基于填補時段法的人機交互式排課進程

周艷潔，張文斌，段志梅

（紅河學院 工學院，云南 蒙自 661100）

基于填補時段法的人機交互式排課進程

周艷潔，張文斌，段志梅

（紅河學院 工學院，云南 蒙自 661100）

針對目前高校排課中存在的復雜性和多樣性等問題，本文對人機交互式排課中的排課條件進行分析，然后采用填補時段法（即將使用時段從可用總時段中刪除）完成整個排課工作。此方法可以避開排課中的諸多因素干擾，減輕排課者排課的難度和重復性工作。該方法已經多次成功應用于排課實踐過程中，其所具有的簡捷性和合理行，是整合排課進程、提高教師對排課滿意度的一種新型排課方式。

人機交互排課進程；排課原理；排課流程

1 引言

排課是高校教務管理中一項重要而復雜的常規工作，其實質是時間表問題(Time Table Problem,TTP)，即對時間、學生、教師、教室四維的合理布局和相互協調。從20世紀50年代開始，人們就對其有效解法問題進行大量的研究，但均沒有得到滿意的結果[1]。

另外排課也是教師最為關心的問題。排課時若沒有周密的考慮，所排的課表可能缺乏合理性和人性化，這勢必影響到教師的工作情緒，甚至影響教學質量。排課問題是典型的資源分配問題，它的特性是要尋找班級、課表、時間、教師及教室等變量的可行值，同時滿足變量之間的相關約束。排課中的約束可以分為硬性約束與軟性約束，一個可行的課表就是滿足所有硬性約束的課表，而軟性約束是基于教師對課程安排的一些喜好要求[2]。本文將對排課中需要實現可行性和合理性結果的各種條件數據進行分析，然后采用填補時段法來完成大規模課程的排課。該方法經過多次實踐操作后，已成功應用在人機交互式排課進程中。

2 人機交互式排課原理

人機交互式排課原理，是由排課人安排所有預計開設課程的時間、地點、學生、教師、教室，以滿足時段條件互不發生沖突為排課最終目的，是實現人和系統之間排課工作協調組合的一種有效方式。排課原則：隨著高校辦學規模的不斷擴大，教師隊伍人數也不斷增加。由于在排課過程中，授課時間的沖突主要發生在同一個教學班，為了加快排課進程，在遵循排課優先級原則的基礎上[2]，排課時段隸屬于[周一 ，周五]，且排課可用時段為周一至周五學校允許排課時段：上午（1、2），（3、4）；下午（6、7）；（8、9）；晚上（10、11、12）；將開課計劃中各專業學生修讀的課程設計出所需時段后合理排出，同時滿足相關專業學生修讀共享的修讀時段。

基礎條件數據采集：

（1）給出各年級各專業自然班、教師、教室自編目錄，并按照目錄頁碼設定各年級、專業、自然班、教師、教室（含普通教室、多媒體教室、機房教室、實驗室教室）時段表。

（2）以上基礎條件數據時段表，格式設計如下：

表1 某多媒體教室使用時段表（填入時段法）

該表可以按照專業名稱上課安排時段進行排課，為相應課程安排普通教室、多媒體教室、機房教室、實驗室教室及可選時段（表中時段有一條下劃線的為第一批已排時段；有二條下劃線的為第二批已排時段；未標識下劃線的時段為待排課程使用時段）。

3 填補時段法在人機交互式排課過程中的應用

3.1 排課流程中需要考慮優先級的因素

（1）在排課前準備排課必須用到的基礎條件數據時段（即基礎時段表設計）。

（2）不同專業修讀同門課程，首先考慮所排的上課時段得讓修讀專業所有學生共享，至少3選1個時段。

（3）開設的實驗課程，提供3-4個實驗時段（如5，6，7 或者 10，11，12 等）共享不同專業學生

（4）考慮有特殊需求教師的上課時段和地點（教師滿意度體現）

（5）方向課程開設的專業，時段共享同年級同專業；選修課程采取前9周后9周交叉排課的方式以整合教師資源和教室資源。

3.2 排課進程（采用填入時段法）

排課進程順序為：通識必修課、平臺課程、專業課程、通識選修課，在排課進程中，需要將優先級因素與學生、教師、教室資源（涵蓋普通教室、多媒體教室、機房教室、實驗室教室）同時進行考慮，并采用填補時段法 （即將使用時段從可用總時段中刪除)在以專業學生作為排課首要條件考慮的基礎上，完成該專業下第一門課程的排課工作進程直至排完N門不同課程的時段分配。

以課程《Java程序設計》為例，來說明填補時段法在人機交互式排課過程中的具體應用，其排課流程圖如圖1所示：

圖1 排課流程

從圖1可以看出，排課流程圖的實施將復雜的排課過程變得簡捷，直觀的再現了排課工作的全過程，并且提高了人機交互式排課的進程，極大地縮減排課工作的難度[3]。

4 結束語

教學管理中的常規排課經驗，是在排課過程中不斷嘗試失敗、不斷完善和實踐積累中總結得出的。本文將排課填補時段法應用于人機交互式排課中，以排課流程圖的方式避開了排課中的諸多因素干擾，讓人機交互式排課工作更為簡捷、合理。該方法經過多次在排課實踐過程中的檢驗，基本實現了減輕排課者排課的難度和重復性工作的目的，同時提高了教師對排課的滿意度。人機交互式排課中填補時段法的應用，對于教務工作規范化和教學工作常規化，都有著積極的影響，值得在本校內其他二級學院和同類本科院校中推廣和借鑒。

[1]李振，王曉全，張子蛟，等.基于專家系統的交互式排課系統的實現[J].鄭州大學學報:工學版，2010(4)：124-128.

[2]曾光清.基于優先級的人性化排課算法研究[J].信息與電腦，2009，16（12）：127-128.

[3]周艷潔，張文斌，段志梅.基于流程圖模式的新型高校教學管理方法研究[J].新西部，2010（22）：149-150.

TP 30

A

1674-1103(2012)03-0016-02

2011-06-25

周艷潔(1974-)，女，云南蒙自人，云南省蒙自市紅河學院工學院館員，主要從事數學教育工作、教學管理。

[責任編輯：曹懷火]