劉 哲，宋佳豪，潘夢瑤

（延安大學數(shù)學與計算機科學學院，延安 716000）

0 引言

高等學校各項工作的良好運轉(zhuǎn)，離不開廣大教學管理人員的辛勤付出。然而面對教學工作過程中的復雜性、多樣性，大多數(shù)工作都是通過人工的方式去手動完成的。其中就包括了一部分內(nèi)容枯燥、重復率高，實際上又可以通過計算機程序自動完成的工作。教務人員每天都要花費大量的時間和精力去完成這些工作。因此，如果能夠通過計算機程序的方式，輔助完成這類工作，可以有效解決教學管理過程中存在的問題，提升教學管理水平［1-3］。而校歷文件的制定，是高校教學計劃有序執(zhí)行過程中必不可少的一環(huán)。如何能夠?qū)⑵渲兴N含的價值更加充分、高效地利用起來［4-6］，具有非常重要的研究價值。

1 實驗設計

本次實驗使用計算機編程語言Python 3.11進行系統(tǒng)開發(fā)，使用Python 標準庫Calendar 獲取日歷相關(guān)數(shù)據(jù)，使用Python 的第三方庫xlwt將組織好的數(shù)據(jù)內(nèi)容寫入目標文件中，并對其進行排版。

1.1 主要組件介紹

Calendar 是Python 中與日歷信息相關(guān)的一個標準庫，該模塊提供了豐富的對年、月、日等數(shù)據(jù)進行操作的函數(shù)，使用時無需安裝，可以直接通過import 語句導入。模塊主要包括三大類：Calendar、TextCalendar和HTMLCalendar。其中，Calendar是其它兩個類的基類，可以用來創(chuàng)建一個普通的日歷對象。TextCalendar 一般用來創(chuàng)建一個純文本的日歷對象，使用HTMLCalendar 生成HTML 格式的日歷對象。

xlwt 是Python 中常見的用來生成Excel 類型文件的第三方工具包，使用時需要通過pip 命令安裝后才能導入，推薦通過鏡像源的方式進行安裝［7］，表1 列出了一些質(zhì)量較高的Python 鏡像源。需要注意的是，xlwt主要用于將組織好的數(shù)據(jù)和相關(guān)的文本格式信息寫入新建的工作表文件中，不能直接編輯一個已經(jīng)存在的工作表文件。

表1 常用的國內(nèi)鏡像站

1.2 系統(tǒng)設計

系統(tǒng)的基本生成步驟如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)流程

（1）創(chuàng)建一個空白的Excel 文檔，等待數(shù)據(jù)寫入。

（2）按學期中的月份進行遍歷。邏輯上，將當前學期的第一個月記為起始月start_month，將當前學期的最后一個月記為結(jié)束月end_month，使用函數(shù)range（start_month，end_month+1）遍歷訪問當前學期的月份。

（3）添加工作表，初始化標題行。例如，2022—2023 學年第二學期的起始月是2 月，結(jié)束月是7 月。那么，需要按照從“2 月”到“7月”的順序和命名方式，在工作簿中依次創(chuàng)建每張工作表，用于存放對應的日歷數(shù)據(jù)。每次迭代只創(chuàng)建當前月的日歷工作表，并初始化工作表的列標題行，分別是周序號、一、二、……、六、日。其中，“周序號”一列下的數(shù)據(jù)，取值范圍是教學執(zhí)行計劃中的第一周到最后一周的序號，依次遞增。

（4）當前月日歷數(shù)據(jù)的獲取和整理。創(chuàng)建Calendar 日歷對象，通過調(diào)用函數(shù)monthdayscalendar（year，month），獲取當前月的日歷數(shù)據(jù)，整理出相關(guān)的中間變量，等待后續(xù)程序的使用。

（5）按周次進行遍歷。例如，當前迭代月是2023 年3 月，3 月1 日對應星期三，3 月31 日對應星期五。那么，3 月份在日歷中會對應5 行數(shù)據(jù)，按周次遍歷應遍歷5次，其它月份的遍歷依此類推。

（6）數(shù)據(jù)的寫入和格式化。將當前周次的日歷數(shù)據(jù)，按照設定好的排版格式，寫入對應的單元格中。例如，2023年3月1日正處于開學后的第一周內(nèi)。那么，程序應該在對應列標題下的單元格中，寫入的數(shù)據(jù)依次是［‘第1 周’，‘’，‘’，‘1’，‘2’，‘3’，‘4’，‘5’］。

（7）構(gòu)建剩余月份的日歷工作表。重復步驟（2）～（6）。

2 難點與解決方案

本部分選取了實驗過程中遇到的一些難點問題，給出解決方案，總結(jié)如下。

問題一：如何讓日期出現(xiàn)在正確的列標題下。

如何確定每個月的日期數(shù)據(jù)，與列標題的對應關(guān)系。例如，如果當前月的第一天，對應的列標題是周三。那么，同一行中對應列標題是周一和周二的單元格，應該是沒有內(nèi)容的。

