中小學輔助排課系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

郭富

[摘 要]近年來，我國的經(jīng)濟獲得了長足發(fā)展，社會生活也日漸繁榮，在這樣的背景之下，我國的相關部門逐漸加強了對于教育事業(yè)的發(fā)展。在這一過程中，如何進行中小學課程的排表作業(yè)，成為了我國中小學學校在實際的教學管理過程中需要處理的相關問題之一。本文基于此，分析探討我國的中小學學校如何合理的安排時間、教師、課程、班級這四大要素之間的關系，繼而由此帶動我國中小學課堂教學的有序開展。

[關鍵詞]中小學；輔助排課系統(tǒng)；設計與實現(xiàn)

現(xiàn)階段，在我國的中小學教學的過程中，相關部門為了更好的推動相關教學環(huán)節(jié)的有序進展，并推動教學管理效率的提高，相關部門在實際的管理過程中逐漸加強了對于中小學課程的編排。在這一過程中，通過相關部門的不懈努力以及相關科學技術的發(fā)展，使得我國的中小學在實際的課程編排過程中逐漸加強了對于計算機信息技術的使用，并在此基礎之上通過復雜的判斷以及多種運算，實現(xiàn)了智能化課表編排系統(tǒng)的構建。本文基于此，分析探討中小學輔助排課系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。

一、排課準則及排課算法

1.排課系統(tǒng)的準則。在進行中小學課程課表安排的過程中，為了檢驗相關的排課系統(tǒng)在實際的運用過程中是否成功，需要相關管理人員加強對于排課結(jié)果的管理以及檢驗。在這一過程中，需要相關的技術人員確保排課結(jié)果符合下述幾個方面的準則。

（1）是否滿足“約束條件”（“硬條件”）。事實上，是否滿足“約束條件”是對排課系統(tǒng)的運行判斷是否成功的重要標志之一。所謂的“約束條件”指的是排課系統(tǒng)在運作的過程中必須遵循的條件，事實上，若該系統(tǒng)在運行過程中違背了“約束條件”，其最終導致的排課結(jié)果的錯誤性，繼而導致教學環(huán)節(jié)出現(xiàn)較多的失誤以及沖突。

在這一過程中，“約束條件”的具體內(nèi)涵分為兩個環(huán)節(jié)：一是教師不能沖突；二是班級不能沖突。所謂的教師不能沖突指的是通過排課系統(tǒng)排課的過程中，同一名教師不能在同一時間段內(nèi)任教多個班的課程（合班課除外）。而班級不能沖突，指的則是經(jīng)過排課系統(tǒng)排課的過程中，同一個班級同一時間段內(nèi)不能接受多為教師的任課教學。

（2）是否滿足“優(yōu)化條件”（“軟條件”）。所謂的“優(yōu)化條件”在實際的運行過程中又被稱之為“軟條件”。其內(nèi)涵指的是在進行排課系統(tǒng)進行排課作業(yè)的過程中，相關系統(tǒng)在滿足“約束條件”基礎之上，可以實現(xiàn)也可以不實現(xiàn)的，彈性較大的條件。

目前，在排課系統(tǒng)運行的過程中主要的優(yōu)化條件約有四大類，分別是：對于同一班級的某門課程，需要確保在一周內(nèi)上課的時間進行均勻分散的安排。二是語數(shù)外等主科的安排時間傾向安排在上午，而其他副科的上課時間則安排在次要時間段。三是需要合理安排任課教師的課程，確保合理分布任課較多的教師的一周工作量。四是要優(yōu)先處理占用公共資源以及學時較多的課程，諸如微機課、體育課等。

事實上，“優(yōu)化條件”作為判斷排課系統(tǒng)是否成功的標志在于，其能夠在滿足所有的“約束條件”的同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)“軟條件”，即“優(yōu)化條件”。這種狀況的出現(xiàn)才能夠證明相關的排課軟件的成功。

