学生三自主体育选课需求分析

董东风

（湖南邮电职业技术学院，湖南长沙410015）

网路体育选课是目前各高校广泛普及的现代体育教学管理模式。通过从网上查询的大量有关资料可以发现，目前网路体育选课系统，基本都是以各自开发为主，通用的一般是在教务管理系统内带有的排课系统，其中包含了体育排课。可以总结出大致三种排课方式：一是先选、后分、再排。学生先自主选择项目，然后根据项目的选择人数分班，再分配给教师的排课方式。二是先分、后排、再选。选分配给每个教师项目、班数，排好教师课表，再让学生来选的排课方式。如果选项人数达到开班的低限人数要求时就开班，否则，再对未开班重新先分、后排、再选。三是教务按班排课，学生没有选择余地，只给班分配教师和时间，至于，体育课在哪上，上什么项目不管。从上述三种方式来看，都是从管理者的角度出发来解决选课、排课问题，说明对学生三自主体育选课业务的研究还不够深入。作者认为，关键问题是有没有以学生为本，从学生的角度来研究体育选课。针对目前现状，作者改变了思路，从需要的结果出发，来对选课业务进行分析，找出业务相关因素间的关系。对此，作者把体育选课系统分为排课子系统和选课子系统（参见图1）。

图1 学生三自主体育选课业务流程示意图

1 排课子系统

排课子系统的最终目的，就是根据现有资源配置，按课程（项目＋教学场地）与教师的乘积再与排课时间的乘积生成二维最大可选课程总表，即体育班目录，最大程度提供给学生选课。排课子系统包括10个步骤：1）行政班学生，2）排课时间分配，3）教师，4）开设项目，5）体育场馆及教学场地划分，6）教学场地时间分配，7）教师时间分配，8）教师兼项，9）项目教学场地分配，10）生成体育班目录（可选课程总表）及体育班名册。

2.1 行政班学生

首先要关心的是参加体育选课学生的总人数，将决定学生最大开（分）班数（参见选课规则学生）。学生最大开班数可以用来检验资源配置：必须小于教师最大开班数，否则，多的班没有教师上课；必须小于教学场地最大开班数，否则，多的班没有教学场地；必须小于最大可选班（参见生成体育班目录），否则，多的学生没有班可选。这就好比是围棋盘，围棋盘有361个交叉点（最大可选班），现在只有100个棋子（学生最大开班），你永远不可能占满所有点，但你可以占任何你选的点。如果从排列组合来理解的话，就是从最大可选班中每次取出学生最大开班的组合数。这就是作者设计的学生体育选课原理。所以说，教务排好课让学生来选就不是三自主。有那么多的可能，却只给学生一种可能来选。

如果学生最大开班数，大于教师最大开班数，或者大于教学场地最大开班数，或者大于时间最大开班数（参见选课规则时间），有一个大于就必须采取相应措施。解决的办法有三个：一是提高一个班的最低人数限制以减少学生最大开班数。二是增加排课时间以提高教师以及教学场地最大开班数。三是增加教师人数或教学场地数（参见图1中调节参数）。

2.2 排课时间分配

排课时间分配表（见表1）是由教务管理决定。需要说明的是，学生选什么时间上课，只要学生愿意，能不能满足，还要取决于教师是否愿意在这个时间上课，教学场地是否开放这个时间。不必担心学生选的时间与其他课程时间冲突，每个人都知道找空闲时间去玩，即使出现时间冲突也将是个别现象，再说还有调整程序。

如果一定要避免与其他课程时间的冲突，也可以解决。1）如果其他课程是行政班模式，建立行政班课表，其他课程占用的时间就是这个班学生选课的无效时间。2）如果其他课程也是选课模式，就建立学生个人课表，选定一个课程就占用课表的一个时间，这个时间就对其他课程的选课关闭。3）如果两种模式并存，先建立行政班课表，这个课表就是这个班学生个人的缺省课表，也是选课的无效时间。然后，在这个课表上，选定一个课程就占用课表的一个有效时间，这个时间就对其他课程的选课关闭。

