復(fù)，以行位置表示學(xué)號并在列填入分?jǐn)?shù)，有多個分?jǐn)?shù)則填入多列。

軟件運行界面如圖2a所示，整體布局簡潔明了。上方顯示當(dāng)前工作模式和當(dāng)前操作的班級，空白區(qū)顯示剛成功錄入的信息。在操作欄可對代表不同班的工作表進行增、刪等操作，對班的操作本質(zhì)上就是對工作表的操作，通過在Excel文件里建立多個工作表，可對多個班進行操作，在上方下拉列表里選擇當(dāng)前要操作的班級即可。

下方下拉列表可選擇多學(xué)號錄入模式或多分?jǐn)?shù)錄入模式，其中多學(xué)號錄入模式適用于多個學(xué)號共用一個分?jǐn)?shù)的情況，比如上文所述的場景一；多分?jǐn)?shù)錄入模式適用于多個分?jǐn)?shù)對應(yīng)一個學(xué)號的情況，比如上文所述的場景二。學(xué)號和分?jǐn)?shù)分別在相應(yīng)的輸入框輸入，當(dāng)輸入多個學(xué)號或分?jǐn)?shù)時，用戶在下方分隔符輸入框里設(shè)置分隔符，軟件獲取該分隔符并對多個學(xué)號或分?jǐn)?shù)的輸入信息進行分割提取。錄入結(jié)果將被導(dǎo)出到配套的Exce1文件里，用戶打開該表格文件即可獲取結(jié)果，并進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理。

2多學(xué)號錄入模式應(yīng)用舉例

多名學(xué)生獲得同一個分?jǐn)?shù)時可選擇多學(xué)號錄入模式錄入成績。該模式下軟件獲取一串以分隔符分隔的學(xué)號，在學(xué)號所在行填入分?jǐn)?shù)。如果要求每個學(xué)生獨自一個分?jǐn)?shù)，則學(xué)號欄只寫入一個學(xué)號即可。

以場景一為例，在學(xué)生自選搭檔和人數(shù)進行分組的活動課結(jié)束后，每個小組的數(shù)個成員獲得相同的小組得分，分組情況和各組得分如圖1所示，圖中左邊為組員學(xué)號，右邊為該組分?jǐn)?shù)，這些信息需要被錄入按學(xué)號排序的班級電子表格中。使用時首先選擇多學(xué)號錄入模式并設(shè)置分隔符，然后在學(xué)號欄輸入學(xué)號并以分隔符隔開，在分?jǐn)?shù)欄輸入分?jǐn)?shù)，再點擊“錄入”即可錄入一個小組組員的得分。該組學(xué)號為1號和2號的學(xué)生得分為90分，如圖2b所示。

圖2多學(xué)號錄入模式下的運行界面

全部小組錄入完成后打開Exce1表格文件即可獲得已按學(xué)號順序排列好的每個學(xué)生得分，如圖3所示，可以復(fù)制粘貼至表格或進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作。

3多分?jǐn)?shù)錄入模式應(yīng)用舉例

多分?jǐn)?shù)錄入模式下軟件獲取一串由分隔符分隔的分?jǐn)?shù)，在學(xué)號所在行以一列代表一個分?jǐn)?shù)按順序填入。該模式適用于錄入同一名學(xué)生的多個分?jǐn)?shù)的場景，比如一次作業(yè)或測試?yán)锏母黝}得分或多次測試的得分等。錄入該信息并整理成表格，有助于教師獲取并分析學(xué)生的知識掌握情況和進退步情況，從而有針對性地調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)工作。

以場景二為例，介紹該軟件輔助解決多分?jǐn)?shù)錄入困難的情況。此處以三名學(xué)生為例，假設(shè)這三名學(xué)生在一次包括五道題的練習(xí)中各題得分情況如圖4所示。在人工錄入方式下，為獲得得分分布情況表格，教師需在表格中尋找每個學(xué)生所在行，并逐個輸入分?jǐn)?shù)。在輸入一個甚至多個班且多道題目的情況下，教師的工作量巨大，容易出現(xiàn)錯漏。

此時可在軟件中選擇多分?jǐn)?shù)錄入模式并設(shè)置分隔符，在學(xué)號欄輸入該生學(xué)號，在分?jǐn)?shù)欄輸入每道題的得分并以分隔符隔開，再點擊“錄入”即可錄入一名學(xué)生的得分情況。已錄入1號學(xué)生五道題的各題得分，如圖5所示。

圖3輸入的按學(xué)號順序排列的學(xué)生成績表格

錄入完成后即可打開Exce1文件獲取信息，如圖6所示，按學(xué)號順序每行對應(yīng)一名學(xué)生，按題號順序每列對應(yīng)一道題得分。獲取該結(jié)果后即可進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理獲取更多信息，比如把信息改為數(shù)值格式做成圖表，便于教師直觀觀察和分析學(xué)生得分情況，作為調(diào)整優(yōu)化后續(xù)教學(xué)工作的依據(jù)，如圖7所示。

同理，假如輸入前后五次測試或考試的得分，則可基于該錄入信息制作折線圖，以直觀觀察和分析各名學(xué)生的分?jǐn)?shù)變化情況，如圖8所示。

利用該軟件，教師可以更便捷地處理學(xué)生得分?jǐn)?shù)據(jù)進而掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，了解薄弱點和難點，從而有針對性地調(diào)整優(yōu)化后續(xù)教學(xué)和輔導(dǎo)。

4應(yīng)用與推廣優(yōu)勢

4.1 促進日常教學(xué)

