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计算机论文:对教务处学生信息辅助录入工具的开发设计分析

来源:985论文网 添加时间:2020-06-21 21:12

  在教育信息化日益深入的大环境下,国内高校已较为普遍地使用了B/S模式的教务管理系统平台,文山学院也采用了在国内有1300所高校用户的某教务管理信息系统。

  教师在学期末开展总结性评价,汇总对每个学生的评价信息,填入学生成绩登记电子表格,并录入教务管理系统。而文山学院当前使用的教务管理系统录入学生成绩时,缺少批量导入功能,教师需要将所教授班级的平时成绩、期末成绩、期中成绩、备注信息等逐一手工录入。多数教学班级有30~40名学生,一位教师一个学期如果有4个教学班,在期末录入成绩时,可能需要手工录入240~320个数值,教师在录入后还需一一核对数据。对于所教学生较多的教师,数据录入量大,还容易出错,造成了一定的负担。

  2 、技术路线

  批量录入的关键是将重复操作自动化,核心步骤是将存放在电子表格中的数据,逐一填入网页表单,最终实现电子表格与网页的交互。

  Excel是目前较为普及的电子表格工具,利用其自带的Visual Basic for Applications环境,通过数据流方式(XMLHTTP)或者对象模式,可以实现网页与电子表格之间的交互。XMLHTTP方式直接与服务器交互,可通过正则解析等方法分析所获得的数据流,常被用来爬取网页内容;对象模式则是调用Internet Explorer浏览器来模拟用户操作过程,CSS、JavaScripts等都会被执行并直观呈现。综合考虑开发周期和维护成本,对象模式更为灵活,其所见即所得的形式也易被教师用户接受,最终选择对象模式开展进一步的设计和实现。

  这一技术路线有两方面优点。一是Office软件自带VBA环境,用户无需单独安装;二是利用VBA定制开发,并优化交互界面及逻辑,可以极大降低用户端的学习成本,让用户把精力集中在目标业务上。

  3、 模块设计

  结合教务系统的实际操作流程,对各项需求进行模块化设计。核心需求是在成绩录入页面内将电子表格数据录入相应表单,录入后进行核对,以保证准确性。为了方便在不同课程及不同用户之间切换,使用登录模块来获取用户的课程列表。所以整个程序由登录、录入、核对三个模块构成,见图1。

  登录模块。实现用户登录和切换,显示当前登录用户的信息,同时获取用户待录入课程的列表。

  录入模块。用户选择课程,自动填入课程密码,设置成绩比例,之后从学生成绩工作表中读取成绩数据,在网页中根据学号查找到相应表单位置,逐一填写表单,全部完成后保存。

  核对模块。将教务系统返回的成绩数据逐一下载至空白工作表中,并与学生成绩登记源工作表对照,对不一致的结果进行标记。

  图1 模块结构图
图1 模块结构图

  4 、界面及模块实现

  交互界面以Excel工作表为基础,由两个工作表构成,分别为成绩录入(工作表1)、录后核对(工作表2),用户主要操作界面在工作表1中,见图2。除各项成绩占比、学生基本信息、学生成绩等需要教师输入的区域外,锁定其他区域,开启工作表保护和工作簿保护,避免误操作影响界面结构及功能完整性。

  图2 用户主界面
图2 用户主界面

  各模块功能的实现基于Excel软件的VBA环境,运用OLE技术实现工作表与浏览器的交互,利用DOM标准对HTML页面解析与提取。

  OLE(Object Linking and Embedding,对象链接和嵌入)技术通过OLE自动化方法[1],将浏览器作为自动化服务器,Excel作为自动化控制器,在Excel中建立对浏览器对象的引用,实现不同应用程序之间的数据交换[2]。

  DOM是W3C制定的一种与平台和语言无关的接口规范,DOM提供了访问页面元素的属性、方法的接口[3]。HTML文档会被解读成DOM树的形式,通过查找元素的ID、Name、Tag Name、Class Name等可以定位元素,如使用get Elements By Tag Name可按标签名称查找,使用get Element By Id则按ID查找。