2.3 教师

教师教学水平是学生选课的重要依据，有可能一个教师的最大开班数被选满，也有可能一个教师没有课上，这就是实行学生三自主选课的残酷性（参见教师兼项）。

2.4 开设项目

每个项目都有个属性，包括混合，男生，女生三种类型。可以通过二选一（混合、分班）来确定。一个项目就属性而言最多可以分为两个子项目，最少只能分为一个子项目。如果这个项目的选择是“混合”，这个项目就只有一个子项目可选“项目混”。如果这个项目的选择是“分班”，这个项目就有两个子项目可选“项目男”和“项目女”。每个项目还可以按水平最多分为初级、中级、高级三个级别，最少可以分为一个级别。那么，一个项目最多可以分为6个子项目（见表2）。

2.5 体育场馆及教学场地划分

体育场馆是体育课上课的“教室”，这个“教室”可能会很大，为了充分利用，可以把大的“教室”划分为几个小的“教室”，使每个“教室”可以安排一个班的体育课。也就是一个体育场馆可以分为1个或多个教学场地。教学场地的多少决定了一个时间可以同时安排上课的最大班数（见表3）。

2.6 教学场地时间分配

一个教学场地时间的分配（见表4），缺省就是排课时间（教务分配），不能增加排课时间以外的时间，只能是小于等于排课时间。例如，可以分配晚上这个时间所有室外教学场地不排课。

2.7 教师时间分配

一个教师时间的分配（见表5），缺省就是排课时间（教务分配），不能增加排课时间以外的时间，只能是小于等于排课时间。例如，可以分配休息日这个时间不排课。

2.8 教师兼项

教师人数是有限的，可以采用教师尽可能多的兼项办法，见表6，其中，1表示专项，2表示兼项，3表示一般兼项。实现教师多兼项的途径有很多。如果一个项目没有教师专项或兼项，那么，这个项目将被取消，需要开发新的项目。

教师一专多能、多专多能是很正常的事情，体育院校就是这样培养体育教师的。何况还要求学生至少掌握两个项目。

2.9 项目教学场地分配（可选课程）

资源是有限的，共用场地就是一种很好的解决办法，可以满足项目数量的需要。同时，可以检验假热项目，例如在室内上课的项目可能选的学生多，造成该项目假热，如果共用场地，可以看出其真正热度。另外，还可以自动动态平衡每个项目的开班数。因为，如果一个项目在一个时间开班，共用场地的其余项目就不能在这个时间开班，这样就是：多选多开，少选少开，不选不开。不存在你分多少我分多少的冲突问题，完全取决于学生的选择。

一个项目加上一个教学场地就构成一个可选课程。给项目分配教学场地，也是给教学场地分配项目（见表7）。这好比是给一个课程安排教室，但不是每个教室都能安排每个课程。一个教学场地能安排什么项目这是特定的，例如，篮球场可以安排篮球、排球，但不能安排棋类，田径。这个分配一旦确定就不能改变，所以在分配时，只要这个教学场地能够开展的项目都要分配（需要考虑是否可以衔接两个不同项目），这样，才能保证教学场地的充分利用，确保一个项目的最大开班数。除非想给某个项目留有足够空间。例如，羽毛球项目只能在篮球馆开，没有其他可能。而篮球项目有其他教学场地，那么，为了确保羽毛球项目的开展，篮球项目就不设置篮球馆为共用场地。

给项目分配教学场地有四种类型，举例说明如下（参见表8）：一是一个项目有多个教学场地。二是多个项目共用一个教学场地。三是一个项目有多个教学场地，同时又与其他项目共用一个教学场地。四是一个项目对应一个教学场地。