該軟件為教師教學(xué)工作中的分?jǐn)?shù)錄入帶來了極大的便利，顯著提高了效率，有效解決了傳統(tǒng)的手動、紙質(zhì)工作模式下存在的困難。讓教師從查找和錄入表格的煩瑣工作中解放出來，把精力集中到數(shù)據(jù)處理與分析、設(shè)計和優(yōu)化教學(xué)等更重要的工作上。

圖5多分?jǐn)?shù)錄入模式下的運行界面

圖6輸出的多題得分表格

圖7多分?jǐn)?shù)錄入模式下進一步數(shù)據(jù)處理舉例1

圖8多分?jǐn)?shù)錄入模式下進一步數(shù)據(jù)處理舉例2

4.2便捷性與推廣優(yōu)勢

該軟件不需要配套昂貴的儀器設(shè)備且體積小巧、運行條件要求較低，教師僅需要有一部普通配置的電腦即可使用，且使用門檻低，不需要教師掌握復(fù)雜的操作技能。這些特點使得該軟件具有較高的推廣價值，可以應(yīng)用到日常教學(xué)工作中，尤其是在設(shè)備條件較差，依靠手動、紙質(zhì)工作模式為主的地區(qū)，填補傳統(tǒng)工作方式與采用專用軟硬件設(shè)備進行掃描和線上批改統(tǒng)分之間的空白，助力教育信息化發(fā)展。

4.3 靈活性和適應(yīng)性

在本質(zhì)上符合該軟件兩個工作模式的需求場景均中可使用，不局限于分?jǐn)?shù)錄入場景，具有高靈活性和適應(yīng)性。

5 發(fā)展建議

本文提出了一款低運行要求、低使用門檻、便于推廣的教育輔助軟件，填補了目前教育裝備領(lǐng)域存在的空白。同時，本文也對該領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展前景作簡單探討，并提出若干建議。

在教育信息化發(fā)展過程中，高新科技設(shè)備和技術(shù)展現(xiàn)出強大的功能和影響力，但與此同時，軟硬件設(shè)備條件和相關(guān)資源難獲取、設(shè)備操作困難[1]、新技術(shù)新設(shè)備對使用教師的操作能力和接受程度要求高[2等問題也逐漸呈現(xiàn)。在繼續(xù)發(fā)展高新科技教育裝備的同時，開發(fā)制作各類小型輔助教育裝備作為補充和輔助，有重要的意義和價值。對此類教育輔助裝備的發(fā)展，本文提出如下建議。

1）注重實用性：不刻意追求尖端科技，以實用、有用、好用為主，刪繁就簡，力求簡單、實用、靈活。2）關(guān)注用戶體驗：不刻意追求智能或大型、全能，以用戶實際用起來感到順手、方便、習(xí)慣為目標(biāo)，且可以開發(fā)多種變體、改版和簡化版，提高靈活性和適應(yīng)性，適用于多樣的用戶群體和場景。3）技術(shù)下放、普及：堅持簡單、便宜、易用的原則，比如本文提出的軟件，讓普通教師在普通配置的電腦上打開就能用，不需要專用軟硬件配套設(shè)備或?qū)I(yè)培訓(xùn)。

4）以實際需求為導(dǎo)向：讓裝備發(fā)揮“裝備”的意義和作用，不是為技術(shù)而技術(shù)，而是為方便教師工作而開發(fā)，以教師日常工作中的需求為起點和終點。

5）關(guān)注日常、紙質(zhì)工作：應(yīng)用于大型考試、電腦考試等場景的技術(shù)和裝備已經(jīng)有強大的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，日常的、紙質(zhì)的工作需要獲得更多關(guān)注。

6）關(guān)注健康因素：教師長時間看屏幕帶來的身心健康損害等也需要被納入考量。

已有研究[3]注意到實際工作中一些教育工作者就地取材，制作材料簡單、低成本的裝備輔助教學(xué)工作，顯示了此類輔助裝備的實際意義和重要性。在這一領(lǐng)域?qū)嵺`所得的經(jīng)驗、技術(shù)和反饋，也會助力大型、新型、高端教育裝備的發(fā)展。此外，還需注意使用者的意愿和態(tài)度[4]，這同樣有重要影響。

6 結(jié)束語

本文提出了一款體積小、簡單易用、運行條件要求較低的教育輔助軟件，對教師的教學(xué)工作能起到一定的輔助作用，可用于分?jǐn)?shù)登記錄入、得分情況處理分析等，具有一定的現(xiàn)實意義和推廣潛力。該軟件作為一款新軟件，難免有不足之處，還需在日后使用過程中進行優(yōu)化改進。

7參考文獻(xiàn)

[1]王冰潔，陳玲．基于信息生態(tài)觀的區(qū)域教育信息化應(yīng)用 現(xiàn)狀與問題調(diào)查研究：以廣州荔灣區(qū)為例［J].中國電 化教育，2013（5）：23-28.

[2]付衛(wèi)東，陳安妮．智能時代鄉(xiāng)村教師智能教育素養(yǎng)發(fā)展： 現(xiàn)實隱憂與應(yīng)然進路［J].新疆教育學(xué)院學(xué)報，2023， 39（1） ：5-13.

[3]AKUMA F V，CALLAGHAN R.Framework for Reducing Teaching Challenges Relating to Improvisation ofScience Education Equipment and Materials in Schools[J].Eurasia Journal of Mathematics，Science and Technology Education，2016，12（10）：2697-2717.

[4]BUDA A.Attitudes of Teachers Concerning the Use ofIct Equipment in Education[J].Journal of Social Research and Policy，2010，1（2）：131-149.