Ｅｘｃｅｌ在小学数学四则运算练习中的应用

王海峰　裴纯礼

小学低年级数学教学中，教师和学生常需分别编写和进行大量的四则运算练习。传统的方法是使用练习卡片和百题测验等，教师要花费大量的时间出题和判卷，学生则难于得到即时的反馈和修改。Excel软件与小学数学的整合可以轻松解决上述弊端，既能帮助教师实现自动出题、判卷和评分，也能帮助学生根据各自需求反复练习，从而提高教学效率和效果。

基本任务描述——“四则运算”工作簿的三大功能

在Excel中设计适于小学低年级师生的“四则运算”工作簿，应具有下列三个功能。

自动命题功能

可实现无限次的自动随机出题，包括参与运算的数字、运算符和等号；所有题目必须满足一定的限制条件，如每次自动编出100(或20)以内的正整数加减和乘除运算各10题，被减（除）数大于减（除）数，除数不能为零和保证整除等；学生心算或笔算后输入答案。

自动批改判分功能

可根据师生需求，自动批改学生所输入的答案，自动给出对错和最后得分；并允许学生对做错题目的答案进行修改。

重复练习功能

可根据师生需求，自动清除已输入的答案等，从而实现对同一组题目的重复练习。

任务解决思路——“四则运算”工作簿的基本设计思路

任何一位老师只要熟悉并能灵活应用Excel的基本函数、公式和宏，即使没有学过编写计算机程序，都可以轻松制作能实现上述功能的工作簿。设计的核心思想在于随机数据的获取及其传递过程，据此进行工作簿（工作表）结构和功能的设计。

随机数据获取和传递的过程设计

首先，利用带随机函数RAND()的公式自动输入100（或20）以内的随机整数，利用条件IF函数根据参与运算数字的大小关系自动输入运算符，以满足100（或20）以内正整数的加减运算和乘除运算各10题，被减（除）数大于减（除）数的限制条件。

其次，对原始数据进行处理，使其不再随机变化，并完全满足出题的限制条件。这一过程分为两步完成：⑴用“复制／选择性粘贴（数值）”命令将随机的原始数据转换为常量数据；⑵利用公式修正获取的常量数据，使除法运算满足除数不为零且能整除的要求。

最后，用“复制／选择性粘贴（数值）”命令将处理好的数据转换为四则运算练习题。

工作簿的结构与功能设计

工作簿由“四则运算练习”和“随机数据”两个工作表组成。

“四则运算练习”工作表是师生的主操作界面，包括四个交互区：“运算题目区”（显示自动生成的四则运算题目）、“答案输入区”（供学生输入答案的区域）、“自动批改区与自动判分区”（显示各题对错情况及最终的得分）和“操作按钮区”（提供三个操作按钮，）如图１所示。

“随机数据”工作表的作用是获取随机数据，并根据出题的限制条件对数据进行处理，包括三个数据区：“原始数据”区（提供随机产生的原始数据及运算符）、“中间数据1”区（填写由原始数据转换成的常量数据，由于随机函数在每次计算工作表时都将返回新的数值，因而需要凝固其数值）和“中间数据2”区（填写对常量数据修正处理，以满足四则运算要求的公式），如图2所示。

工作表保护与指定单元格的锁定

Excel工作表的默认设置为取消保护，其中各单元格默认处于锁定状态，总的效果是无保护与锁定。如把“四则运算练习”工作表设为保护状态，而其中要求学生输入答案的区域设为解除锁定状态，光标将只能在上述解除锁定的区域内移动，从而可以有效保护工作表中其他数据区的内容不被误修改（作者注：只对Excel 2002及其以上版本起作用）；类似地可设置“随机数据”工作表的保护及其全部单元格的锁定，以有效保护该工作表中的全部数据。

任务完成要点

“四则运算”工作簿中的公式

“四则运算”工作簿中随机整数和运算符的自动输入、原始数据的处理修正、答案的对错判断、最终的判分等，都是靠灵活应用Excel函数和公式实现的。

1.“随机数据”工作表中的公式（表１）。

“中间数据1”区内的常量数据（提示：由复制“原始数据”区，并选择性粘贴<数值>到“中间数据1”区获得）可能在除法运算中出现除数为零或不能整除的现象，因此，需要在“中间数据2”区中对相应数据进行修正。

2.“四则运算练习”工作表中的公式（表２）。

“四则运算”工作簿中的宏

宏是键盘与命令操作对应指令的集合，存储于Visual Basic Application模块中。在Excel中执行“工具／宏／录制新宏”命令，在弹出的对话框中输入宏名，选择快捷键，软件包就会自动将用户的操作组合录制成宏，而不要求用户必须具有VBA编程基础。

本工作簿共录制了三个宏，分别由批改判分、重复练习和重新命题三个功能的操作组合而成，并被分别指定给三个相应的窗体按钮（“对了吗？”、“再来一次”和“重新出题”），师生可在需要时单击相应按钮完成各自宏对应的任务。

1.自动命题的宏begin()（对应“重新出题”按钮）。

该宏的基本操作顺序是：取消“四则运算练习”工作表的保护；选择并清除输入的答案、自动批改的内容和自动判分；取消“随机数据”工作表的保护；将“原始数据”区运算题目“复制／选择性粘贴（数值）”到“中间数据1”区；将“中间数据2”区运算题目“复制／选择性粘贴（数值）”到“四则运算练习”工作表的运算题目区；分别保护“四则运算练习”和“随机数据”工作表。

2.自动批改判分的宏judge()（对应“对了吗”按钮）。

该宏的基本操作顺序是：取消“四则运算练习”工作表的保护；输入自动批改和判分的公式；保护“四则运算练习”工作表。

3.重复练习的宏repeat()（对应“再来一次”按钮）。

该宏的基本操作顺序是：取消“四则运算练习”工作表的保护；清除输入的答案、自动批改的内容和得分；保护“四则运算练习”工作表。

repeat()宏的源代码如下：

Sub repeat()

' repeat Macro

Sheets("四则运算练习").Select'选中“四则运算练习”工作表

ActiveSheet.Unprotect'取消“四则运算练习”工作表的保护

Range("O2,F4:G13,M4:N13").Select'选择自动判分和两个自动批改区

Range("M4").Activate'当前单元格

Selection.ClearContents'清除内容

Range("F4").Select'选择F4单元格

ActiveSheet.protect DrawingObjects:=True, Contents:=True, Scenarios:=True'保护“四则运算练习”工作表

ActiveSheet.EnableSelection = xlUnlockedCells'选中未锁定单元格复选框

End Sub

讨论与总结

公式的表示

本工作簿中的许多公式可以有多种表示方法，建议读者先按自己的逻辑思路输入公式，再与他人交流，以打开自己的思路。下面给出几个采用AND函数的公式表示方法：

J13：=IF(AND(G13="÷",H13<>0),INT(F13/H13)*H13,F13)

L13：=IF(AND(G13="÷",H13=0),1,H13)

G4：=IF(F4="","",IF(AND(C4="＋",B4+D4=F4),"对",IF(AND(C4="－",B4-D4=F4),"对",IF(AND(C4="×",B4*D4=F4),"对",IF(AND(C4="÷",B4/D4=F4),"对","错")))))

宏的录制与学习

在宏的录制过程中，操作者的每一个操作动作都将被宏记录器所录制，为了使宏简捷、实用，操作一定要精炼、准确。初学者可对比操作步骤与宏的源代码熟悉和学习宏的语句。

教育教学的深入应用

建议有兴趣的读者设计保留学生每次答题、批改与评分结果的宏，以供教师进行教学分析用。