基于Excel深層應用的考試和閱卷系統

劉凌波　劉蘇淮

摘 要：針對Excel在經濟統計中的深層應用課程開發了相應的考試和閱卷系統，實現了試題管理、自動組卷、自動閱卷、試卷分析的過程，特別是解決了操作題的閱卷環節，使考試過程更加公平、公正，減少了教師的工作量，提高了工作效率。

關鍵詞：Excel；考試管理；自動閱卷；VBA

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：B/A

1 引言（Introduction）

Excel是Office軟件包的組件之一，具有數據收集、分析處理、圖表設計等諸多功能，我們在日常生活和辦公中常常只用到Excel最基本的功能，如：數據輸入、格式設置、函數計算、排序篩選等。實際上，Excel還具有數據分析的強大功能，如投資決策分析、經濟訂貨量模型分析、最優化問題分析、時間序列預測和回歸分析等，這些分析工具經常運用在經濟統計、金融會計、生產管理、營銷物流等各領域。據統計，80%的全球500強企業都在工作中使用到了Excel的這些深層應用功能。

在財經類院校中，為經管類的學生開設的有關Excel深層應用的課程，講授的就是Excel在經濟統計領域中常用的這些分析處理功能，這也是財經類院校學生一門重要的基礎課程。為了能夠更好地對學生的學習效果進行檢測，能夠真正考核出學生的實踐操作能力，減少人為判卷失誤，提高考試的公正性和公平性，減輕教師的工作量，根據課程發展和教學需要，研究和實現了基于該課程的考試和閱卷系統[1]。

2 設計思想（Design philosophy）

本系統開發主要分為：后臺數據庫、前臺管理界面和閱卷系統三部分。題型分為：單項選擇題和操作題。能夠根據組卷方案要求，按照題目難易程度的不同和各章節題目數量的不同，自動組成一份試卷，并監管整個考試過程，對考試后的答卷自動閱卷批閱出考試成績，最后可根據考試成績按照整體或班級等不同角度進行成績分析。

考試系統還借鑒了全國計算機二級考試的經驗，為有效避免單項選擇題考試過程中的作弊行為，在考試時首先進行單項選擇題的考試，這時屏蔽了計算機中其他應用程序的使用，并且只能使用鼠標進行選項的選擇。一旦結束單項選擇題的答題進入操作題時，將提示學生不能再次回到單項選擇題的答題狀態。

考試和閱卷系統采用C#、SQL Server和VBA作為開發工具。

2.1 C#—考試過程管理

在考試過程中的試卷管理、組卷過程、監考過程等采用C#語言實現，C#是由C和C++衍生出來的面向對象的編程語言，繼承了它們的強大功能，既可以通過可視化操作，又具有安全穩定、運行高效的特點，是.NET開發的首選語言。

2.2 SQL Server—數據庫管理

在系統中需要對學生信息、試卷信息、組卷要求等建立相應的數據庫進行存儲和管理。SQL Server是一個關系型數據庫管理系統，具有可伸縮性好、安全性高、軟件集成度高等優點。

2.3 VBA—閱卷子系統

操作題的閱卷過程是采用Office內嵌的VBA編程的方式實現的，對每一道題編寫相應的閱卷代碼。VBA（Visual Basic for Applications）是Visual Basic編程語言的一個子集，對于Microsoft Office軟件包中的Word、Excel、PowerPoint和Access等軟件都可以通過VBA進一步開發更加高效的應用[2]。

3 系統功能（System function）

該系統分為兩部分：考試管理子系統和閱卷子系統。其中，考試管理子系統包括：考生管理、組卷管理、監考管理、閱卷管理等；閱卷子系統根據考試內容的不同分為：Excel基礎知識、圖表制作、投資決策分析、經濟訂貨量模型分析、最優化問題分析、時間序列預測和回歸分析等。

系統總體功能圖如圖1所示。

圖1 系統總體功能圖

Fig.1 The system function diagram

4 主要功能設計與實現（Design and implementation

of the main function）

4.1 數據庫的設計

考試與閱卷系統的核心是數據庫的設計與實現。本系統中采用SQL Server作為后臺數據庫，主要設計了學生表、教師表、單項選擇題表、操作題表、組卷方案表和成績表等。

