基于优先级的人性化排课算法研究

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1、基于优先级的人性化排课算法研究一、引言排课是高校教务管理的一项重要工作，也是教师最为关心的问题。排课时若没有周密的考虑，所排出的课表缺乏人性化，势必影响教师的工作情绪，甚至于影响教学质量。目前各高校普遍使用的计算机自动排课系统，只是在满足排课规则的基础上解决了资源分配问题，缺少对教师个人意愿的考虑，无法提供教师直接对系统表达排课偏好的渠道，不能满足教师的个人期望。在使用计算机自动排课系统时，一旦设置过多的特殊要求，极易导致排课死锁，因此计算机自动排课系统仍有很大的改善空间。排课问题是典型的资源分配问题，它的特性是要寻找班级、课程、时间、教师及教室等变量的可行值，同时满足变量间的

2、相关约束。排课中的约束可分为硬性约束与软性约束，一个可行的课表就是满足所有硬性约束的课表，而软性约束是基于老师们对课程安排的一些喜好的要求，它可以提高老师们对课表的满意度，进而提高工作环境的满意度。本文把排课问题的重点放在考虑教师的个人期望上，根据权值对教师进行排序，分批自主参与排课，该算法有效地解决了教师对排课提出的个性化软性约束。二、人性化排课问题描述所谓人性化排课，是指在尊重教学规律的前提下，合理分配教学资源，编排出能最大限度地满足各方需求的课表。人性化排课的主要目的是尽可能地满足教师对排课的个人意愿。要达到这个目的，其关键是让教师自主参与排课过程，按照教师排课优先级顺序

3、，根据自身的喜好安排课表，让教师能透过浏览器与排课系统互动，并开放权限供教师直接对系统表达排课偏好。虽然排课问题涉及班级、课程、时间、教师及教室等诸多要素，但在开始排课前，教学班、课程、课时数和教室要求等要素都已确定，教师所关心的主要是授课时间的安排，其他要素则可以在教师选定授课时间后，在遵循基本排课原则的前提下，排课系统以资源安排最优化原则进行合理安排。这样，既可以满足教师对授课时间的个性化需求，使排课过程能自动化、透明化，符合人性化的公平公正原則，又能降低排课问题的算法复杂度。为了使排课过程顺利进行，人性化排课应遵循排课优先级原则、分批排课划分原则、基本排课原则和资源安排最

4、优化原则。（一）排课优先级原则教师排课优先级决定了同一教学班各个教师的排课顺序，其权值（AX（N）。（三）计算消耗权值点数教师在自主排课时，只能排定授课时间，教室由系统根据资源安排最优化原则进行安排。系统会自动提示所选定的授课时间消耗多少权值点数，其计算方法是根据该授课时间占据资源的程度来计算。占据稀缺资源的，消耗权值点数较多，选择资源多的时间授课，则消耗权值点数较少，这样就可以均衡地分配教学资源。若教师挑出若干个时间段供系统决定时，则消耗的权值会相应减少，当教师选择让系统任意安排授课时间或最后一个排课时，因其不影响其他教师排课资源的利用，则不会消耗权值点数。设T表示当前可排课

5、时间数，N表示该排课班的授课教师数，S表示教师一次课选定的上课时间数，L表示教师的排课顺位，C表示所选定的授课时间消耗的权值点数，则。五、死锁处理排课过程中有可能出现死锁，就是在教师所提交的信息有效的情况下,课程无法找到满足条件的可排时间和地点。（一）时间死锁若在信息有效的前提下，按照要求安排授课时，可分配的时间单元数量少于所需的时间单元总数量，则该课程无法安排。这种情况称之为时间死锁，其有可能是单次课程的时间无法满足要求或多次课程在时间组合上无法满足要求。（二）地点死锁若在信息有效的前提下，按照要求安排授课时，在要求的时间单元满足的情况下，可分配的教室已经分配完毕，则此要求无

6、法满足，课程将无法安排。这种情况称之为地点死锁。（三）死锁的解决不管是时间死锁还是地点死锁，其表现形式虽然不同，本质上都可以看作时间死锁，即该教师所选的授课时间不具备上课条件。出现死锁，就需要在一定程度上施加人工干预，在排课过程中，根据具体的情况，例如课程的优先级别、教室资源的情况等做一些适当的人工调整，可以减少死锁的产生。六、结束语本文设计了基于优先级的人性化算法在高校排课系统中的运用。通过模拟实验，结果表明采用此算法，降低了排课问题的算法复杂度，大大地简化了排课难题。同时，因教师根据自身的个人喜好参与自主排课，所排出的课表大大提高了教师的满意度，说明该算法具有较高的实用价值

7、。