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1、信息时代[]2008年第3期白竹(天津大学教务处天津300072)王赞董旭源(天津大学信息网络中心天津300072)教学调度系统的设计与实现【摘要】通过对教学调度流程、相关数据及系统功能需求进行分析和研究,设计开发了教学调度系统,这一系统在实际工作中可提高教学调度工作的效率和准确性。【关键字】教学调度教学计划教学任务排课模式课程尽量分散,有利于教师的备课;⑦合班数尽量不超过40引言个。教学调度是高校教学管理中一项重要同时也是非常复杂1.3教学调度关键环节描述的基本工作。随着我国教育体制改革的深入以及高校
2、的扩招,学生、教师人数逐年增长,传统的手工教学调度方式复杂、繁琐、灵活性差等缺点日益突出,已不能适应日常教学管理工作的需要。因此引入计算机管理系统辅助完成教学调度工作,提高调度工作的科学性并合理高效利用有限的教学资源是非常必要的。教学调度系统需满足以下基本要求:一是准确性,二是高效率,三是灵活性。即首先要保证调度工作的准确性,使所有课程都能安排到合适的时间、教室和教师;其次缩短调度安排的时间,提高教学调度工作效率;最后要保证调度工作的灵活性,随时的变更将要求系统具备较高的灵活性。1教学调度概述1.1教学
3、调度的资源描述在教学调度过程中,主要解决“什么时候,哪个专业(班级)在哪个教室上什么课”的问题,从这个基本问题出发可以发现,教学调度中主要有如下几种资源:课程、班级、教学计图1教学调度流程图划、教室、教师,所有的教学调度活动都是围绕上述5类资源如上图所示,教学调度共分为如下几个环节:开展的。1.3.1合班环节根据教学计划结合每个专业的具体班级生1.2教学调度的主要约束成班级教学计划,为节省教学资源可对某些适合大班教学的1.2.1刚性约束①在同一时段内,同一班级不能有课程冲课程进行合班处理。合并的班级要求
4、对于合班的课程在同一突;②在同一时段内,同一教师不能有课程冲突;③在同一时时间上课。此环节将原有的班级教学计划组合成合班组(逻辑段内,同一教室不能有课程冲突;④任何不同性质的课程不能班),主关键字为逻辑班号。合为一个逻辑班。1.3.2落实教学任务环节此过程为各学院指派教师的环1.2.2柔性约束①尽量安排离学生宿舍所在的区域距离较节,指派教师过程中需要详细考虑教师的课程范围,并均衡考近的教学楼;②周末、晚上尽量不安排课程;③半天内的2节虑教师的工作量。课所安排的教室之间的距离尽量短;④体育课尽量不要安排1
5、.3.3搜索排课模式环节由于每个课程都有自己的周学在第一节;⑤班级课程尽量安排分散,以便利于学生对当天所时,大致分为2、3、4、5、6、7、8学时。学校的每个教学单元(1学课程的消化和吸收;⑥教师每天不超过2节课,多于1天的节课)为2学时,每周7天,每天上午、下午、晚上各2节。根据学时的不同,按2节课不在同一天的规则循环生成42位字符收稿日期:2008-05-0356信息时代[]2008年第3期串(42位=6节×7天),每个字符串的每一位分别以0,1,2,3合主键。表示,每一位字符代表那个时段的排课情况
6、,0代表不排课,12.1.3学期班级表根据年级专业表加上班级代码得出学期代表单周排课,2代表双周排课,3代表全部(不分单双周)排班级表,学期班级表的主要作用就是用于生成班级教学任务并课。如‘003000000000000000030000000000000000000000’合班。同时,班级表里存储已排课班级、已排课时间,用于新课代表周学时为4,且周一下午第一节和周四上午第二节的课。程排课的时候不能与该班级的已排课时间发生冲突。对于这些排课模式,系统将定义规则进行评价,一般来说,分散2.1.4教学计划表
7、是课程和年级专业的组合表,这个表确程度越均匀的排课模式越好,把这个值记为适应度,在搜索排定了每个学期、每个年级专业所要学习的课程。学期、年级、专课模式时,根据周学时及各资源的共同可排课时间搜索出可用业代码及课程代码组成了教学计划的联合主键。的排课模式集合,并根据这些排课模式搜索出相应的教室,在2.1.5教室资源表教室是整个教学调度活动中比较重要的得出的“模式——教室组”的集合后,适应度高的模式——教室资源,如何充分利用教室资源是调度算法的关键所在。教室资组将被优先选择。源包括教室代码、教室名称、教室类型
8、(多媒体、英语、实验室1.3.4搜索教室环节根据排课模式环节可得到该课程组的等)、教室容量、教室不可排课时间、教室已排课时间。可用模式集合去搜索符合排课模式的教室,搜索教室的时候结2.1.6教师表教师是教学调度活动中另一个重要资源,刚合一些刚性约束如教室类型限制、教室容量限制并根据一定的性约束中涉及教师的大致有2个方面:一是部分教师根据特柔性规则动态生成每个教室的适应度,这些规则可能包括:教殊的情况确定不可排课时间,二是教师的已排课时间不能
