馬艷平 宋艷 路致遠(yuǎn)

摘要：在Excel函數(shù)學(xué)習(xí)和使用中，普遍存在函數(shù)種類繁多、分類復(fù)雜、功能不清諸多問題，既容易出現(xiàn)混淆，又不能使學(xué)員迅速完成任務(wù)。鑒于這樣問題的存在，該文設(shè)計(jì)了基于Python語(yǔ)言下函數(shù)學(xué)習(xí)系統(tǒng)來(lái)解決上述問題，為學(xué)員提供一種簡(jiǎn)單、便捷、科學(xué)的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：Python;Excel函數(shù);學(xué)習(xí)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP317? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）06-0060-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 概述

20世紀(jì)40年代初，深度學(xué)習(xí)思維已經(jīng)成為高端人士的學(xué)習(xí)思維模式，但普及這一學(xué)習(xí)思維模式始終未能實(shí)現(xiàn)，隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)學(xué)習(xí)效率和方法有了更高的要求，特別是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言備受關(guān)注當(dāng)下，迫切需要通過基于程序設(shè)計(jì)的方式來(lái)改變這種狀況，使得學(xué)習(xí)簡(jiǎn)便化、人性化。Excel是Office 辦公自動(dòng)化主要軟件之一，主要功能是處理電子表格，尤其對(duì)表格中各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析和輔助決策等功能，受到大家的青睞，因而廣泛地應(yīng)用于管理、統(tǒng)計(jì)、財(cái)經(jīng)、金融等眾多領(lǐng)域[1]。對(duì)于高職院校學(xué)員而言，要想實(shí)現(xiàn)上述功能，發(fā)揮Excel的數(shù)據(jù)處理強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，函數(shù)的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)任務(wù)，也是Excel學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。如何讓學(xué)員在學(xué)習(xí)Excel函數(shù)過程中迅速掌握函數(shù)使用方法，提高學(xué)習(xí)效率，是教育工作者一直在研究的問題。其中Excel函數(shù)（2010版）多達(dá)411個(gè)函數(shù)，分為12類別，主要有財(cái)務(wù)、統(tǒng)計(jì)、日期與時(shí)間等類型。詳見如表1所示。

1） 開發(fā)的語(yǔ)言Python作為一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，具有簡(jiǎn)潔、易讀、可擴(kuò)展等特性[2]，被各個(gè)企業(yè)廣泛應(yīng)用，同時(shí)Phthon 具有豐富且強(qiáng)大的庫(kù)，它最大的優(yōu)點(diǎn)是接近自然語(yǔ)言，能將作者的思維逐條實(shí)踐檢驗(yàn)，然后在IDLE平臺(tái)將若干條語(yǔ)言整合成為一個(gè)子段，完成從學(xué)習(xí)過渡到實(shí)踐。由于擴(kuò)展性好，可將其他語(yǔ)言制作的各種模塊進(jìn)行聯(lián)合，如 Java、C++ 等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，同時(shí)也是新手一個(gè)低門檻低成本的學(xué)習(xí)語(yǔ)言的模式。Python 編程應(yīng)用最常見的一種方式就是，第一步用 Python 形成模塊化程序，然后用更合適的其他語(yǔ)言對(duì)其中的內(nèi)容進(jìn)行填寫，最后封裝，非常適合做一些簡(jiǎn)單的短時(shí)間的小程序系統(tǒng)開發(fā)[3]。

2） 開發(fā)平臺(tái)采用Windows7+ Python3.6，Python 作為腳本語(yǔ)言，運(yùn)用廣泛，無(wú)論是基礎(chǔ)的程序處理、數(shù)據(jù)爬蟲，還是 Web 開發(fā)以及游戲設(shè)計(jì)等[4]，是一款開發(fā)效率很高的軟件。因此，本研究基于高職學(xué)生學(xué)習(xí)Excel函數(shù)需求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)以需求為標(biāo)的導(dǎo)向的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

2 學(xué)習(xí)系統(tǒng)總體構(gòu)想和設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用了C/S架構(gòu)模式，結(jié)合Python的環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，主要針對(duì)學(xué)習(xí)Excel函數(shù)時(shí)所遇問題進(jìn)行設(shè)計(jì)功能，比如：利用功能找函數(shù)、背函數(shù)、糾錯(cuò)函數(shù)等功能。

