基于Excel的智能化自测系统的设计与实现

姚建萍

（无锡机电高等职业技术学校电子信息工程系，无锡 214028）

0 引言

完成章节教学任务之后，教师与学生家长均需要通过练习题来深化学生对于知识点的掌握情况，通过检测了解其对于知识点的掌握情况。随着信息技术在教育领域的应用和传播，教师教学和学生学习过程渐渐融入了各种现代教学方法。计算机辅助教学是教师经常使用的教学方法。通过计算机技术对题库实现信息化管理，改变了传统的人工出题模式，由传统的出题演变到智能化的计算机随机出题，是提高学校教学质量的根本途径，也是现代教育改革的成果。以计算机技术为基础的考试系统及出题系统也已逐渐普及，各校购置的部分大型自动考试设置系统多是针对集体考试及大型考试而设计的，而不是针对师生分别设计的，针对性不强。从网络上下载的试卷自动生成小软件有很多不足之处，如问题类型单一、题目和教师的课堂内容不完全符合，以及教师无法进行自行修改等问题。近年来国内兴起了智学网、松鼠AI、猿题库等一些在线测试平台，虽然这些测试平台较于传统的手工操作流程方便许多，但仍不能完全满足学校对于智能化的需求。因为学校特殊的行业以及有针对性的教育形式，这使它更加需要一个专业的形式，因此学校迫切需要一个效率高、交互性强的试卷管理系统［1］，运用到各学科的考试中来。

本课题基于Excel 的智能化出题系统针对以上问题加以改进，系统主要应用于教师针对课堂内容自定义课堂练习与考试、学生对学习结果的自我测试来排查薄弱环节等［2］。系统操作方便，应用范围广，针对性强。它不仅可作为课堂中的常用练习，还可对所教知识点进行综合性测验，题库便于教师随时修改，并可随意出题，确保同一试卷中没有重复题目，避免雷同知识点，利用大数据的智能优势实现做题计时，并对数据的可视化分析提供及时且直观的反馈。

1 该系统实现的功能

该系统主要实现了题库管理、用户权限管理、随机抽题、计时功能、自动评分、重做以及重出试题等功能，切实有效地提高了教师的教育教学效率。

（1）系统题库管理。系统管理员是完成该功能的主要人员，管理员可以是教师，也可以是家长。手动输入问题或将Excel 题目文件预先准备好，导入Access 数据库中都是可行的选项。此外，可以在数据库表中设置增加、删除和修改问题等功能。

（2）用户权限的管理。Excel程序在运行时，会将用户分为管理员（MASTER）和普通用户（USER）两种类型。管理员可以直接访问Excel程序并在VBA 编辑器中进行代码修改，这是MASTER 用户的特权。学生作为用户，可以通过选项进入选题主界面并生成简明的试卷。

（3）随机抽题。使用VBA 编程语言生成不重复的随机数，作为数据库表中的“序号”，可以方便地提取相应的题目内容和答案。这种方法可以避免重复，确保每个题目都有一个唯一的标识［3］。虽然这个功能的实现方式可能与其他功能类似，但它的重要性和实用性不能被低估。因此，在编写代码时要仔细考虑各种情况，以确保其可靠性和稳定性。

（4）计时功能。学生能够通过计算系统开始做题的时间和结束做题的时间的差值来得出自己完成该题所花费的时间，并以此来评估自己的做题效率。

（5）自动评分系统。将学生做题的答案和事先输入的标准答案进行比较，得到学生的练习情况。

（6）重做题目。将学生做题输入的答案以及之前的得分状况全部清除，重新生成一组随机题目，学生就能重新进行做题。

（7）重新出题。返回到上一个界面，要求学生重新选择问题类型，或者根据之前选择的题目类型创建一组新的题目。此时，系统会根据学生的分数来增加难度或是降低难度重新生成一组题目。

