淺析網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)排課的實現(xiàn)方式及意義

【摘要】隨著信息化的到來，各行各業(yè)都經(jīng)受著以互聯(lián)網(wǎng)為核心的全球信息化浪潮的沖擊，各種信息管理系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。而在各大院校的管理中，也越來越趨向網(wǎng)絡(luò)化和信息化，而高校的教務(wù)管理一直是最重要的一塊基地，在本文中根據(jù)本人的實際工作，專門就其中的一項——排課展開討論，因為排課一直也是高校教學(xué)管理中一項重要而復(fù)雜的工作，擁有大量的約束條件，利用計算機(jī)來處理排課過程中教師，課程，班級，教室四種資源，無疑節(jié)省了大量的時間和勞動力，給人們的生活帶來了極大的方便。本章主要介紹排課問題提出及實現(xiàn)意義，排課問題的研究歷史和現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；教務(wù)管理；排課

一、高校中采用網(wǎng)絡(luò)管理模式的優(yōu)勢

近幾年來，隨著各大學(xué)的擴(kuò)招，陸續(xù)為國家培養(yǎng)了許多出色的人才，但隨著這幾年的教育體制改革，各高等院校教學(xué)方面也發(fā)生了一些變化，為了使培養(yǎng)出來的學(xué)生具備理更多的扎實的理論功底，因此，我們意識到，如果能擁有一套理想的基于現(xiàn)在流行的網(wǎng)絡(luò)平臺的教務(wù)管理系統(tǒng)的話，我們的工作不僅會更加具有效率，而且還會給全院師生帶來很多方便，通過本課題所研發(fā)的排課子系統(tǒng)再結(jié)合本人長期從事教務(wù)管理工作的確經(jīng)驗，認(rèn)為高校采用網(wǎng)絡(luò)管理的優(yōu)點如下：

1.結(jié)構(gòu)科學(xué)、流程清晰、功能完整，規(guī)范管理[1]。

2.安全保障機(jī)制與嚴(yán)密控制體系，能夠保證教務(wù)管理全性及教務(wù)管理數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性與一致性[2]。

3.控制機(jī)制借鑒生物進(jìn)化原理，遺傳的是共性、變異的是個性，能夠適應(yīng)教務(wù)管理需求變化對應(yīng)的程序版本變更。另外，還能夠?qū)崟r監(jiān)控門戶程序版本，有效防止黑客惡意篡改網(wǎng)頁，確保門戶安全。

4.提供完備的部署方案，能夠簡便快捷地在校園網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)上完成教務(wù)管理軟件安裝與配置。

5.層次性、集成化的功能結(jié)構(gòu)，既簡化復(fù)雜的管理工作，又歸整簡單的管理工作。

6.圖形化界面、向?qū)讲僮?，?zhǔn)確反映每一項教務(wù)管理工作的流程、順序、步驟，大大降低使用難度。

7.提供完整的輔修管理功能，能夠徹底解決與輔修管理相關(guān)的所有難題。

8.提供完整的實驗教學(xué)管理功能，能夠徹底解決與實驗教學(xué)管理相關(guān)的所有難題。

9.能夠直接在網(wǎng)頁端打印與教務(wù)管理工作配套的各種規(guī)范報表，徹底告別以往長期依賴電子表格（EXCEL）的無奈。

二、排課問題的提出及實現(xiàn)意義

在每所高校的教務(wù)處，通常有很多方方面面的教學(xué)管理工作，其中，課程管理中的教學(xué)計劃的實施是一個非常重要環(huán)節(jié)，每學(xué)期教學(xué)計劃管理人員及相關(guān)老師都要整理和制定要應(yīng)的教學(xué)計劃，然后再根據(jù)教學(xué)計劃下達(dá)教學(xué)任務(wù)書，任務(wù)書包括理論任務(wù)書和實踐任務(wù)書，之后，排課管理員會將會根據(jù)落實好的教學(xué)任務(wù)編排課表，如果有不能滿足需求的地方還要進(jìn)行調(diào)課，以上工作統(tǒng)稱為教學(xué)調(diào)度。在這些教學(xué)調(diào)度工作中，既有大量繁瑣的數(shù)據(jù)整理工作，還有嚴(yán)謹(jǐn)清楚的腦力勞動，因此工作非常繁重。

