一種基于智慧校園教學平臺的教師總課表快速生成方法

【關鍵詞】辦公自動化；教學管理；VBA 宏語言

背景

智慧校園建設為教育教學的日常管理注入了新的動能，智慧校園教學服務管理平臺（簡稱教務平臺）提供了多項教務管理功能（如教學計劃及任務安排、課表編排、調課處理、成績管理、學籍管理等），這使得教務員大大提高了辦公效率，各項資源的利用率也大大提高。但教務平臺依托網絡，須在聯網的前提下，登錄系統后方可查詢信息，而在實際工作中，為了及時響應工作需求，也為了有助于調課安排，往往需要匯總全院教師的課表信息，制作一張電子總表，教務員雖然可以從教學平臺中導出教師的課表信息，但導出的課表體積大、一頁上僅顯示一位教師的課表安排情況，不管是打印還是查看都不太方便，因此，教務員需要自行制作符合實際工作要求的總課表。

如果教務員采用手工錄入的方法制作總課表，不僅效率低，而且會存在錯誤，如果能根據教務系統中的排課情況，一鍵生成教師總課表，會極大地提高教務員的辦公效率。

一、方案

教務平臺是高校在智慧校園建設環境下購買使用的一個通用型應用軟件，其功能可以滿足大部分教學管理所需，但教務平臺不具備一鍵生成符合實際需求的、有特定格式的全院教師總課表的功能，如果通過軟件定制功能來滿足要求，需要投入的資金巨大。本方案采用Office軟件自帶的VBA宏語言功能，通過編寫一些簡單的代碼，即可實現一鍵生成教師總課表，避免了手工錄入產生的錯誤，極大地提高了辦公效率。

（一） Excel VBA的介紹

Microsoft Excel是廣大辦公用戶所熟知的Microsoft Office軟件中的電子表格軟件，在計算機專業人員眼中，它也是一種操作簡便的數據庫管理工具。VBA是Visual Basic forApplications的縮寫，是微軟公司開發的宏語言，它被內置于Microsoft Office軟件中。依靠VBA，Excel可以成為數據庫管理工具；有了VBA，可以基于Excel應用程序進行二次開發；通過VBA，可以設計出與Windows窗口風格一致的交互式界面，便捷地實現對Excel表格的數據管理。這種基于ExcelVBA管理信息系統得到較為廣泛的應用[1]。

（二）選擇EXCEL VBA宏語言的原因

VBA是一種簡單且功能強大的編程語言，可用于擴展Office應用程序，VBA 腳本可用于加速執行日常任務，為Office應用程序添加新功能，使用 Excel VBA可代替大部分格式設置、編輯或者函數調用[2]。

用于功能開發的計算機語言種類繁多，VBA不是最常使用的，甚至有人認為VBA已經過時了，但從實際應用來看，VBA并未完全過時，目前最新的 MS Office 2021 、365 版本都還支持 VBA，因此只要微軟 Office 新版本繼續支持，VBA就不會過時、不會消失。相比Java、C#、python來看，VBA是office原生支持的，不需要部署環境，也無須安裝數據庫軟件，在使用時，如果用其他開發語言，需要先部署環境，建立數據庫，編寫代碼，設計人機交互界面（制作網頁等），步驟十分繁瑣，而excel就是一個整體，工作表可以作為“數據庫表”，工作表也可作為“交互界面”，相比較而言，VBA更適合用于辦公過程中實現某個既定流程的自動化處理，可提高辦公效率，且移植性高。因此在本方案中，選擇用Excel VBA宏語言編程實現教師總課表的一鍵生成。[3]

為了更快捷地生成教師總課表，也曾使用MySQL數據庫+PHP環境的方式制作教師總課表，但這個方法存在一些局限性，有以下不便之處：

（1）需要搭建環境

搭建環境，首先是下載安裝Apache HTTP服務器軟件，其次是PHP及MySQL軟件包，這些軟件都是免費的，可在官網上下載，同時，為了保證軟件能夠正常使用，還需配置PHP運行的環境參數，過程較為復雜；

（2）需要維護數據庫

使用MySQL數據庫軟件管理數據時，首先要設計數據庫的模型、建立數據表的結構、錄入數據，而為了生成教師總課表，在數據庫中至少需要建立3個工作表：教研室表、教師信息表、教師課務表，在每次生成新課表前，還需要對數據表進行更新維護，增加了工作量和復雜性；

