基于松散培训模式的智慧排课系统设计与实现

张婷

1研究背景及意义

松散式培训是相对于正式学校的日常正式授课而言的，松散式培训模式的特点是教师不固定，多为兼职教师，兼职教师数量多，请假调课频繁，上课班级不固定，学生能力提升可随时升班。因此为排课管理工作带来了较大难度。在系统设计中，要针对这种特殊的松散式培训模式来排课，要能够随时应变学生、教师的各类变化。

该系统与学校教务信息网相连，老师与学生可以对教务信息网的信息进行查询；随着本系统在本校的成功上线，下一步将本系统的成功模式推广到其他学校。综上所述，开发本系统具有很强的现实意义及很强的研发潜力。

2系统设计分析

2.1课程体系

基于松散培训模式的智慧排课系统的课程分为公共课、兴趣课两大类，通过信息化的方式，可以实现预先选课、调课的功能。

课程表主要有几个要素：日期、具体时间、课程、教师、教室等。示例如下：

表1 典型课程表信息示例

2.2请假管理

对于48次/年的课程，允许最多4次的请假，请假后的课程安排进行相应调整。对于请假的学生，将其课程调整到期末，根据教师资源，再行安排课程，如建议学生进行课程更换或调整。

2.3课程管理

管理员可以维护所有学生的课程安排，可以查询学生的已上课程、未上课程；可以调换学生的已选课程、可以记录学生获得的奖励等。管理员可以给每門课程分配老师，安排课程的上课时间；可以设置每节课上课的学生人数，可以查询每节课报名上课的学生等。

3系统关键模块设计

国内外已经有很多优秀的教务管理系统面对的大多是专职教师，排课相对容易，松散式培训学校的每个园区都对应了100多名外聘教师，兼职教师数量众多，排课难度较大。

在智慧排课这个模块中我们要解决的是面对一个校区100多名外聘教师，如何完成排课？校区之间教师资源可以共享，但校区之间的距离较远，教师无法在课间10分钟实现校区的转换，如何解决这个问题？课程体系较为独特，每门课程都分为初级班、中级班和高级班，当班内上课人数由于请假等原因少于8人时，相同的班级课程可以合班，每个班级上课人数控制在15人以内。智慧排课系统在满足上述要求的情况下，实现合理排课。

3.1教师排课确认

首先根据报名人数和教学计划，确认上课的课程。教师在课程开始2个月前确认某一门课程可以上还是不上。某个班级根据人数来确认上课的时间段，课程比例确认，例如某课程基础知识讲解占30%，实践活动占50%，素养培养占20%。每门课程有三大目标：展示自我素养、背景素养、能力提升。根据三大目标拆分课程课时数占比。

在上课前17天（2个周14天+周末3天）教师需要确认上课。教师根据课程、班级等级、三大目标写教案备课。同时，自动排课系统被锁定，上课时间、地点、教师已经确定。

在自动排课中，要满足：课程对应教师、课程对应教室（如形体课等需要在制定的教室上）、当教师在不同的校区任课时，需要确定紧邻的课程10分钟课间休息内无校区转换。

3.2 临时排课

教师在开课前17天确认后，如果在开课两天前的日子里（17-2天）的时候发现某一天的课无法按时上课，需要向管理员提出请求，管理员进行手动排课。手动排课时，管理有权利对课程进行重新的安排。

在排课上使用了广度优先遍历算法。广度优先遍历是以层为顺序，将某一层上的所有节点都搜索到了之后才向下一层搜索；而深度优先遍历是将某一条枝桠上的所有节点都搜索到了之后，才转向搜索另一条枝桠上的所有节点。

广度优先遍历从某个顶点出发，首先访问这个顶点，然后找出这个结点的所有未被访问的邻接点，访问完后再访问这些结点中第一个邻接点的所有结点，重复此方法，直到所有结点都被访问完为止。

在计划开课2天内的时间，教师如果提出突然的调课，或者2个平行班级在上课时出现每个班都不足8人的情况，管理员可以随时进行合班（合班后人数不得超过15人）的操作。

图 自动排课相关E-R图

3.3班级变更

根据学生的学习情况，老师可以提出该学生的升班申请，管理员对该生进行升班，对班级人数进行调整，每个班的人数控制在8-15人。

4系统实现及验证

通过对前面基于松散培训模式的智慧排课系统的功能设计与实现，以及进一步对系统各功能模块的细化与完善，代码的编写与系统的设计最终得以顺利完成。虽然整个设计过程比较严谨，但是在程序编写过程中总会出现各种疏漏，甚至会出现偏离设计较大的漏洞，这是软件开发工作中常常出现的问题。面对这样的问题，将通过最后的验证环节来找出偏差并给予纠正，达到最终的设计目标。

4.1整体结构设计及实现

（1）用户层：也指用户客户端，是用户用来访问系统的窗口，也是系统进行信息反馈的地方。是用户与系统进行交互最直接的平台。

（2）中间层：它的作用是实现系统逻辑功能，是用户层和数据层之间的桥梁，根据用户的功能请求，对数据进行逻辑处理，然后将处理的结果反馈回用户层。

（3）数据层：是系统的数据中心，主要负责系统相关的基础数据的存储、访问，并为用户层与中间层提供数据服务。

4.2系统界面验证

主要是对管理平台的界面设计进行验证，验证松散式管理系统中的界面是否可以正确显示，验证界面的菜单等功能是否实现。用户进入了管理系统，进行试操作，查看界面显示情况，观察系统运行各个阶段显示界面与设计文档中的是否一致。最终结果为系统界面显示正常，该项目通过验证。

经过对松散式教务管理系统的验证，发现系统在教务管理的方面基本实现了设计预期的功能，但是仍然存在一些问题，主要表现在功能完善和多校区的功能增加等方面，现进行总结，以便在后来的工作中进行修正。

5系统不足与改进

本系统解决了松散教学模式下的管理问题。智慧排课系统合理的实现了将一个校区内的100多名外聘教师的排课。目前大多数的教务系统主要做的是日常排课，可以针对专职教师排课。但针对这种松散式的排课，其缺点也是显而易见的。通过系统设计，实现了对全部外聘教师的智慧排课，很好的解决了排课难问题。

参考文献

[1]刘宇.基于Web的教务管理系统设计与实现.东北石油大学，2014（06）：18-19

[2][美]塔皮奥.拉赫登迈奇，[美]迈克尔.利奇 著；曹怡倩，赵建伟 译. 数据库索引设计与优化，2015：30～51

[3][美]达科特（Jon Duckett） 著；刘涛，陈学敏 译.Web设计与前端开发秘籍：HTML CSS JavaScript jQuery构建网站.清华大学出版社，2012，（35）：35～36.