1） C/S體系結(jié)構(gòu)

C/S 架構(gòu)基于兩層分布式結(jié)構(gòu)[5]，服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理，客戶機(jī)負(fù)責(zé)完成與用戶的交互任務(wù)。第一層服務(wù)器負(fù)責(zé)客戶機(jī)的響應(yīng)，接受請(qǐng)求，以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式反饋給客戶端，給客戶端提供數(shù)據(jù)管理、更新，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、修改、存儲(chǔ)等功能并傳給客戶端。第二層客戶機(jī)主要負(fù)責(zé)向服務(wù)器端提出訴求，請(qǐng)問題反饋給服務(wù)器層，并等待處理結(jié)果。C/S體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2） 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了提高學(xué)員學(xué)習(xí)函數(shù)的效率，有效的利用函數(shù)解決實(shí)際問題的需求出發(fā)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)的數(shù)字化、系統(tǒng)化及網(wǎng)絡(luò)化的目標(biāo)，該系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。

主函數(shù)中將“順序函數(shù)字典”轉(zhuǎn)換為二維列表，其中每個(gè)元素是一個(gè)的列表，包括函數(shù)名、功能及狀態(tài)標(biāo)記，初始默認(rèn)的狀態(tài)為“3”。依據(jù)用戶輸入的數(shù)字進(jìn)行功能選擇。

①函數(shù)F功能。該功能用戶通過輸入端輸入函數(shù)后，系統(tǒng)根據(jù)函數(shù)名稱在列表中負(fù)責(zé)找出該函數(shù)的功能，如有則輸出函數(shù)、功能及所處的狀態(tài)標(biāo)記，如沒有則顯示“無(wú)此函數(shù)”，返回主界面，讓用戶重新輸入。

②功能F函數(shù)。該功能用戶通過輸入端輸入需求（關(guān)鍵詞），系統(tǒng)根據(jù)輸入的關(guān)鍵詞在中找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)，如有該功能函數(shù)，則輸出函數(shù)、功能及相應(yīng)的狀態(tài)參數(shù);如沒找到，則顯示查無(wú)此功能，返回主界面，讓用戶重新輸入。

③記函數(shù)。用戶輸入記憶單詞的數(shù)量，系統(tǒng)在自動(dòng)在列表中檢索狀態(tài)為“3”的函數(shù)，按順序顯示提供給用戶記憶，同時(shí)在字典中的函數(shù)狀態(tài)修改為“4”，表示該函數(shù)序列已被記憶。

④背函數(shù)。系統(tǒng)顯示的功能，待用戶輸入對(duì)應(yīng)的函數(shù)，并且系統(tǒng)自動(dòng)做出判斷，得出“正確”或“錯(cuò)誤”的提示，按照用戶輸入的數(shù)量，系統(tǒng)提供N個(gè)函數(shù)，供背誦，并且狀態(tài)記為2，背誦結(jié)束，系統(tǒng)顯示正確率。

⑤糾錯(cuò)。利用列表，將狀態(tài)為“2”的函數(shù)按順序依次顯示出來(lái)，用戶輸入對(duì)應(yīng)的功能，如果和列表中第二元素內(nèi)容一致，而顯示“正確”，否則顯示“錯(cuò)誤”，可連續(xù)糾錯(cuò)，退出時(shí)顯示本次糾錯(cuò)率。

⑥退出。退出學(xué)習(xí)系統(tǒng)，返回Python系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)及實(shí)施

1） 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)共有五個(gè)子程序，分別為函數(shù)F功能、功能F函數(shù)、記函數(shù)、背誦、糾錯(cuò)及退出系統(tǒng)，根據(jù)用戶輸入信息不同，選擇功能不能。首先將字典數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維列表數(shù)據(jù)，其中列表元素是由函數(shù)、功能、狀態(tài)參數(shù)組成的一維列表，輸入ch的值，開始調(diào)用子函數(shù)，具體邏輯設(shè)計(jì)：

①當(dāng)ch=“1”時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用“yfz”函數(shù)，提示用戶輸入函數(shù)，系統(tǒng)依據(jù)輸入函數(shù)在列表中去查找對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)，當(dāng)列表中的第一項(xiàng)內(nèi)容與輸入函數(shù)一致時(shí)，系統(tǒng)顯示出函數(shù)及對(duì)應(yīng)的功能，若列表中沒有一致的函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)顯示“查無(wú)此函數(shù)”，返回主函數(shù)重新錄入ch;

