基于VBA技術的AutoCAD智能自動評分系統的設計

◇聊城大學機械與汽車工程學院 廖瑞雪 李凱龍 許亞輝 趙傳哲 徐立鵬

自動評分技術就是借助于計算機來輔助人工評分的一項技術。自動評分系統可以幫助閱卷者快速、準確、公平公正的評分，以達到減少人力、物力、財力的目的，因此需要設計一種可自動評分的系統，以便減輕教師的工作量。該系統以VBA為開發語言，通過對AutoCAD的二次開發，具備讀取標準圖紙，輸入評分標準，自動評卷，統計成績以及成績管理功能。

1 引言

工程圖學是工科類學生必修的一門技術基礎課，在工程圖學的考試中一直沿用教師手動閱卷、成績統計，在這種考察模式下教師需要付出大量的時間和精力[1]。目前，在針對填空、選擇、判斷等客觀題型的CAD系統中，自動測評技術已經相當完善，如判斷題只需將考生所選的內容與正確答案進行匹配對比即可，填空中文字錄入內容的評判則可通過在一定字數范圍內從某一個字開始進行精準對比來實現[2]。相對于客觀題型的考試，AutoCAD課程的測評的目的則在于考查學生操作的熟練程度正確性和熟練性，所以題目類型多是圖形的繪制、尺寸的標注、圖形的編輯、塊類型的標注等主觀題[3]。在AutoCAD自動評分系統中對于圖元數據的提取和屬性的表達以及自動測評功能是該系統開發的核心所在。

2 智能評分的實現原理

VBA是Visual Basic for Application的簡寫，它是基于Visual Basic發展而來的，它寄生于AutoCAD模塊中，它不但繼承了VB的開發機制，而且還具有與VB相似的語言結構[4]。AutoCADVBA提供了訪問AutoCAD文檔的接口，在AutoCAD繪圖過程中，每一個圖元的繪制和格式的設置均作為不同對象的屬性保存在文檔中。在自動評分系統中只需要讀取每個學生的圖紙中圖元的屬性與標準圖對比即可得出成績，并利用Excel打印出成績。

3 智能評分的實現過程

3.1 標準圖紙的輸入設計

利用選擇集對標準圖紙的讀取，讀取方式采用手動選取需要評分的圖元并輸入對應的分數，見圖1。

圖1 建立標準圖形數據庫流程圖

（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）圓屬性的讀取實例。判斷選擇的圖元是否為圓，然后再讀取標準圖紙中圓的圓心坐標、半徑、線寬、顏色等參數，并把得到的屬性參數進行儲存，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行，最主要的是知道每個圖元在VBA中的表示方法才能判斷是否為所需要的圖元，再根據每個圖元的特點提取圖元屬性，并儲存起來，以便于需要評分的圖紙進行對比，圖元的表示方法主要參考VBA中對象模型庫[5]，見圖2。

圖2 CAD對象模型庫

（3）標準圖紙分數的輸入。標準圖紙的分數的輸入，應該在圖元屬性的讀取后進行，同一個圖元的分數與屬性的讀取應該在同一個過程中進行，以便一一對應。對于圖元分數的輸入首先需要判斷圖元再輸入分數，分輸入的輸入可以采用InputBox函數進行。以直線圖元的分數輸入為例進行說明：

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

ScoreL(a)=InputBox("請輸入該圖元的分數（默認每個1分）：","標準評分標準的輸入：",1)

a=a+1

3.2 評分圖紙的評分系統設計

（1）新圖紙的打開與關閉。在對需要評分的圖紙評分時，首先需要打開新的圖紙，并在評完分數后關閉該圖紙。以下以打開“學生A”的圖紙為例，程序如下：

在該程序中首先打開新圖紙，新圖紙應該放在指定的文件夾中，才能被讀取，打開新圖紙后調用評分程序進行評分并得出最后分數儲存在數組Score(m)中，以便在最后以Excel輸出是讀取該圖紙的分數。在得到該圖紙分后，圖紙需要關閉，以減少電腦的卡頓，關閉程序為ThisDrawing.Close，但值得注意的是關閉程序一定在另一個新圖紙打開前，否則可能造成下一個新圖紙的評分為0或者出現錯誤導致程序無法進行。

（2）對新圖紙進行遍歷評分。第一步對新圖紙進行遍歷取出該圖紙中的全部圖元[6]，第二步對所有圖元按類進行篩選，如在所有圖元中篩選出圓這個圖元，在對所有圓與前邊標準圖中所取出的標準圓進行對比評分，最終得出分數，見圖3。

圖3 CAD圖形判別流程圖

（3）對圓圖元進行評分。在上一步中對圖紙進行遍歷時，已經提取了圖紙中所有圖元的屬性，所以在該過程中只需要調出圓圖元的屬性并與標準圖對比即可，調取該圖元的圓心、半徑徑等進行評分。

在該程序中首先判斷哪個圖元是圓，使用程序StrComp(objEntity.EntityName,"AcDbcircle",vbTextCompare)=0，再用ptCen=objEntity.Center提取圓的圓心坐標，并儲存在數組ptCen中，用radius=objEntity.radius提取圓的半徑，并儲存在radius中，下面對該圖元屬性與標準圖元屬性進行對比得出正誤，對比程序為ptCen(0)=P1(d) And ptCen(1)=P2(d) And radius=r(d)，再利用IF函數進行對比，值得注意的是，在對比過程中一定保證數組的對應，判斷出正誤后，對分數進行讀取ScoreC(s)，與原分數相加，得出最后分數。

（4）對其他圖元進行評分。在對其他圖元的評分時，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，便于對圖元屬性的確定和程序的調試。

3.3 成績的輸出設計

（1）學生信息的采集。本系統最終分數以Excel表格的形式輸出。該系統需要學生把做好的圖紙放在指定的文件夾中，讀取“2021級車輛工程3班”該文件下的所有后綴為.dwg的圖紙，并讀取圖紙名稱，程序如下：

該程序把讀取的圖紙名稱放在輸入j2（j1）中以遍輸入excel中。

（2）分數的輸入。把前期得到的學生分數，以Excel形式輸出，見圖4。

圖4 評分結果對比

4 結束語

本課題設計一種AutoCAD的自動評分系統，并利用VBA和EXCEL進行設計，可進行標準圖紙的讀取，分數的輸入，自動測評，輸出分數等功能。本課題在對評分系統的設計中，對于標準圖紙的輸入采用單個圖元的手動輸入和單個圖元的分數輸入，這樣可以做到根據圖元的重要性進行評分，得到的評分結果更加具代表性。同時，已經對評分系統的開發過程進行了完整設計。該系統已經具備了基礎圖紙的完整評分，有一定的實用價值，在一定程度上彌補了國內高校對工程圖自動評分系統需求的不足。