基于Excel深层应用的考试和阅卷系统

刘凌波　刘苏淮

摘 要：针对Excel在经济统计中的深层应用课程开发了相应的考试和阅卷系统，实现了试题管理、自动组卷、自动阅卷、试卷分析的过程，特别是解决了操作题的阅卷环节，使考试过程更加公平、公正，减少了教师的工作量，提高了工作效率。

关键词：Excel；考试管理；自动阅卷；VBA

中图分类号：TP311.52 文献标识码：B/A

1 引言（Introduction）

Excel是Office软件包的组件之一，具有数据收集、分析处理、图表设计等诸多功能，我们在日常生活和办公中常常只用到Excel最基本的功能，如：数据输入、格式设置、函数计算、排序筛选等。实际上，Excel还具有数据分析的强大功能，如投资决策分析、经济订货量模型分析、最优化问题分析、时间序列预测和回归分析等，这些分析工具经常运用在经济统计、金融会计、生产管理、营销物流等各领域。据统计，80%的全球500强企业都在工作中使用到了Excel的这些深层应用功能。

在财经类院校中，为经管类的学生开设的有关Excel深层应用的课程，讲授的就是Excel在经济统计领域中常用的这些分析处理功能，这也是财经类院校学生一门重要的基础课程。为了能够更好地对学生的学习效果进行检测，能够真正考核出学生的实践操作能力，减少人为判卷失误，提高考试的公正性和公平性，减轻教师的工作量，根据课程发展和教学需要，研究和实现了基于该课程的考试和阅卷系统[1]。

2 设计思想（Design philosophy）

本系统开发主要分为：后台数据库、前台管理界面和阅卷系统三部分。题型分为：单项选择题和操作题。能够根据组卷方案要求，按照题目难易程度的不同和各章节题目数量的不同，自动组成一份试卷，并监管整个考试过程，对考试后的答卷自动阅卷批阅出考试成绩，最后可根据考试成绩按照整体或班级等不同角度进行成绩分析。

考试系统还借鉴了全国计算机二级考试的经验，为有效避免单项选择题考试过程中的作弊行为，在考试时首先进行单项选择题的考试，这时屏蔽了计算机中其他应用程序的使用，并且只能使用鼠标进行选项的选择。一旦结束单项选择题的答题进入操作题时，将提示学生不能再次回到单项选择题的答题状态。

考试和阅卷系统采用C#、SQL Server和VBA作为开发工具。

2.1 C#—考试过程管理

在考试过程中的试卷管理、组卷过程、监考过程等采用C#语言实现，C#是由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言，继承了它们的强大功能，既可以通过可视化操作，又具有安全稳定、运行高效的特点，是.NET开发的首选语言。

2.2 SQL Server—数据库管理

在系统中需要对学生信息、试卷信息、组卷要求等建立相应的数据库进行存储和管理。SQL Server是一个关系型数据库管理系统，具有可伸缩性好、安全性高、软件集成度高等优点。

2.3 VBA—阅卷子系统

操作题的阅卷过程是采用Office内嵌的VBA编程的方式实现的，对每一道题编写相应的阅卷代码。VBA（Visual Basic for Applications）是Visual Basic编程语言的一个子集，对于Microsoft Office软件包中的Word、Excel、PowerPoint和Access等软件都可以通过VBA进一步开发更加高效的应用[2]。

3 系统功能（System function）

该系统分为两部分：考试管理子系统和阅卷子系统。其中，考试管理子系统包括：考生管理、组卷管理、监考管理、阅卷管理等；阅卷子系统根据考试内容的不同分为：Excel基础知识、图表制作、投资决策分析、经济订货量模型分析、最优化问题分析、时间序列预测和回归分析等。

系统总体功能图如图1所示。

图1 系统总体功能图

Fig.1 The system function diagram

4 主要功能设计与实现（Design and implementation

of the main function）

4.1 数据库的设计

考试与阅卷系统的核心是数据库的设计与实现。本系统中采用SQL Server作为后台数据库，主要设计了学生表、教师表、单项选择题表、操作题表、组卷方案表和成绩表等。

