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再议教师指标分配的模型

2013-04-23付丽慧

张家口职业技术学院学报 2013年2期
关键词:整数小数公平

付丽慧

(石家庄铁路职业技术学院,河北石家庄 050041)

一、问题的提出与背景

数学向一切领域的渗透和发展是当代科学发展的一个显著特点,分配问题就是数学在社会科学中的一个应用实例。在社会的许多结构和公共机关中都存在分配问题,如一个立法委员会中将席位分配到各种不同的政治团体中,一个学院中的有限个教师分配给各个系,按某种优先权或目标将有限艘船只确定地分配给海军各舰队等等。

其实,对于毕业的师范生来说找工作中提及最多的便是此类问题。如下面的问题:某市有三所中学,总共有学生4000人,其中第一中学有2060名学生,第二中学有1260名学生,第三中学有680名学生,现本市教育局有14个教师指标,打算分给各中学,但如何分配才是合理公平的呢?又由于教师缺乏,教育局经多次申请,又得到一个教师指标,试问这个教师指标应分给哪所中学才算公平合理?

任何一种分配,人们总希望它满足一定的合理性。下面我们便来找出如何公平分配某市的教师指标的方法。

二、问题的假设及符号说明

1.假设各所学校的人数是稳定不变的,且没有教师兼职;

2.假设在教师指标的分配过程中,分配是稳定的,且不受任何其他因素影响;

3.假设每个学校至少分到一个教师指标,如若分配不到,则将其剔除在分配之外;

4.M表示教育局拥有的教师指标数;

5.假设某市共有r所学校;

三、建立模型

模型Ⅰ

⒈按比例分配 对于本次讨论的问题,hi(i=1,2,3)出现了小数(见表一),但被分配的人员是不可分的物体,所以,必须是整数。习惯上,我们如果对hi“四舍五入取整数”或者“去掉尾数”,结果会导致教师指标多余,或者教师指标不够分配。例如表一中的数据,若采取“四舍五入取整数”,则有m1=7,m2=4,m3=2,致使教师指标多余;对表一中第六列数据,同样采取“四舍五入取整数”,则有m1=8,m2=5,m3=3,此时M=16,结果使教师指标不够分配;而采取“去掉尾数”,只会导致教师指标数多余。对此情况我们可以采取下述方法。

⒉ 参照惯例法 具体步骤如下:

⑴先让各所学校取得教师指标的整数部分;

⑵再把小数部分按从大到小的顺序排列,将剩余的教师指标中第一个分给小数部分最大的学校,第二个教师指标分给小数部分次大的学校,依次类推,直至教师指标分配完毕。

按上述两种方法分配的教师指标情况见表一:

表一:按照比例并参照惯例的指标分配

但由上表可以发现,当教师指标增加一个时,反而使第三中学的教师指标数减少一个,显然不符合常理;所以,要解决此问题必须舍弃所谓的惯例,找到衡量公平分配的标准。故上面模型不成立,必须重新建立模型。

模型Ⅱ

为了讨论方便起见,不妨先讨论第一中学与第二中学两所学校公平分得教师指标的情况。如下从不公平度方面入手:

1.绝对不公平度

表二:单位份额的指标绝对不公平度情况

从上表可以看出,A与B之间的绝对不公平度与C与D之间的绝对不公平度是一样的。从常识,我们知道,A与B之间显然比C与D之间更不公平。为了说明A与B之间比C与D之间更不公平,我们引入一个新概念:相对不公平度。

⒉相对不公平度

由上述定义可知:A与B之间对A的相对不公平度是(12-10)/10=0.2;C与D之间对C的相对不公平度是:(102-100)/100=0.02,即A与B之间对A的相对不公平度是C与D之间对C的相对不公平度的10倍。下面便从相对不公平度上进行讨论。

建立了衡量不公平的相对不公平度rA,rB之后,判定教师指标分配的原则是尽可能地使相对不公平度减到最小。

⒊ 利用相对不公平度rA,rB来讨论当增加一个教师指标的时候,该名指标应分配给A与B中哪所学校。

综合上述⑴⑵两种情况可知,Xi可用来衡量A与B之间谁将得到增加的一个教师指标。

⒋ 现用上面3中所述方法,解决本文开始所提出的问题:教育局如何将有限的教师指标进行合理分配?

⑴ 对14个教师指标的合理分配

先按照比例法计算结果(参照表一中第4列)将整数部分的13个指标分配完毕,有m1=7,m2=4,m3=2,再应用X值法分配剩下的1个教师指标。下面分别计算X1,X2,X3。

所以增加的一个教师指标应分给第二中学,即m2=4+1=5。即14个教师指标分配的结果是:m1=7,m2=5,m3=2。

⑵对于15个教师指标的分配

同⑴中,先按照比例法计算结果(参照表一中第6列)将整数部分的13个指标分配完毕,有m1=7,m2=4,m3=2再应用X值法分配剩下的2个教师指标。下面分别计算X1,X2,X3。由⑴中计算可知,第14个教师指标应分给第二中学, 即分配的结果是:m1=7,m2=5,m3=2。对于第15个教师指标,同样用X值法。

四、结果分析

在上述方法推导过程中,我们可以发现,按照比例法以及参照惯例法都有其不足,而比值法不仅有推导过程,最后又应用实际例子验证,结果是符合实际的。

五、推广应用

指标分配问题,不仅仅应用在教师指标的分配上,实际上,从1788年美国宪法生效以来,关于美国各洲代表名额的分配就属此类问题。说得更近一些,我们在日常生活中就能遇到,如各学院为了协调学校学生会的工作,从各个系选取学生代表;又如为了加强宿舍管理,从各个宿舍中选出学生代表参与到宿管委员会中等等。

参考文献:

[1]刘来福,曾文艺.数学模型与数学建摸[M].北京:北京师范大学出版社,1997.

[2]蔡常丰.数学模型建模分析[M].北京:科学出版社,1995.

[3]姜起源.数学模型[M].北京:高教出版社,1993.

[4]W.F.LUCAS.Modules In Applied Mathematics[M].北京:国防科技大学出版社,1996.

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