可以看出，项目1有教学场地1、2和3，同时，项目1与项目2、项目3共用教学场地3，那么，项目1同时属于第一、第二和第三种类型。这里，项目1有三个可选课程，分别属于教学场地1、2、3；项目2和项目3各一个可选课程，同属于教学场地3；项目4一个可选课程，所以，总共有6个可选课程。而不是只有4个项目就只有4个课程。

2.10 生成体育班目录及体育班名册

体育班目录（见表9）由排课时间、教师和可选课程三者的乘积自动生成。纵坐标为教师与可选课程的乘积，生成最大教师可选课程，横坐标为排课时间，纵坐标与横坐标的交叉就是最大可选体育班（体育班目录）。其数量等于最大教师可选课程与排课时间的乘积。

最大教师可选课程，其实是在假设的前提下生成的，首先，是假设所有教师兼项所有可选课程（项目＋教学场地）。而实际上，一个教师不可能兼项所有项目，那么，根据教师兼项表，可以知道哪些课程是一个教师没有兼项的课程，这样就可以排除掉纵坐标中这个教师没有兼项的可选课程。其次，是假设所有教师时间是等于排课时间，而实际上，一个教师时间可以小于排课时间，那么，根据教师时间分配，可以知道哪个时间是教师不上课的时间，这样就可以排除掉纵坐标中这个教师没有分配时间的可选课程。第三，是假设所有教学场地时间是等于排课时间，而实际上，一个教学场地时间可以小于排课时间，那么，根据教学场地时间分配，可以知道哪个时间是教学场地不开放的时间，这样就可以排除掉纵坐标中这个教学场地没有开放时间的可选课程。

一个体育班有四种状态，未开班可选，未开班不可选，已开班可选，已开班不可选。初始生成的体育班都是未开班可选。当一个体育班被学生成功选择达到开班低限人数时，这个体育班就是已开班可选，如果达到高限人数就是已开班不可选（人数已满）。未开班不可选发生在，一个教师或一个教学场地在一个时间只能开一个班，在这个时间教师或教学场地的其余班成为不可选。这样排课就变为学生成功选择一个班，就开一个班，没有被学生成功选择的班就不开班。选课结束后，只有已开班被留下成为课表。一个体育班一定是可以开班的，但不会是全部可选体育班都会开班，有最大开班数限制。总的可选体育班数一定是大于学生最大开班数，目的就是学生有更多的选择。哪些班开，哪些班不开，完全取决于学生选择。当然，还要受到一定的限制，这点将在选课规则中进行论述。

3 选课子系统

选课子系统包括6个步骤：1）学生注册，2）学生登录，3）查询，4）选课规则，5）体育班名册，6）自动分班或补选。

3.1 学生注册（注册帐号和口令）

3.2 学生登录

学生登录选课系统，首先可以查询项目的时间、地点、任课老师等等信息。在选课期间登录才能选课。每个学生选课的标志包括：1）选课状态：已选，未选，待选（等待达到低限人数开班）。2）自动分班：是，否。

3.3 查询

学生选课五种查询方式（包括三自主）：一是按项目查，列出所有项目，找出每个项目的所有可选体育班（未开班可选，已开班可选），是男生找出所有男生班和混合班，是女生找出所有女生班和混合班。也就是说，有多少个项目就有多少个选择，除非一个项目已被选满或一个体育班不可选。二是按时间查，列出所有时间，找出每个时间的所有可选体育班。三是按教师查，列出所有教师，找出每个教师的所有可选体育班。上述三种方式可以同时实现，从体育班目录查。四是按体育场馆查，列出所有场馆，找出每个场馆的所有可选体育班。五是从同伴查，找到同伴所选。

3.4 选课规则

3.4.1 时间

1）一个时间最大开班数：如果一个时间的教师人数合计小于这个时间的教学场地数合计，那么，就等于这个时间的教师人数合计，否则，就等于这个时间的教学场地数合计。达到一个时间最大开班数时，这个时间的其余未开班成为不可选。2）全部时间最大开班数：合计每个时间最大开班数。必须大于学生最大开班数。