学生表：包括学生的学号、姓名、班级、任课教师等信息。

教师表：包括教师的编号、姓名、口令等。

单项选择题表：该表中包括试题编号、章节号、知识点编号、难易程度、试题题干、选择项1、选择项2、选择项3、选择项4、标准答案、标记状态等信息。

操作题表：包括试题编号、章节号、知识点编号、难易程度、操作题题目、阅卷代码编号、标记状态等信息。

组卷方案表：包括方案编号、总题量、单项选择题数量、操作题数量、较难题目比例、中等难度题目比例、较易难度题目比例等信息。

成绩表：包括学生学号、单项选择题成绩、操作题成绩和总分等信息。

在这些数据库表的基础上，进一步设计和实现其他考试和阅卷管理的功能。

4.2 阅卷过程的设计

自动阅卷功能能够大大减少教师工作量，并且减少出错和人为主观错误。考题阅卷中单项选择题的阅卷技术较为成熟，难点在于操作题的自动阅卷，操作题知识点繁多，学生操作过程千差万别，这时参考答案就不能太绝对，对可能正确的操作答案需要考虑周全，对记录下的学生的操作结果分情况判断给分。操作题的阅卷过程采用VBA编码实现[3，4]。

相比较于Excel的基本操作，Excel在经济统计中的应用就需要挖掘VBA的深层功能，如：图表控件、模拟运算表、投资决策函数、规划求解工具、移动平均和指数平滑分析工具、回归预测分析工具等。

以下是在对最优化问题进行规划求解时的相关代码：

If Len（SolverGet（TypeNum：=1））>0 Then

yTemp=SolverGet（TypeNum：=1）'"设置目标单元格"框中的引用

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

'判断目标单元格的值

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

'"可变单元格"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）'由约束条件左边构成的文本形式的数组

Temp7=SolverGet（TypeNum：=7）（i）'对应于约束条件关系的数字数组

Temp8=SolverGet（TypeNum：=8）（i）'由约束条件右边构成的文本形式的数组

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'设置可变单元格非负的约束条件

End If

4.3 试卷分析的设计

考试结束后能够实现试卷和试题的自动分析，包括：

（1）学生成绩分类：将学生成绩按照班级分类、按照任课教师分类。

（2）各班成绩分析：应考人数、实考人数、缺考人数、最高分、最低分、平均分、标准差、各分数段人数比例、各种题型的得分率等。

（3）试题分析：试题库中各试题抽题率、得分率最高的题目、得分率最低的题目、各难度题目的平均分等。

5 改进方向（Improvement direction）

本系统实现了自动考试和自动阅卷过程，也受到了广大教师和学生的欢迎，但仍在以下问题上需要进一步改进：①以网络为基础建立本课程的在线考试系统，使学生能够通过网络在线学习和测试，提高教学质量。②进一步优化组卷方案，使每一份试卷更加科学合理、难易程度相当。

6 结论（Conclusion）

Excel基本功能的阅卷系统较为常见，但Excel在经济统计与分析领域的深层应用的阅卷系统还很少。本文阐述了基于Excel深层功能的考试和阅卷系统的设计与实现，本系统已在我校期末考试中得到应用，考试过程管理稳定有序、阅卷过程准确合理，使用效果良好。

参考文献（References）

[1] 张亚敏，史素娟.计算机应用基础考试系统的设计与实现[J].计算机光盘软件与应用，2012，（01）：146-147.

[2] 苏子伟.如何在Excel中使用VBA编程[J].软件工程师，2014，183（01）：56-58.

[3] 程敏，胡宝清.计算机考试系统智能阅卷的算法[J].华中农业大学学报，2008，（04）：569-571.

[4] 宗德才.操作题自动评分系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2010，（05）：1156-1160.

作者简介：

刘凌波（1973-），女，硕士，副教授.研究领域：计算机软件开发与应用.

刘苏淮（1980-），男，硕士，实验员.研究领域：计算机软件开发与应用.