中小学辅助排课系统的设计与实现

郭富

[摘 要]近年来，我国的经济获得了长足发展，社会生活也日渐繁荣，在这样的背景之下，我国的相关部门逐渐加强了对于教育事业的发展。在这一过程中，如何进行中小学课程的排表作业，成为了我国中小学学校在实际的教学管理过程中需要处理的相关问题之一。本文基于此，分析探讨我国的中小学学校如何合理的安排时间、教师、课程、班级这四大要素之间的关系，继而由此带动我国中小学课堂教学的有序开展。

[关键词]中小学；辅助排课系统；设计与实现

现阶段，在我国的中小学教学的过程中，相关部门为了更好的推動相关教学环节的有序进展，并推动教学管理效率的提高，相关部门在实际的管理过程中逐渐加强了对于中小学课程的编排。在这一过程中，通过相关部门的不懈努力以及相关科学技术的发展，使得我国的中小学在实际的课程编排过程中逐渐加强了对于计算机信息技术的使用，并在此基础之上通过复杂的判断以及多种运算，实现了智能化课表编排系统的构建。本文基于此，分析探讨中小学辅助排课系统的设计与实现。

一、排课准则及排课算法

1.排课系统的准则。在进行中小学课程课表安排的过程中，为了检验相关的排课系统在实际的运用过程中是否成功，需要相关管理人员加强对于排课结果的管理以及检验。在这一过程中，需要相关的技术人员确保排课结果符合下述几个方面的准则。

（1）是否满足“约束条件”（“硬条件”）。事实上，是否满足“约束条件”是对排课系统的运行判断是否成功的重要标志之一。所谓的“约束条件”指的是排课系统在运作的过程中必须遵循的条件，事实上，若该系统在运行过程中违背了“约束条件”，其最终导致的排课结果的错误性，继而导致教学环节出现较多的失误以及冲突。

在这一过程中，“约束条件”的具体内涵分为两个环节：一是教师不能冲突；二是班级不能冲突。所谓的教师不能冲突指的是通过排课系统排课的过程中，同一名教师不能在同一时间段内任教多个班的课程（合班课除外）。而班级不能冲突，指的则是经过排课系统排课的过程中，同一个班级同一时间段内不能接受多为教师的任课教学。

（2）是否满足“优化条件”（“软条件”）。所谓的“优化条件”在实际的运行过程中又被称之为“软条件”。其内涵指的是在进行排课系统进行排课作业的过程中，相关系统在满足“约束条件”基础之上，可以实现也可以不实现的，弹性较大的条件。

目前，在排课系统运行的过程中主要的优化条件约有四大类，分别是：对于同一班级的某门课程，需要确保在一周内上课的时间进行均匀分散的安排。二是语数外等主科的安排时间倾向安排在上午，而其他副科的上课时间则安排在次要时间段。三是需要合理安排任课教师的课程，确保合理分布任课较多的教师的一周工作量。四是要优先处理占用公共资源以及学时较多的课程，诸如微机课、体育课等。

事实上，“优化条件”作为判断排课系统是否成功的标志在于，其能够在满足所有的“约束条件”的同时，还能够实现“软条件”，即“优化条件”。这种状况的出现才能够证明相关的排课软件的成功。

2.优化排课算法的实现。事实上，我国的中小学教务管理部门在进行课程安排管理的过程中，加强了对于排课系统算法的设计以及实施。目前，由于在相关系统设计构建的过程中相关部门需要加强对于。教师、班级、时间、课程、甚至是教室等诸多信息对象的科学、合理的安排，继而导致相关系统的设计存在一定的复杂性。事实上，在构建排课系统算法设计的过程中，其主要目的在于以此为基础推动我国中小学教学资源的合理、高效、科学的安排，继而在此基础上推动校园教学环节的有效进展。基于此，就使得相关算法在设计的过程中需要加强对于时间、教师、教室等做多冲突项目的解决。现阶段，通过对于我国中小学课程设置方面的了解以及相关排课方法掌握之后，笔者总结出了一套完备的在排课算法。该算法在实际的运用过程中能够有效的推动各类冲突的解决，继而实现课程安排的合理性以及安全性。关于相关算法的构建方式，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