②當(dāng)ch=“2”時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用“zfy”函數(shù)，提示輸入功能關(guān)鍵詞，依據(jù)關(guān)鍵詞，在列表中查找，當(dāng)列表中的第二項(xiàng)內(nèi)容與輸入關(guān)鍵詞一致時(shí)，系統(tǒng)顯示與關(guān)鍵詞相關(guān)的所有函數(shù)及對(duì)應(yīng)的功能，并對(duì)查找的結(jié)果顯示統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，用戶依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇操作，若列表中沒有符合的關(guān)鍵詞時(shí)，系統(tǒng)顯示“查無(wú)此功能”，返回主函數(shù)重新錄入ch;

③當(dāng)ch=“3”時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用“jhs”子函數(shù)，確定記單詞n個(gè)，系統(tǒng)在列表中查找狀態(tài)為“3”的數(shù)據(jù)，按照用戶輸入的n，顯示n個(gè)元素中第一項(xiàng)、第二項(xiàng)內(nèi)容，并且系統(tǒng)修改狀態(tài)“3”為“4”，用戶對(duì)函數(shù)及功能進(jìn)行背誦，背誦完成返回主函數(shù)，提示用戶重新錄入ch;

④當(dāng)ch=“4”時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用“bhs”子函數(shù)，確定背誦數(shù)n個(gè)在列表中查找狀態(tài)“4”的數(shù)據(jù)，按順序顯示功能，要求用戶輸入函數(shù)與其對(duì)應(yīng)，若用戶輸入的函數(shù)與功能在列表中的功能對(duì)應(yīng)的函數(shù)一致時(shí)，系統(tǒng)顯示“正確”，并且將狀態(tài)參數(shù)改為“1”，否則系統(tǒng)顯示“錯(cuò)誤”，狀態(tài)參數(shù)改為“2”，并且顯示出正確的答案。背誦結(jié)束后，系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)出當(dāng)前背誦的正確率，返回主函數(shù)重新錄入ch;

⑤當(dāng)ch=“5”時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用“jchs”子函數(shù)，系統(tǒng)對(duì)狀態(tài)參數(shù)“2”內(nèi)容進(jìn)行糾錯(cuò)，糾錯(cuò)的次數(shù)為用戶輸入n次。系統(tǒng)顯示功能，用戶輸入函數(shù)與其對(duì)應(yīng)，若與列表中功能對(duì)應(yīng)的函數(shù)一致，則顯示正確率，將狀態(tài)參數(shù)改為“1”，若與列表中功能對(duì)應(yīng)的函數(shù)不一致，則顯示正確率，將狀態(tài)參數(shù)不變，每交互一次系統(tǒng)重新計(jì)算正確率，返回主函數(shù)重新錄入ch;

⑥當(dāng)ch=“6”時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用“tc”子函數(shù)，退出系統(tǒng)返回。

學(xué)習(xí)系統(tǒng)流程如圖3所示。

2） 系統(tǒng)功能實(shí)施

實(shí)施部分代碼如下所示。其中知識(shí)來(lái)源于[6]

#Excel函數(shù)學(xué)習(xí)系統(tǒng)

#銅職院基礎(chǔ)部信息教研室

def jchs（）：

i=0

j=0

zq=0

m=1

k=2

#判斷輸入函數(shù)與系統(tǒng)提供功能是否對(duì)應(yīng)#

while （i<len（list1） and j<n）：

if list1[i][k]=="2"：

sr=input（list1[i][m]）

if sr==list1[i][0]：

list1[i][k]="1"

print（"正確"）

zq=zq+1

else：

list1[i][k]="2"

print（"錯(cuò)誤"）

print（"正確答案"，list1[i][0]）

#主函數(shù)#

list1=[]

f1=open（"順序函數(shù)本.txt"，"r"）

for line in f1：

lb=line.strip（'＼n'）.split（ ）

list1.append（lb）

f1.close（）

n=eval（input（"輸入函數(shù)個(gè)數(shù)"））

ch=""