從我個人而言，作為一名教務(wù)管理者，深感工作的艱辛，最近我校要對教學(xué)進(jìn)行一系列改革，例如英語分層次教學(xué)，增加院控課程等，而且招生人數(shù)的增加，實驗室或?qū)嵱?xùn)室設(shè)備的不足，不但增加了排課的難度，而且還要求管理工作更加快速、準(zhǔn)確的對整個教學(xué)資源的調(diào)度。為此，我們迫切希望開發(fā)一款智能化的排課系統(tǒng)去完成這些工作。以前手工排課的話[3]，最容易出現(xiàn)的問題就是——課表沖突，例如上課地點沖突或者上課教室沖突等，一旦出現(xiàn)沖突，調(diào)節(jié)起來又非常麻煩?，F(xiàn)在市面上的排課軟件很多，隨著技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出來的算法也很多，例如遺傳算法，貪心算法等，都是想盡辦法讓排課管理盡可能的智能化和人性化，但這些算法但都是因校制宜，不易大范圍推廣。因此還是有很大一部分排課軟件采用的是回溯算法，這種算法比較經(jīng)典，而且大眾化，排出的課表也比較理想

回溯算法主要指基于B/S平臺去開發(fā)研究，此算法的核心思路是試探法，先選擇某一可能的方法進(jìn)行試探，每一方法試探都有多種方式，將每一方式都一一試探，遇見問題就返回，反復(fù)進(jìn)行這種試探然后再返回糾正，直到得出符合條件的全部答案或者是問題無解為止。但從我們學(xué)校的實際需求考慮，為了便于全校師生的使用方便，開發(fā)的平臺和工具和其它排課軟件稍有不同，直接是基于B/S（瀏覽器/服務(wù)器）平臺上開發(fā)的。隨著各學(xué)校規(guī)模擴(kuò)大，學(xué)生的數(shù)量急劇增加，教育資源顯得越來越有限，這個問題就顯得越發(fā)突出。

（一）排課問題的研究現(xiàn)狀和內(nèi)容

排課是高校教學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理中一項重要而復(fù)雜的工作，其實質(zhì)就是為高校所設(shè)置的課程安排一組適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)時間和空間，從而使整個教學(xué)計劃順利運(yùn)行。大學(xué)課表問題（University Timetable Problem-UTP）或者時間表問題（Time Table Problem-TTP）是一個一直困擾各個學(xué)校的令人頭疼問題，它是運(yùn)籌學(xué)典型的組合優(yōu)化問題之一。教師，教室，時間，課程和班級是五個制約該問題解決的重要因素。由于具有規(guī)模大，約束復(fù)雜及本質(zhì)不斷變化等特點，使得課表問題成為令人感興趣的課題之一[2]。1975年度，S.Even對該問題進(jìn)行了研究，并指出高校課表問題是一個NP完全問題，這就說明了該問題沒有真正上的最優(yōu)解，我們只有可能是求解相似最優(yōu)解，也就是說求解獲得的答案只可能不斷接近最優(yōu)解，但是不可能是最優(yōu)解。

但在目前很多院校仍然采用手工排課的方法。手工排課工作量大，排出來的課表也不理想。但隨著相應(yīng)教學(xué)體制改革的深入，每年招收學(xué)生人數(shù)的不斷上升，課程設(shè)置不斷向深度和廣度發(fā)展，手工排課的缺點越來越突出。基于B/S的排課系統(tǒng)的出現(xiàn)，大大的簡化了教務(wù)處工作人員的排課的工作量。在對排課業(yè)務(wù)進(jìn)行分析后，后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL Sever 2000，前臺開發(fā)工具選擇VS2005和ASP.NET，主要實現(xiàn)“課表智能編排，輔助調(diào)節(jié)，課表查詢，課表打印”等功能。具體功能如下：

1.系統(tǒng)的操作界面是在動態(tài)網(wǎng)頁上進(jìn)行，具有可視化操作界面，課程信息一目了然。手工排課系統(tǒng)做任務(wù)依賴于電子表格導(dǎo)入，靈活性差，一旦導(dǎo)入系統(tǒng)，不易修改，工作量大。

