基于填补时段法的人机交互式排课进程

周艳洁，张文斌，段志梅

（红河学院 工学院，云南 蒙自 661100）

基于填补时段法的人机交互式排课进程

周艳洁，张文斌，段志梅

（红河学院 工学院，云南 蒙自 661100）

针对目前高校排课中存在的复杂性和多样性等问题，本文对人机交互式排课中的排课条件进行分析，然后采用填补时段法（即将使用时段从可用总时段中删除）完成整个排课工作。此方法可以避开排课中的诸多因素干扰，减轻排课者排课的难度和重复性工作。该方法已经多次成功应用于排课实践过程中，其所具有的简捷性和合理行，是整合排课进程、提高教师对排课满意度的一种新型排课方式。

人机交互排课进程；排课原理；排课流程

1 引言

排课是高校教务管理中一项重要而复杂的常规工作，其实质是时间表问题(Time Table Problem,TTP)，即对时间、学生、教师、教室四维的合理布局和相互协调。从20世纪50年代开始，人们就对其有效解法问题进行大量的研究，但均没有得到满意的结果[1]。

另外排课也是教师最为关心的问题。排课时若没有周密的考虑，所排的课表可能缺乏合理性和人性化，这势必影响到教师的工作情绪，甚至影响教学质量。排课问题是典型的资源分配问题，它的特性是要寻找班级、课表、时间、教师及教室等变量的可行值，同时满足变量之间的相关约束。排课中的约束可以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，而软性约束是基于教师对课程安排的一些喜好要求[2]。本文将对排课中需要实现可行性和合理性结果的各种条件数据进行分析，然后采用填补时段法来完成大规模课程的排课。该方法经过多次实践操作后，已成功应用在人机交互式排课进程中。

2 人机交互式排课原理

人机交互式排课原理，是由排课人安排所有预计开设课程的时间、地点、学生、教师、教室，以满足时段条件互不发生冲突为排课最终目的，是实现人和系统之间排课工作协调组合的一种有效方式。排课原则：随着高校办学规模的不断扩大，教师队伍人数也不断增加。由于在排课过程中，授课时间的冲突主要发生在同一个教学班，为了加快排课进程，在遵循排课优先级原则的基础上[2]，排课时段隶属于[周一 ，周五]，且排课可用时段为周一至周五学校允许排课时段：上午（1、2），（3、4）；下午（6、7）；（8、9）；晚上（10、11、12）；将开课计划中各专业学生修读的课程设计出所需时段后合理排出，同时满足相关专业学生修读共享的修读时段。

基础条件数据采集：

（1）给出各年级各专业自然班、教师、教室自编目录，并按照目录页码设定各年级、专业、自然班、教师、教室（含普通教室、多媒体教室、机房教室、实验室教室）时段表。

（2）以上基础条件数据时段表，格式设计如下：

表1 某多媒体教室使用时段表（填入时段法）

该表可以按照专业名称上课安排时段进行排课，为相应课程安排普通教室、多媒体教室、机房教室、实验室教室及可选时段（表中时段有一条下划线的为第一批已排时段；有二条下划线的为第二批已排时段；未标识下划线的时段为待排课程使用时段）。

3 填补时段法在人机交互式排课过程中的应用

3.1 排课流程中需要考虑优先级的因素

（1）在排课前准备排课必须用到的基础条件数据时段（即基础时段表设计）。

（2）不同专业修读同门课程，首先考虑所排的上课时段得让修读专业所有学生共享，至少3选1个时段。

（3）开设的实验课程，提供3-4个实验时段（如5，6，7 或者 10，11，12 等）共享不同专业学生

（4）考虑有特殊需求教师的上课时段和地点（教师满意度体现）

（5）方向课程开设的专业，时段共享同年级同专业；选修课程采取前9周后9周交叉排课的方式以整合教师资源和教室资源。

3.2 排课进程（采用填入时段法）

排课进程顺序为：通识必修课、平台课程、专业课程、通识选修课，在排课进程中，需要将优先级因素与学生、教师、教室资源（涵盖普通教室、多媒体教室、机房教室、实验室教室）同时进行考虑，并采用填补时段法 （即将使用时段从可用总时段中删除)在以专业学生作为排课首要条件考虑的基础上，完成该专业下第一门课程的排课工作进程直至排完N门不同课程的时段分配。

以课程《Java程序设计》为例，来说明填补时段法在人机交互式排课过程中的具体应用，其排课流程图如图1所示：

图1 排课流程

从图1可以看出，排课流程图的实施将复杂的排课过程变得简捷，直观的再现了排课工作的全过程，并且提高了人机交互式排课的进程，极大地缩减排课工作的难度[3]。

4 结束语

教学管理中的常规排课经验，是在排课过程中不断尝试失败、不断完善和实践积累中总结得出的。本文将排课填补时段法应用于人机交互式排课中，以排课流程图的方式避开了排课中的诸多因素干扰，让人机交互式排课工作更为简捷、合理。该方法经过多次在排课实践过程中的检验，基本实现了减轻排课者排课的难度和重复性工作的目的，同时提高了教师对排课的满意度。人机交互式排课中填补时段法的应用，对于教务工作规范化和教学工作常规化，都有着积极的影响，值得在本校内其他二级学院和同类本科院校中推广和借鉴。

[1]李振，王晓全，张子蛟，等.基于专家系统的交互式排课系统的实现[J].郑州大学学报:工学版，2010(4)：124-128.

[2]曾光清.基于优先级的人性化排课算法研究[J].信息与电脑，2009，16（12）：127-128.

[3]周艳洁，张文斌，段志梅.基于流程图模式的新型高校教学管理方法研究[J].新西部，2010（22）：149-150.

TP 30

A

1674-1103(2012)03-0016-02

2011-06-25

周艳洁(1974-)，女，云南蒙自人，云南省蒙自市红河学院工学院馆员，主要从事数学教育工作、教学管理。

[责任编辑：曹怀火]