通過查詢calendar模塊的官方文檔，以及不斷的測試、對比，最終挖掘出了模塊中的功能函數(shù)monthdayscalendar（year，month）。該函數(shù)通過傳遞實參年和月，能夠返回具有如下所示的日期格式數(shù)據(jù)。

［［0，0，1，2，3，4，5］，［6，…，12］，［13，…，19］，［20，…，26］，［27，28，0，0，0，0，0］］

示例中的數(shù)據(jù)是2023 年2 月的日歷數(shù)據(jù)，其中的數(shù)字1～28 代表當前月中實際有的日期，0代表非當前月的日期數(shù)據(jù)?？梢钥闯?，以周為計數(shù)單位，當前月的日歷數(shù)據(jù)（外層的大列表），共包含5個完整的周（內(nèi)層列表），即外層的大列表一共有5個列表類型的元素。而每個內(nèi)層列表中的元素，按順序依次對應周一、周二、……、周日。通過這種方式，就可以建立日期數(shù)據(jù)與列標題之間的映射關(guān)系。當將日期數(shù)據(jù)寫入工作表時，如果當前單元格對應的內(nèi)容是數(shù)字0，則跳過。

問題二：教學周序號的確定。

高等院校教學計劃的執(zhí)行、工作安排的制定都是以周為單位進行的。程序自動構(gòu)建時，如何正確地輸出當前周次對應的教學周序號。

正常情況下的邏輯是，設定一個變量week_index代表周序號，將該變量的值初始化為1，并關(guān)聯(lián)到開學第一周的日歷數(shù)據(jù)。當每次輸出完一周的日歷數(shù)據(jù)時，讓變量week_index 的值加1，然后關(guān)聯(lián)第二周的日歷數(shù)據(jù)，以后的周序號依此類推。如果某個月的最后一天是星期二，對應教學執(zhí)行計劃的第5周。那么下個月的第一天會是星期三。但是，當輸出下個月第一周的日歷數(shù)據(jù)時，不能將教學周的序號自動加1。因為當前月的最后一天與下個月的第一天，屬于同一個周。

解決辦法是，當輸出每個月第一周的日歷數(shù)據(jù)時，判斷其中是否包含非當前月的日歷數(shù)據(jù)，例如［0，0，1，2，3，4，5］。這種情況下，就認定教學周序號week_index的值不需要加1。

問題三：Excel 文件的行高和列寬的設置問題。

xlwt工具包的官方幫助文檔極少，開發(fā)的過程中相關(guān)功能的實現(xiàn)和函數(shù)的使用，主要來源于網(wǎng)絡上的教程。但行高和列寬的設置方法，經(jīng)過測試后均以失敗告終。最終，通過閱讀工具包的源代碼結(jié)合之前的測試，行高和列寬的設置代碼如表2所示。兩個乘號左邊的數(shù)字是基本尺寸單位，行高和列寬的設置，主要通過修改乘號右邊的數(shù)字調(diào)試后確定。

表2 行高列寬的設置方法

3 實驗結(jié)果與分析

本次實驗主要從兩個方面對程序自動構(gòu)建的電子校歷文件進行驗證：①日期數(shù)據(jù)是否正確地顯示在對應的列標題下；②教學周的序號與日期數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)是否正確。為此，調(diào)閱了2020—2021、2021—2022、2022—2023 三個學年的校歷文件進行對比。

實驗結(jié)果表明：通過系統(tǒng)自動生成的不同學年、學期的電子校歷文件，與相應的紙質(zhì)校歷中的數(shù)據(jù)完全匹配，并且構(gòu)建過程不超過2秒。電子校歷文件能有效提升教務人員完成特定事務的工作效率，將教務人員從枯燥的行政工作中解放出來，增加幸福指數(shù)。其應用場景廣泛多樣，例如，每個學期開始時都必須要盡快制作的學期實驗教師值班安排表，就可以使用電子校歷文件的方式來快速完成，如圖2 所示。亦可以將電子校歷當作備忘錄來使用，記錄教學執(zhí)行計劃中相應節(jié)點的工作事項。需要時可以方便地查閱以前的工作事項記錄，制定新的教學安排。相比于傳統(tǒng)純文本形式的記錄，電子校歷更加美觀大方、一目了然，易于事后翻閱和文件存儲。

圖2 電子校歷形式的值班安排表

4 結(jié)語

電子校歷自動生成系統(tǒng)在充分調(diào)研的基礎上，結(jié)合教學管理工作中的實際需求進行研究，具有較強的應用價值。在提升工作效率的同時，將教務人員從枯燥的行政工作中解放出來，減輕工作壓力，增加幸福指數(shù)。