（3）需要調整格式

PHP是一種在服務器端執行的腳本語言，通過編寫代碼首先在網頁上生成教師總課表，再下載到本地計算機，保存下載的文件格式為Excel文件，這種方法得到的電子表的行列格式還存在著很大的問題，每次生成新課表后都需要花費一定的時間反復地調整格式，給工作帶來了不便。

因此，相比較而言，直接使用Excel的VBA宏語言更加簡便快捷。Excel軟件在電腦中使用非常普遍，不管是微軟還是WPS，其Excel都支持VBA，也無需再另外安裝其他軟件，不需要配置環境參數，直接在Excel中編寫簡單的代碼就能實現目標功能。

（三）實現過程

1.數據準備

智慧校園教學管理服務平臺提供了課表編排的功能，每學期課表編排結束后，從教務平臺中導出全院教師課表數據文件，這份原始文件中的數據格式與實際所需的格式往往不同，因此要根據原始數據內容來制作符合實際需要的總課表。

首先準備好一個Excel文件，在Excel文件中包含2個工作表，工作表1用于生成總表，可將其命名為教師總表，教師總表內先預填一系列空白課表，每張空白課表的行標題為節次，列標題為星期，每橫向放置4位教師的課表，課表按教研室名稱分類，預先將全院教師名字按照其所在教研室分類后填入空白課表中；工作表2用作數據源，命名為數據庫表，每學期課表編排完成后，教務員從教務平臺中導出全院教師課表原始數據，將原始數據用作數據源時，需對內容和結構進行調整，原始數據中可能會存在合并的單元格，要取消合并的單元格，刪除不符合要求的標題，整理數據，確保每個教師在數據表中僅有一條課務數據記錄。為了后續生成課表時數據能自動對應填入，數據表中每位教師的課務數據記錄采用一1、一2、一3、一4作為列標題，分別代表星期一第1-2節、3-4節、5-6節、7-8節課，后續列標題依此類推記錄每位教師每天的課務情況。

2.分析及實現

（1）生成課表

在Office軟件中，VBA提供了大量訪問對象（如頁面設置 PageSetup、表格設置 Tables、段落設置 Paragraph、字體設置Font等），由于它具有強大的對象控制能力、功能的擴展及定制能力，突破了Office的自身極限，因此可以完成MS Office本身無法完成的功能[4]。通過對這些對象的屬性設置、方法使用和事件驅動，實現對office的再次開發，從而實現一鍵生成總課表的功能。Excel在設計模式下提供了豐富的表單控件用于交互界面的制作，要使用表單控件首先要啟用Excel的開發工具，需要進入Excel文件菜單→選項→自定義功能區，將開發工具添加到主選項卡中。添加成功后，在窗口上方選項卡上點擊“開發工具”欄，在“插入”按鈕下即可找到表單控件，本方案使用了表單控件中的按鈕控件，在工作表界面的空白處插入兩個按鈕，一個用于一鍵生成總課表內容，一個用于一鍵清除總課表課務信息內容，通過按鈕控件的屬性對話框，可以輕松地修改按鈕文字、大小、顏色等樣式。

VBA作為一種面向對象的編程方法，它將代碼組織為不同的對象、類、模塊等不同的層次，這樣可以更加靈活地處理數據邏輯、提高代碼的可讀性和維護性[ 5 ]。在工作表中插入兩個窗體按鈕控件后，將其中一個按鈕（CommandButton1）的caption屬性設置為“生成”，進入代碼編輯界面，選擇代碼編輯對象為“CommandButton1”，事件為“click”。需要實現的功能為：當點擊該按鈕時，由Excel自動將工作表2：數據庫表中的數據內容按教師名稱填入工作表1：教師總表的對應單元格內，生成一張適合打印、便于查看的總課表。

實現自動生成總課表的核心算法即為“兩個表的循環判斷”，如何實現這一過程呢？為了生成教師總課表，需要在工作表2：數據庫表中逐個取出每條數據記錄，將該條數據記錄中的教師姓名與工作表1：教師總表中的教師姓名進行比較，如果相同則將該條數據記錄中的課務信息填入工作表1中該教師課表的相應單元格內。

教師總表中每橫向顯示4位教師的課務信息，因此這四位教師姓名分別位于A、I、Q、Y列，在自動匹配過程中，程序自動從工作表2：數據庫表中取出一位教師的數據記錄（即一行數據），將教師姓名與工作表1：教師總表中的第A、I、Q、Y列單元格內教師姓名逐個比對，如果相同，則在工作表1該教師的課表內按序將課務填入，填入的規則是——工作表2：數據庫表中某教師數據行中列標題為“一1”的單元格數據內容填入工作表1：教師總表對應教師“周一”節次為“[1-2]”后的一個單元格內，其他依此類推，最后將該教師課務信息完整地填入課表中。