學生表：包括學生的學號、姓名、班級、任課教師等信息。

教師表：包括教師的編號、姓名、口令等。

單項選擇題表：該表中包括試題編號、章節號、知識點編號、難易程度、試題題干、選擇項1、選擇項2、選擇項3、選擇項4、標準答案、標記狀態等信息。

操作題表：包括試題編號、章節號、知識點編號、難易程度、操作題題目、閱卷代碼編號、標記狀態等信息。

組卷方案表：包括方案編號、總題量、單項選擇題數量、操作題數量、較難題目比例、中等難度題目比例、較易難度題目比例等信息。

成績表：包括學生學號、單項選擇題成績、操作題成績和總分等信息。

在這些數據庫表的基礎上，進一步設計和實現其他考試和閱卷管理的功能。

4.2 閱卷過程的設計

自動閱卷功能能夠大大減少教師工作量，并且減少出錯和人為主觀錯誤。考題閱卷中單項選擇題的閱卷技術較為成熟，難點在于操作題的自動閱卷，操作題知識點繁多，學生操作過程千差萬別，這時參考答案就不能太絕對，對可能正確的操作答案需要考慮周全，對記錄下的學生的操作結果分情況判斷給分。操作題的閱卷過程采用VBA編碼實現[3，4]。

相比較于Excel的基本操作，Excel在經濟統計中的應用就需要挖掘VBA的深層功能，如：圖表控件、模擬運算表、投資決策函數、規劃求解工具、移動平均和指數平滑分析工具、回歸預測分析工具等。

以下是在對最優化問題進行規劃求解時的相關代碼：

If Len（SolverGet（TypeNum：=1））>0 Then

yTemp=SolverGet（TypeNum：=1）'"設置目標單元格"框中的引用

If Mid（yTemp，InStr（yTemp，"！"）+1）="$D$13"Then Scord=Scord+1

'判斷目標單元格的值

If SolverGet（TypeNum：=2）="2"Then Scord=Scord+1

'"可變單元格"框中的引用

yTemp=SolverGet（TypeNum：=4）

If Mid（yTemp，InStr（yTemp，"！"）+1）="$D$8：$E$9" Then Scord=Scord+2

iNum=0

For i=1 To SolverGet（5）

Temp6=SolverGet（TypeNum：=6）（i）'由約束條件左邊構成的文本形式的數組

Temp7=SolverGet（TypeNum：=7）（i）'對應于約束條件關系的數字數組

Temp8=SolverGet（TypeNum：=8）（i）'由約束條件右邊構成的文本形式的數組

If Mid（Temp6，InStr（Temp6，"！"）+1）="$D$10：$E$10" And Temp7=2 _

And Mid（Temp8，InStr（Temp8，"！"）+1）="$D$11：$E$11"Then

iNum=iNum+1

End If

……

Next i

If iNum>0 Then Scord=Scord+iNum*2

If iSign=True Or SolverGet（20）=True Then Scord=Scord+1'設置可變單元格非負的約束條件

End If

4.3 試卷分析的設計

考試結束后能夠實現試卷和試題的自動分析，包括：

（1）學生成績分類：將學生成績按照班級分類、按照任課教師分類。

（2）各班成績分析：應考人數、實考人數、缺考人數、最高分、最低分、平均分、標準差、各分數段人數比例、各種題型的得分率等。

（3）試題分析：試題庫中各試題抽題率、得分率最高的題目、得分率最低的題目、各難度題目的平均分等。

5 改進方向（Improvement direction）

本系統實現了自動考試和自動閱卷過程，也受到了廣大教師和學生的歡迎，但仍在以下問題上需要進一步改進：①以網絡為基礎建立本課程的在線考試系統，使學生能夠通過網絡在線學習和測試，提高教學質量。②進一步優化組卷方案，使每一份試卷更加科學合理、難易程度相當。

6 結論（Conclusion）

Excel基本功能的閱卷系統較為常見，但Excel在經濟統計與分析領域的深層應用的閱卷系統還很少。本文闡述了基于Excel深層功能的考試和閱卷系統的設計與實現，本系統已在我校期末考試中得到應用，考試過程管理穩定有序、閱卷過程準確合理，使用效果良好。

參考文獻（References）

[1] 張亞敏，史素娟.計算機應用基礎考試系統的設計與實現[J].計算機光盤軟件與應用，2012，（01）：146-147.

[2] 蘇子偉.如何在Excel中使用VBA編程[J].軟件工程師，2014，183（01）：56-58.

[3] 程敏，胡寶清.計算機考試系統智能閱卷的算法[J].華中農業大學學報，2008，（04）：569-571.

[4] 宗德才.操作題自動評分系統的設計與實現[J].計算機工程與設計，2010，（05）：1156-1160.

作者簡介：

劉凌波（1973-），女，碩士，副教授.研究領域：計算機軟件開發與應用.

劉蘇淮（1980-），男，碩士，實驗員.研究領域：計算機軟件開發與應用.