2.優(yōu)化排課算法的實現(xiàn)。事實上，我國的中小學教務管理部門在進行課程安排管理的過程中，加強了對于排課系統(tǒng)算法的設計以及實施。目前，由于在相關系統(tǒng)設計構建的過程中相關部門需要加強對于。教師、班級、時間、課程、甚至是教室等諸多信息對象的科學、合理的安排，繼而導致相關系統(tǒng)的設計存在一定的復雜性。事實上，在構建排課系統(tǒng)算法設計的過程中，其主要目的在于以此為基礎推動我國中小學教學資源的合理、高效、科學的安排，繼而在此基礎上推動校園教學環(huán)節(jié)的有效進展?；诖?，就使得相關算法在設計的過程中需要加強對于時間、教師、教室等做多沖突項目的解決。現(xiàn)階段，通過對于我國中小學課程設置方面的了解以及相關排課方法掌握之后，筆者總結(jié)出了一套完備的在排課算法。該算法在實際的運用過程中能夠有效的推動各類沖突的解決，繼而實現(xiàn)課程安排的合理性以及安全性。關于相關算法的構建方式，筆者進行了相關總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

（1）構造時間模式庫。所謂的時間模式指的是以教務人員的經(jīng)驗為基礎，構造出了符合各種時數(shù)不同的課程的時間組合方式。例如，若某門課程的周學時數(shù)為4，那么其時間組合方式為“11”“22”“32”“41”。事實上，這些組合方式分別代表的是該課程在實際的實行過程中的時間分別是：一周上4次，分別為周一的第1節(jié)、周二的第2節(jié)、周三的第2節(jié)和周四的第1節(jié)，如表1所示。

（2）建立時間數(shù)組。在構建時間數(shù)組的過程中，需要事先加強對于班級教師的空閑時間表的建立。繼而以此為基礎，實現(xiàn)對于班級、教師的可排課時間的表示，并以此為基礎，分別為他們建立一維數(shù)組。事實上，由于中小學的班級都為固定的，因為在這一過程中，需要將教室這一因素排除在外。舉例：某位教師的初始可排課時間數(shù)組為（1111111 1111111 1111111 1111111 1111111）。在相關的時間數(shù)組中共有五組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分別代表五天的工作日，此外，一組數(shù)據(jù)中的7個字符優(yōu)分別表示一天中的七個時間單元。筆者將相關的初始值設置為1，表示該教師一周中的每一時間段內(nèi)的空閑時間。但是一旦某位教師的時間被分配之后，相對應的字符為0。

二、進行沖突檢測

事實上，在借助網(wǎng)絡信息技術進行相關課程的安排過程中，往往會因為時間狀況的限制，而導致相關的課程沖突出現(xiàn)。在這樣的背景之下，為了推動相關教學環(huán)節(jié)的有序開展，需要相關部門以及人員加強對于排課過程中的沖突進行消除和解決。

在這一過程中，相關的沖突檢測主要被分為四種：一是在特定的時間段內(nèi)，相關課程的任教老師是否已經(jīng)進行了課程安排。二是在特定的時間段內(nèi)，相關的班級是否已經(jīng)進行了課程的安排。三是通過排課系統(tǒng)進行課程安排的過程中，其是否滿足相關的約束條件。三是某課程的周課時數(shù)在實際的安排過程中是否全部完成。

在自動排課的過程中，需要使用上述沖突檢測方法進監(jiān)測，并利用不同顏色來表示課程安排是否存在沖突。但是在進行手動排課的過程中，一般情況下只使用第1、4兩種沖突檢測方法。在這一過程中，需要相關的管理人員對課程的一周課時數(shù)是否排滿進行相關的了解，其次就是對該課程對應的授課教師是否該時段在別的班級有課進行判斷，在這一過程中若彈出相關的警告提示，需要禁止此次的手動排課作業(yè)。

三、結(jié)語

目前，我國的中小學學校在進行教學管理的過程中，為了推動課程教學的有序推進，需要相關部門加強對于相關課程的合理、高效、科學的安排?；诖耍褪沟孟嚓P部門以及人員加強了對于排課系統(tǒng)的構建。本文主要分析了中小學學校在進行排課系統(tǒng)構建過程中所遵循的排課準則及排課算法，并就相關算法的檢測進行了分析。筆者認為隨著相關算法、技術的發(fā)展以及相關部門的重視，我國的中小學課程安排一定會朝著科學化的方向發(fā)展，繼而以此推動相關教學任務的開展。

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