while（ch！="6"）：

print（"歡迎使用excel函數(shù)學(xué)習(xí)系統(tǒng)"，'＼n'）

ch=input（"請(qǐng)選擇? 1.函數(shù)→功能 2.功能→函數(shù) 3.記函數(shù) 4.背函數(shù) 5.糾錯(cuò) 6.退出＼n"）

if ch=="1"：

yfz（）

elif ch=="2"：

zfy（）

elif ch=="3"：

jhs（）

elif ch=="4"：

bhs（）

elif ch=="5"：

jchs（）

elif ch=="6"：

tc（）

3） 用戶學(xué)習(xí)及統(tǒng)計(jì)的實(shí)施過程

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)最終要落實(shí)在實(shí)施效果上，實(shí)施效果是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)合理性和實(shí)用性最主要的手段。由于平臺(tái)的使用者是Excel函數(shù)學(xué)習(xí)和使用的用戶，故而設(shè)計(jì)體現(xiàn)了以用戶為主體、系統(tǒng)為導(dǎo)向，遵循“在工作中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中工作”的理念，本著界面人性化、菜單條理化、思路清晰化思想完成了設(shè)計(jì)，現(xiàn)舉例說明用戶實(shí)施過程。

①函數(shù)F功能

示例：當(dāng)用戶輸入ch值為1時(shí)，調(diào)用“yfz”子函數(shù)，提示用戶“請(qǐng)輸入一個(gè)函數(shù)”，此時(shí)用戶想要了解vlookup（）函數(shù)詳細(xì)功能解釋，第一次輸入函數(shù)名lookup（）后，系統(tǒng)提示“沒有此函數(shù)”，表示函數(shù)庫(kù)中不存在此函數(shù)，如圖4所示。當(dāng)確認(rèn)輸入函數(shù)有誤再重新輸入函數(shù)名vlookup（）后，系統(tǒng)顯示出該函數(shù)及對(duì)應(yīng)的功能，如圖5所示。

②糾錯(cuò)

示例：當(dāng)用戶輸入ch值為5時(shí)，調(diào)用“jchs”子函數(shù)，首先系統(tǒng)顯示當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)為“2”的函數(shù)功能讓用戶進(jìn)行依次糾錯(cuò)，糾錯(cuò)次數(shù)由用戶輸入確定。如果輸入函數(shù)正確，則將顯示“正確”，計(jì)算出目前累計(jì)正確率百分之值，且將狀態(tài)參數(shù)修改為“1”，如果輸入函數(shù)錯(cuò)誤，顯示“錯(cuò)誤”，狀態(tài)參數(shù)值不變，計(jì)算出正確率百分之值，糾錯(cuò)次數(shù)減1，直至糾錯(cuò)次數(shù)為0，則返回主界面。操作過程如圖6所示。

系統(tǒng)執(zhí)行過后，字典中參數(shù)狀態(tài)發(fā)生了變化。如圖7所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說，基于 Python語(yǔ)言的信息查詢系統(tǒng)會(huì)具有一個(gè)非常好的前景，隨著系統(tǒng)發(fā)展平臺(tái)的延伸，系統(tǒng)的使用會(huì)更加廣泛。本文系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為信息化教學(xué)提供了便利，主要表現(xiàn)在：1）填補(bǔ)了在信息化平臺(tái)上Excel函數(shù)學(xué)習(xí)過程中的空白，是一個(gè)很有效的學(xué)習(xí)平臺(tái);2）為教學(xué)提供了便利條件，學(xué)習(xí)與教學(xué)實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化管理，通過字典能有效的統(tǒng)計(jì)出學(xué)習(xí)情況;3）為類似的字典、庫(kù)資源學(xué)習(xí)奠定了更好的平臺(tái)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 殷文俊.Excel函數(shù)講授方法芻議[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020，16（6）：77-78，81.

[2] 楊東寬，趙曉俠，楊微微，等.Python在線考試系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2021，17（11）：71-73.

[3] 高敏.基于Python的計(jì)算機(jī)等級(jí)考試查詢系統(tǒng)[J].中國(guó)新通信，2021，23（3）：113-114.

[4] 葛書榮.基于Python語(yǔ)言編程特點(diǎn)及應(yīng)用之探討[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2021（10）：37-38.

[5] 朱建平.基于C/S和B/S混合架構(gòu)的無(wú)線發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2021，45（11）：133-136.

[6] 李東方，文欣秀，張向東.Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2020.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】