實現此過程的主要關鍵技術為：

①Excel表的實例化：通過set關鍵字創建數據表的實例化對象，如：Set b1 = Sheets（\"教師課表\"），后續可通過實例化對象名b1訪問Excel文件中的“教師課表”工作表。

②獲取數據表中的記錄總數：VBA的Range對象提供了CurrentRegion屬性，這個屬性返回一個Range對象，該對象表示當前區域，常常用來獲取動態的單元格區域。CurrentRegion.Rows.Count可用于返回區域中行的個數，是一種常用的行計數方法。

③循環判斷：為了匹配數據，需采用循環嵌套，外層循環逐條獲取工作表2：數據表中每一條課務數據記錄，取出后在內層循環遍歷工作表1：教師課表中每個教師姓名，如相同，通過Range對象獲取單元格內數據填入教師課表中。

（2）清除教師總表中的課程內容

每當新學期來臨，教師總課表需要清除原數據，生成新數據，因此清除功能也是必不可少的，清除數據時，僅需刪除課務信息，但要保留數據表的行列格式，在核對更新各教研室的教師名單后，點擊生成按鈕，即可得到新學期的教師總課表。

實現清除數據功能同樣采用表單控件中的按鈕控件，將之前插入的按鈕（CommandButton2）的caption屬性設置為“清除”，進入代碼編輯界面，選擇代碼編輯對象為“CommandButton2”，事件選擇為“click”。需要實現的功能為：僅刪除當前工作表中的課務信息。由于教師總表中每橫向顯示4位教師的課表，清除時僅去除掉課務信息，保留其他部分，每位教師的課表占5列，4位教師的課表數據分別位于C-G列、K-O列、S-W列、AA-AE列，點擊清除按鈕，即要清除這些列中的課務信息內容。

實現此過程的主要關鍵技術為：

①清除信息：通過設置課表中單元格數據為空值來達到清除的目的，例如：b1.Range（\"C 4\"） = \"\"，即清除C4單元格中的內容。

②保留需要的數據：在清除數據時要保留部分數據，如教研室名稱、教師姓名、課表中的星期和節次，需要清除的僅是教師課表中每天的課務數據，因此遍歷+判斷的方法來判定實現哪些數據需要清除。Range（\"A1\"）.CurrentRegion.Rows.Count可獲取教師總表中的記錄數，在遍歷過程中，如果某單元格的內容為節次標題（如：[1-2]），即清除該單元格之后橫向5個單元格中的數據（即每天該節次的數據）。

二、實施效果

該方案在150人規模背景下已使用數個學期，每學期課表編排完成后，從智慧校園教務平臺中導出原始課表數據，用該方案生成全院教師電子總課表花費時間在5秒以內，此方案快速有效、準確性高，也無須重新調整電子表格式，極大地提高了辦公效率。實踐證明方案是成功的，當然在代碼設計時還有一些不足之處，會在今后的使用過程中進一步完善和維護。

結束語

智慧校園教學服務管理平臺在日常教學管理中發揮著重要的作用，但無法滿足教務員所有的實際工作需求，教務平臺功能的升級完善需要一定的時間周期，也需要投入不菲的資金數額，而且也不是所有的需求都能實現升級補充，Excel的VBA功能設計實現自動生成教師總表，既能滿足個性化需求，又提高了辦公效率，具有一定的應用價值。

用本方案自動生成教師總課表，其實就是一個啟用了宏的Excel文件，因此操作簡便，節省資源，易于維護。實踐表明，Excel及VBA，在實現辦公流程的自動化處理方面具有優勢，可開發出易維護、易操作、省資源的系統，是實現辦公自動化，提高工作效率的便捷手段。

參考文獻：

[1] 劉柱鴻， 黎鑫， 彭元輝. 基于Excel VBA 的教學秩序督查報表管理系統設計與實現[J]. 軟件工程，2018，21（4）：45-48.

[2] 楊明， 傅天翔. 基于VBA 的汽車零部件物流包裝方案信息管理應用[J]. 電腦編程技巧與維護，2022（12）：94-96.

[3] 周德林. 運用VBA 自動生成子課程表[J]. 電子測試，2018（21）：135-136.

[4] 馬寧， 鄧先瑞， 杜瑞慶. 基于VBA 和EXCEL 的學生成績排序[J]. 中國科技信息，2007（1）：231-232.

[5] 王超. 基于VBA 技術的一鍵公文自動排版的實現[J]. 淮海工學院學報（自然科學版），2015，24（3）：42-46.