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

　　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

　　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

　　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

　　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

　　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。