2 系统设计

2.1 用户主界面设计

卷面是学生进行练习的主界面，由于本系统针对的对象是五年制高职校数字媒体专业学生，所以卷面的设计既要美观，能够吸引他们的注意，又不能喧宾夺主。本系统卷面的卷头、卷尾以及题目部分的背景都是以淡蓝色调为主，题目文字是黑色。这样的色调搭配自然清新，让人眼前一亮，但又不会感觉忽视主体。而且学生长期都是通过纸质媒介进行学习和练习，为了消除学生对在电脑上做题的陌生感，本系统采用了具有纸质质感的背景。卷面上学生做题的流程主要是通过五个宏来控制，宏实际上是存储在VB 模块中的一系列命令和函数，在Excel 中可以通过给宏指定快捷键来执行宏中的命令和函数。宏的使用非常方便、灵活，宏还可以实现针对不同的情况进行命令的任意组合，从而快速、准确地完成任务［4］。本系统中五个宏的功能分别是：输出标准答案和判分、重新选择题型或再做一遍刚才做过的题目、开始计时、结束计时及在界面中显示答题时间。

2.2 Access数据库设计

本系统所使用的数据库Access 由于其先进的数据导入系统，大大简化了数据库中数据的录入。本系统在数据库中共建立了四个表：选择题表、判断题表、填空题表、计算题表。每个表都设有四个字段，分别是题号、题目内容、答案、得分，其中题号的数据类型设置为长整型数据，并将其设为主键，从题库中抽取题目就是在题号的数字范围内产生随机数进行抽取的；题目内容和答案的数据类型设置为文本型数据，以方便题目内容的提取和答案的对比；得分字段的数据类型设置为整型数据，得分字段的内容将和题目内容、答案一起复制到“中间数据”表中。这四个题目表的建立并不需要将题目一一输入，Access 数据库可以将Excel 表格、XML 格式的表格等直接导入到数据库中成为数据库中的一个表对象。本系统将事先整理好的Excel 表格直接导入到了Access 数据库中，根据导入数据向导的提示，设置字段名称、主键和表对象的名称［5］。为了防止本系统在使用过程中数据库被误删、误改，所以将数据库设置了保护密码，只有数据库的管理人员才可根据密码进入数据库修改或增减题目内容。数据库的内容如图1所示。

图1 数据库表图

2.3 系统流程设计

本系统运行的大致流程如下：

用户在进入登录界面后首先进行身份验证，如果是管理员，用户可以直接进入卷面，进行卷面修改和代码的工作；如果是学生，则进入第二个界面选择要做的题型，然后程序从Access 题库中随机抽出学生所选择的题型题目各10道输出到卷面中，学生进入卷面后，点击“开始计时”按钮开始答题，答完题后，学生还需要单击“结束计时”按钮，查看自己的答题时间。最后，学生单击“答案判分”按钮，了解自己的答题情况和得分，如果学生对所做结果不满意可以单击“重做题目”按钮再做一次本组题目，学生还可返回第二个界面重新选择题型做题。反映本系统操作状况的流程如图2所示。

图2 操作流程图

2.4 系统实现

进入登录界面需要对Excel 程序进行初始化，初始化的目的是保证程序的正常运行，在程序运行之初Excel 的主界面不显现，只显示登录窗口，主界面上的时钟由于只需要在计时的时候显示，所以也要将其可见属性设为假。具体代码如下：

3 结语

本系统采用Excel 作为Office 组件的开发平台。通用性强，执行速度快，数据读写方便，界面简洁直观，操作门槛低。同时，Access 作为Office的组件之一，可以作为数据库同时处理数据，减少计算机内存占用，提高计算机系统运行速度，且提高系统的智能性和功能性。

本系统的管理人员、教师都可以轻松操作和维护，对于学生用户来说，他们可以很容易地掌握Excel 软件，并且Excel 本身拥有强大的数据处理、存储和展示功能。为了确保出题的随机性，本系统中题库所包含的数据量相当庞大。为了在系统内存资源有限的情况下提高管理人员使用和管理的效率，我们决定将题库数据存储在Access 数据库中，并利用ADO 在VBA中实现Excel 与Access 数据库之间的数据共享。本系统的开发满足了当前大环境下的教学需求，对计算机配置包容性强，具有较强的普适性。