2.教學(xué)任務(wù)的錄入的是否準(zhǔn)確是本系統(tǒng)的關(guān)鍵，將直接影響到排課的成功率和合理化，這一點非常重要。待錄入的基本排課信息無誤之后，排課算法可自動生成課表；而排課人員根據(jù)自己的主觀意愿，還可對自動生成的課表進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，以形成最后的既無沖突，又符合人的主觀能動性的課表；

3.教師和教室信息錄入界面給我們帶來很大的方便，便于我們常握最新的教師和教室資源，以前手工排課系統(tǒng)里沒有這一功能，只能在專門管人力資源和教室資源的系統(tǒng)里去關(guān)聯(lián)，工作變的就繁瑣起來，無形也增加了排課人員的工作量。

4.本系統(tǒng)的智能排課占據(jù)排課的很大一部份，是我們研究的核心，而且排課效果比較理想，基本可以滿足各學(xué)校課程及師生對教學(xué)安排的一些特定要求，比起傳統(tǒng)的手動排課系統(tǒng)來說，這是技術(shù)上最根本的進(jìn)步。

5.使用本套系統(tǒng)，基本可以告別手工排課時代，調(diào)課也實現(xiàn)了智能化和合理化，在某種程度上提高了教務(wù)管理工作的效率。

6.查詢課表的渠道多種多樣，基本滿足不同角色使用者的需求?？蓪崿F(xiàn)對教師課表，班級課表，教室課表三類課表的查看和打印。教師和學(xué)生根據(jù)自身不同的權(quán)限，在登錄界面輸入自己的名稱和密碼后，便可查詢和打印各自的課表。

通過該排課子系統(tǒng)，可以提高排課質(zhì)量，把排課管理員從繁重的排課工作中解脫出來，而且課表中的信息一目了然，對于優(yōu)化教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行進(jìn)行理論和實踐的學(xué)習(xí)，評估每位教師對教學(xué)的貢獻(xiàn)，領(lǐng)導(dǎo)合理決策，都具有重要意義，必將大大推動教學(xué)的良性循環(huán)。

（二）開發(fā)排課系統(tǒng)一般使用到的技術(shù)

本段主要介紹了開發(fā)本排課系統(tǒng)所需的工具和技術(shù)，ASP.NET是目前比較游行的新一代動態(tài)Web開發(fā)工具，是今后電子商務(wù)和電子政務(wù)等Web應(yīng)用開發(fā)的主流技術(shù)這一，再結(jié)合SQL sever2000這一常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和世面比較流行的B/S體系結(jié)構(gòu)，使得本系統(tǒng)在開發(fā)上方便實用，操作簡單，而且又加上了ADO.NET這一全新的數(shù)據(jù)庫訪問方式為開發(fā)工具，使得數(shù)據(jù)庫接口訪問方面更加容易，很多可以通過向?qū)硗瓿蒘QL語句的編寫和數(shù)據(jù)庫鏈接。具體使用到的技術(shù)如下：

1.數(shù)據(jù)庫技術(shù)[1]；2.ASP.NET[2]技術(shù)；3.B/S結(jié)構(gòu)技術(shù)；4.ADO.NET技術(shù)。

三、結(jié)束語

本文主要講述了目前國內(nèi)外排課系統(tǒng)的研究狀況和排課系統(tǒng)在高校中所起的至關(guān)重要的作用，從而引出了本篇文章所研究的與其它排課系統(tǒng)不同的基于B/S平臺所開發(fā)的排課系統(tǒng)，簡單介紹了該排課系統(tǒng)的開發(fā)背景，使用到的開發(fā)工具和所實現(xiàn)的一些基本功能。

參考文獻(xiàn)

[1]丁寶康，等.數(shù)據(jù)庫實用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001：178-180.

[2]蘇睿先，米金剛.高校自動排課系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].天津：天津師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，2005：8-10.

[3]趙志升，李桂權(quán).一種基于B/S和C/S結(jié)構(gòu)結(jié)合的新體系結(jié)構(gòu)[M].北京：電子技術(shù)應(yīng)用，2004.