  4.1 、登录模块

  创建Internet Explorer对象IE。Internet Explorer对象有29个事件,13个方法,28个属性[4],是实现各模块功能的基础。

  用户登录。使用Internet Explorer对象的Navigate方法打开教务系统主页,利用ReadyState属性判断页面加载状态。教师用户输入用户名、密码、验证码,登录后获取登录状态,显示用户信息,导入授课列表到隐藏工作表3中。实现这些操作的前提是将页面以DOM方式解读,并利用InternetExplorer对象Document属性进行定位。

  4.2 、录入模块

  课程选择。在主界面(工作表1)中使用数据验证功能设置课程下拉选项,课程选项数据源来自隐藏工作表3。

  课程密码与成绩比例设置。课程密码为空,则提示错误重试。教务系统录入成绩中途设置成绩比例,可能会导致已录数据丢失,所以录入前要先检查和设置成绩比例。

  数据格式化。Excel在数据处理方面有较高的宽容度,教师在工作表中存储成绩分值时,对单元格的数字格式并不敏感,实际中会出现数值和文本两种不同数据类型的成绩分值,有时可能还保留着公式。为避免出错,有必要在录入前统一数据格式,将学生成绩源数据区域中的学号信息以文本格式存放,成绩以数值格式存放,见图3。

  图3 数据格式化
图3 数据格式化

  查找学号并录入表单,见图4。待录入的表单包含在一个table标签中,遍历table中所有行,根据标签ID提取学号。在工作表1学生成绩源数据区域da Rng中检索提取到的学号,若存在对应学号,则将工作表1中该生成绩值赋给网页中相应表单。需要注意的是,教务系统中总评成绩并非直接录入,系统会根据各项成绩的比例自行核算,核算遵循四舍五入原则,结果仅保留整数值。这是数据格式化步骤中,先对预录入成绩进行四舍五入处理的另一个原因。

  图4 查找学号并录入表单
图4 查找学号并录入表单

  4.3、 核对模块

  导出已录成绩,见图5。遍历系统返回的最终成绩页面,将学生基本信息、成绩信息存入工作表2中数据核对区域chRng。

  生成核对表,见图6。由于总评成绩是教务系统根据录入的成绩计算的,核对时将总评成绩做为主要比对参数,并标记出不一致的项目。

  图5 核对总评成绩
图5 核对总评成绩

  图6 总评成绩核对效果图
图6 总评成绩核对效果图

  4.4 、测试及修订

  针对典型使用环境,从浏览器版本、VBA版本两项主要因素出发,进行兼容性测试。

  4.4.1、 测试环境

  学校教师办公计算机上的Internet Explorer浏览器主要有三个版本:IE8(Windows7)、IE11(Windows10)、IE6(Windows XP)。VBA环境与Excel版本相关,Excel2003的默认VBA版本为7.0,Excel2010为7.0,Excel2013、Excel2016为7.1。

  结合教师办公计算机的操作系统及Excel版本分布情况,对三种典型使用环境进行初步测试,即Windows7+IE8+Excel2010、Windows10+IE11+Excel2013、Windows XP+IE6+Excel2003。由于Windows XP及Excel2003发布已久,考虑到前向兼容性,最终生成为Excel97-2003工作簿格式(.xls)文件进行测试。

  4.4.2 、初步测试及处理

  经过初步测试,Windows7、Windows10环境下,用户界面交互良好,各项功能运行正常,整体体验基本一致。Windows XP环境下,由于Excel2003支持的填充颜色有限,用户界面中部分填充颜色有所偏差;同时,Excel2003单元格的数据“有效性条件”不能跨工作表引用数据,课程选择下拉列表受影响未能正常显示。

  针对初步测试发现的兼容性问题,从两方面实施改进。一是调整课程下拉列表的数据源位置;二是在确保美观和实用的原则上,将系统界面中出现的填充颜色更改为Excel2003支持的色彩(56种预置色彩)。

  5 、结语

  本文中设计及实现的辅助录入工具,可以满足特定教务系统录入成绩的基本需求,减轻教师录入和校对成绩的负担,让教师把更多精力放在核心业务上。

  为确保录入工具发挥稳定、积极的作用,有必要在实际应用中不断完善。教务系统界面及交互流程发生较大变化时,需要对工具中的相应模块进行维护、修改;同时,由于对教务系统的认识有限,异常情况难以全面覆盖,部分错误提示可能对用户不够友好,有待根据用户的反馈持续改进。

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