3.4.2 可选课程（项目＋水平＋属性＋教学场地）

1）一个可选课程最大开班数：就等于所在教学场地分配的时间数减去所在教学场地包含的全部可选课程已开班数合计值。是个动态值，随着开班的增多，这个值就减小，直到0值。达到一个可选课程最大开班数时，这个可选课程所有未开班成为不可选。2）全部可选课程最大开班数：就等于合计每个可选课程最大开班数。3）全部教学场地最大开班数：一个教学场地最大开班数等于这个教学场地分配的时间数。合计每个教学场地最大开班数。必须大于学生最大开班数。

3.4.3 教师

1）一个教师在一个时间只能开一个体育班（一个项目，一个场地），如果一个教师在一个时间已开班，那么，在这个时间这个教师的其余体育班成为不可选。2）一个教师最大开班数：等于这个教师分配的时间总计。达到最大开班数时，这个教师的所有其余未开班成为不可选。3）全部教师最大开班数：合计每个教师最大开班数。必须大于学生最大开班数。

3.4.4 学生

1）学生最大开班数：等于行政班学生总人数除以一个班的低限人数。2）一个体育班正在被选尚未开班：如果在这时有其他班成功开班使正在被选的体育班成为不可选，这些学生将被自动退出另选。3）一个学生只能选择一个体育班（一个时间一个项目一个老师）。如果已选了一个体育班，这个学生就被禁止选班。

3.4.5 体育班

一个体育班成功开班的条件：1）已选学生人数达到班级低限人数要求。2）且这个班的老师在这个时间还没有开班（同一时间一个老师只能开一个班）。3）且这个课程的教学场地在这个时间还没有开班（同一时间一个教学场地只能开一个班）。4）且所选课程成功开班数没有达到最大开班数。5）且这个时间成功开班数没有达到最大开班数。6）且还没有达到学生最大开班数。同时满足以上6个条件才可以开班。

3.5 体育班名册

选课未成功的学生可以退出另选，退出学生时，后面的学生补上，保证连号。一旦选课结束后，这个班的人数就被固定，每个学生对应一个序号（学号），如果其中某个学生因退学、转班等原因离开这个班，只是这个序号位置没有人而已，成为空号。在计算总人数时，要排除空号计算。

3.6 自动分班

当一个学生选课不能满足时，例如人数不够不能开班，可以在选课期未结束时改变选择，否则，选课时间结束后，对于未选的学生和选课不成功的学生，将由系统自动分班。或另辟时间补选。自动分班是不得已而为之，其流程描述如下：

第一步：首先是分配给已开班可选。按时间、教师课程排序，满足一个班（达到高限人数），再分下一个班，以此类推。如果学生1满足班1条件，学生1分班成功。如果班1分满，就分班2。如果学生2不满足班2条件，学生2分班不成功。分配学生3，直到学生N。如果还有未分班学生，重新排序学生再次分班。如果到班N分满，还有未分配的学生，就开始分配未开班可选。

第二步：其次是分配未开班可选。按时间、教师课程排序，满足一个班（满足开班条件，达到高限人数），再分下一个班，以此类推。如果学生1满足班1条件，学生1分班成功。如果班1达到开班低限人数要求，班1开班，已分配的学生成功分班。如果班1达到高限人数，就分班2。如果学生2不满足班2条件，学生2分班不成功，分配学生3，直到学生N。如果一个班尚未达到开班低限人数，又没有学生可分了，那么，剩下的学生将组成一个班（理论上可能）。

4 结束语

为了建立体育选课系统，改变传统的教务排课、学生选课的管理模式。以学生为本，从满足学生三自主体育选课需要出发。通过分析学生体育选课原理，对体育选课业务进行研究，本文提出了体育选课的业务流程，并对其流程及相关算法进行了描述，可以为该系统开发提供业务理论支持。总体思想：生成最大可选让学生来选，所选就是所排，我的课程你做主。

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