Excel操作題自動閱卷系統的設計與實現

賁黎明

（常熟理工學院 計算機科學與工程學院，江蘇 常熟 215500）

Excel是計算機教學中最基本的也是必須熟練掌握的軟件之一.此類課程的教學過程中，實踐是相當重要的一個環節.每次考核后，教師都要花大量的時間和精力對學生提交的Excel文檔進行評閱，因此必須有一套對Excel操作進行正確評價的軟件，以減輕教師閱卷的工作量.

在現有的文獻中，關于Excel自動閱卷方面的文獻并不多，即使有也只是粗略、簡單地介紹了實現的思路，并沒有完整的實現方法[1-4].本文就現在考試系統中通用的Excel 2003操作題自動閱卷系統的設計與實現進行詳細分析，提出了完整有效的實現方案，并給出了其中的關鍵代碼.

1 關鍵技術

1.1 VBA

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

1.2 Excel對象模型

（1）Application對象：Application對象是Excel對象模型中的頂級對象.使用Application對象可以確定或指定應用程序級屬性或執行應用程序級方法.Application對象也是訪問Excel對象模型其它部分的基礎.

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

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

（4）Range對象：Range對象代表某一單元格、某一行、某一列、某一選定區域（該區域可包含一個或若干連續單元格區域），或者某一三維區域.

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

2 設計思路

本系統采用Microsoft Visual Basic 6.0作為開發工具，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）定義應用程序對象變量和文檔對象：

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

操作過程中，有時學生在對一個范圍內的單元格進行某些設置時可能只做對了一部分，現有的自動閱卷系統往往是把這個范圍作為一個對象[3]，再將該對象的屬性值進行提取，而由于學生只做對了一部分，所以此對象的同一屬性的值不止一個，也就無法提取出對象的屬性值，自動閱卷系統就會將此題判斷為錯而不得分.本系統為了避免這種情況的發生，提出了按單元格進行逐一評閱的方法，根據做對的比例給出相應得分，增加了評閱結果的公平公正性.流程圖如圖1所示.

圖1 自動閱卷系統流程圖

對于公式編輯，由于公式的寫法有多種多樣，如對A1、A2、A3、A4四個單元格進行求和，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]. 現有的自動評閱系統一般是在標準答案中列出幾個常見的公式，將學生所寫出的公式與標準答案中的公式進行比較，如果學生所寫的公式正確但又在標準答案中不存在，自動閱卷系統也會將此題判斷為錯誤.為了避免這種情況的發生，本系統采用的方法是：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，即將單元格中的數據代入此公式進行計算，如計算出來的值正確也就說明公式正確，則得分.

本系統的設計與實現分成兩個部分：題庫設置和自動閱卷系統.

2.1 題庫的設置

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

2.2 自動閱卷系統

先打開樣卷以及考生文檔，根據題庫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象的對應屬性值，然后進行比對，根據比對結果，給出每一小題的得分.

3 數據庫設計

本系統采用的是Access2003數據庫.試題庫（stk）表用以存儲每小題的操作類型、操作對象（包括工作表和單元格地址）、操作屬性名稱以及分值，其表結構如表1所示.

如“設置sheet1工作表A2：E2單元格水平居中，1分”，則在試題庫中存儲其各字段值分別為：單元格格式設置、1、$A$2:$E$2、HorizontalAlignment、1.

由于在題庫中要求存儲的是操作對象的屬性名稱，因此，為了在設置題庫時方便直觀，根據不同的操作對象，分別建立了單元格（dyg）、圖表（tb）和工作表（gzb）三張表，用以存貯操作內容所對應的屬性名稱，其表結構如表2所示（三張表結構相同）.學生（student）表中存儲每個學生的信息（學號和姓名）及考試成績，結構如表3所示.

表1 試題庫表（stk）

4 題庫設置的實現

運行題庫設置，首先出現“打開”對話框，要求選擇并打開樣卷文件，如不選擇，則結束程序運行，否則出現如圖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選項卡控件，并設置其有五個選項卡，分別對應一類操作.“題型設置”下拉列表框中列出了五種操作的名稱，當對其進行選擇后，選項卡控件會自動切換到相應的選項卡上.“工作表名稱”下拉列表框中列出了當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”命令按鈕用以自動獲取樣卷當前工作表中選中的單元格地址.設置好操作類型及操作對象后，再在相應的選項卡中設置操作內容及分值.設置完后點擊“確定”，根據相應的屬性名稱對照表自動將操作內容轉換成屬性名稱存入下面的列表框中.由于可能會對相同的對象進行多種操作，為了防止反復設置操作對象，所以當設置好一個操作后，并不將其直接存儲到“試題信息”列表框中，而是先存入選項卡中的列表框，當同一對象的所有操作設置好后點擊“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容.最后點擊“存入題庫”，將試題信息中的內容存入試題庫表中，并清空試題信息中的所有內容.

表2 屬性名稱對照表（dyg、tb、gzb）

表3 學生成績表（student）

5 自動閱卷系統的實現

運行自動閱卷系統，界面如圖3所示，首先設置好樣卷信息以及考生文件存儲位置和文件名，然后按“評分”按鈕進行評分.

如考生文件不存在，則通過打開對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，否則按照題庫中的要求進行詳細評分，具體步驟如下：

（1）定義變量cj，并賦初值0；

（2）將題庫指針指向第一條記錄；

（3）獲取題庫中操作工作表名稱，并分別將樣卷和考生文檔中對應工作表激活，同時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，按照操作類型對該題進行評分，計算出該題的得分并累加到cj變量中；

（6）題庫指針向下移動一條記錄，重復（3）—（6）的操作，直到題庫指針指向文件尾，得到學生的成績cj并存入學生成績表中.

分解地址字符串過程代碼如下：

圖2 設置題庫界面

圖3 自動閱卷系統界面

在評分過程中，許多操作的評分具有相似性，因此采用以下過程進行評分.

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

圖表數據源評分的代碼如下：

6 系統測試及評估

為了測試系統的效果，由學生做了3套試卷（滿分16分），然后分別進行手工和自動閱卷，得到數據如表4所示.

從測試結果可以看出，自動閱卷所花的時間要遠遠少于手工閱卷，而得分略高于手工閱卷，這是因為自動閱卷系統會對每項進行逐個比較，不會造成手工閱卷過程中因做錯一部分而全部不得分的后果.因此該系統具有實際應用價值，極大地提高了教師的工作效率，評出的分數也是真實可靠的.

表4 兩種閱卷方法比較

7 結束語

本文所設計的Excel操作自動閱卷系統，在實際考試系統中實現了快速、準確的自動評分，減少了人為因素的影響.由于圖表的復雜性，有些屬性的獲取比較困難，因此在圖表的評分上還有些不足，需要在實踐中不斷完善.

[1]陳志堅.VBA技術在計算機基礎考試系統設計中的應用[J].電腦知識與技術，2009，5（17）：4461-4463.

[2]李菲.考試系統中Excel操作題自動閱卷的實現[J].遼寧師專學報，2009，11（1）：46，97.

[3]唐洪彬.Word、Excel自動閱卷系統的設計與實現 [J].宿州教育學院學報，2004，7（2）：55-57.

[4]彭作民.Excel文檔自動閱卷評分算法設計[J].南京師范大學學報（工程技術版），2007，7（3）：70-73.

[5]賁黎明，施梅芳.自動閱卷系統中Word插入對象的識別與評分[J].電腦知識與技術，2011，7（15）：3644-3645.