（1）构造时间模式库。所谓的时间模式指的是以教务人员的经验为基础，构造出了符合各种时数不同的课程的时间组合方式。例如，若某门课程的周学时数为4，那么其时间组合方式为“11”“22”“32”“41”。事实上，这些组合方式分别代表的是该课程在实际的实行过程中的时间分别是：一周上4次，分别为周一的第1节、周二的第2节、周三的第2节和周四的第1节，如表1所示。

（2）建立时间数组。在构建时间数组的过程中，需要事先加强对于班级教师的空闲时间表的建立。继而以此为基础，实现对于班级、教师的可排课时间的表示，并以此为基础，分别为他们建立一维数组。事实上，由于中小学的班级都为固定的，因为在这一过程中，需要将教室这一因素排除在外。举例：某位教师的初始可排课时间数组为（1111111 1111111 1111111 1111111 1111111）。在相关的时间数组中共有五组数据，这些数据分别代表五天的工作日，此外，一组数据中的7个字符优分别表示一天中的七个时间单元。笔者将相关的初始值设置为1，表示该教师一周中的每一时间段内的空闲时间。但是一旦某位教师的时间被分配之后，相对应的字符为0。

二、进行冲突检测

事实上，在借助网络信息技术进行相关课程的安排过程中，往往会因为时间状况的限制，而导致相关的课程冲突出现。在这样的背景之下，为了推动相关教学环节的有序开展，需要相关部门以及人员加强对于排课过程中的冲突进行消除和解决。

在这一过程中，相关的冲突检测主要被分为四种：一是在特定的时间段内，相关课程的任教老师是否已经进行了课程安排。二是在特定的时间段内，相关的班级是否已经进行了课程的安排。三是通过排课系统进行课程安排的过程中，其是否满足相关的约束条件。三是某课程的周课时数在实际的安排过程中是否全部完成。

在自动排课的过程中，需要使用上述冲突检测方法进监测，并利用不同颜色来表示课程安排是否存在冲突。但是在进行手动排课的过程中，一般情况下只使用第1、4两种冲突检测方法。在这一过程中，需要相关的管理人员对课程的一周课时数是否排满进行相关的了解，其次就是对该课程对应的授课教师是否该时段在别的班级有课进行判断，在这一过程中若弹出相关的警告提示，需要禁止此次的手动排课作业。

三、结语

目前，我国的中小学学校在进行教学管理的过程中，为了推动课程教学的有序推进，需要相关部门加强对于相关课程的合理、高效、科学的安排。基于此，就使得相关部门以及人员加强了对于排课系统的构建。本文主要分析了中小学学校在进行排课系统构建过程中所遵循的排课准则及排课算法，并就相关算法的检测进行了分析。笔者认为随着相关算法、技术的发展以及相关部门的重视，我国的中小学课程安排一定会朝着科学化的方向发展，继而以此推动相关教学任务的开展。

参考文献：

[1]贺荣.中小学辅助排课系统的设计与实现[J].内蒙古科技与经济，2013，（6）：62-63.

[2]宋万里.基于S2SH的实训室排课系统的设计与实现[J].信息与电脑（理论版），2013，（3）：55-56.

[3]王宁.基于过程管理的高职排课辅助系统研究与实现[J].宁德师范学院学报（自然科学版），2013，（2）：169-173.

[4]薛阳.基于JAVA的沈阳职业技术学院排课辅助系统设计与实现[D].吉林大学，2013.

[5]李丽，郭芸俊.实验实践课辅助排课系统的设计与实现[J].电脑知识与技术，2014，（5）：965-969.

[6]姜谦.中小学排课系统的研究与设计[D].华南理工大学，2010.