基于松散培訓(xùn)模式的智慧排課系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張婷

1研究背景及意義

松散式培訓(xùn)是相對(duì)于正式學(xué)校的日常正式授課而言的，松散式培訓(xùn)模式的特點(diǎn)是教師不固定，多為兼職教師，兼職教師數(shù)量多，請(qǐng)假調(diào)課頻繁，上課班級(jí)不固定，學(xué)生能力提升可隨時(shí)升班。因此為排課管理工作帶來(lái)了較大難度。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要針對(duì)這種特殊的松散式培訓(xùn)模式來(lái)排課，要能夠隨時(shí)應(yīng)變學(xué)生、教師的各類(lèi)變化。

該系統(tǒng)與學(xué)校教務(wù)信息網(wǎng)相連，老師與學(xué)生可以對(duì)教務(wù)信息網(wǎng)的信息進(jìn)行查詢(xún)；隨著本系統(tǒng)在本校的成功上線，下一步將本系統(tǒng)的成功模式推廣到其他學(xué)校。綜上所述，開(kāi)發(fā)本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義及很強(qiáng)的研發(fā)潛力。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1課程體系

基于松散培訓(xùn)模式的智慧排課系統(tǒng)的課程分為公共課、興趣課兩大類(lèi)，通過(guò)信息化的方式，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)先選課、調(diào)課的功能。

課程表主要有幾個(gè)要素：日期、具體時(shí)間、課程、教師、教室等。示例如下：

表1 典型課程表信息示例

2.2請(qǐng)假管理

對(duì)于48次/年的課程，允許最多4次的請(qǐng)假，請(qǐng)假后的課程安排進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。對(duì)于請(qǐng)假的學(xué)生，將其課程調(diào)整到期末，根據(jù)教師資源，再行安排課程，如建議學(xué)生進(jìn)行課程更換或調(diào)整。

2.3課程管理

管理員可以維護(hù)所有學(xué)生的課程安排，可以查詢(xún)學(xué)生的已上課程、未上課程；可以調(diào)換學(xué)生的已選課程、可以記錄學(xué)生獲得的獎(jiǎng)勵(lì)等。管理員可以給每門(mén)課程分配老師，安排課程的上課時(shí)間；可以設(shè)置每節(jié)課上課的學(xué)生人數(shù)，可以查詢(xún)每節(jié)課報(bào)名上課的學(xué)生等。

3系統(tǒng)關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多優(yōu)秀的教務(wù)管理系統(tǒng)面對(duì)的大多是專(zhuān)職教師，排課相對(duì)容易，松散式培訓(xùn)學(xué)校的每個(gè)園區(qū)都對(duì)應(yīng)了100多名外聘教師，兼職教師數(shù)量眾多，排課難度較大。

在智慧排課這個(gè)模塊中我們要解決的是面對(duì)一個(gè)校區(qū)100多名外聘教師，如何完成排課？校區(qū)之間教師資源可以共享，但校區(qū)之間的距離較遠(yuǎn)，教師無(wú)法在課間10分鐘實(shí)現(xiàn)校區(qū)的轉(zhuǎn)換，如何解決這個(gè)問(wèn)題？課程體系較為獨(dú)特，每門(mén)課程都分為初級(jí)班、中級(jí)班和高級(jí)班，當(dāng)班內(nèi)上課人數(shù)由于請(qǐng)假等原因少于8人時(shí)，相同的班級(jí)課程可以合班，每個(gè)班級(jí)上課人數(shù)控制在15人以?xún)?nèi)。智慧排課系統(tǒng)在滿足上述要求的情況下，實(shí)現(xiàn)合理排課。

3.1教師排課確認(rèn)

首先根據(jù)報(bào)名人數(shù)和教學(xué)計(jì)劃，確認(rèn)上課的課程。教師在課程開(kāi)始2個(gè)月前確認(rèn)某一門(mén)課程可以上還是不上。某個(gè)班級(jí)根據(jù)人數(shù)來(lái)確認(rèn)上課的時(shí)間段，課程比例確認(rèn)，例如某課程基礎(chǔ)知識(shí)講解占30%，實(shí)踐活動(dòng)占50%，素養(yǎng)培養(yǎng)占20%。每門(mén)課程有三大目標(biāo)：展示自我素養(yǎng)、背景素養(yǎng)、能力提升。根據(jù)三大目標(biāo)拆分課程課時(shí)數(shù)占比。

在上課前17天（2個(gè)周14天+周末3天）教師需要確認(rèn)上課。教師根據(jù)課程、班級(jí)等級(jí)、三大目標(biāo)寫(xiě)教案?jìng)湔n。同時(shí)，自動(dòng)排課系統(tǒng)被鎖定，上課時(shí)間、地點(diǎn)、教師已經(jīng)確定。

在自動(dòng)排課中，要滿足：課程對(duì)應(yīng)教師、課程對(duì)應(yīng)教室（如形體課等需要在制定的教室上）、當(dāng)教師在不同的校區(qū)任課時(shí)，需要確定緊鄰的課程10分鐘課間休息內(nèi)無(wú)校區(qū)轉(zhuǎn)換。

3.2 臨時(shí)排課

教師在開(kāi)課前17天確認(rèn)后，如果在開(kāi)課兩天前的日子里（17-2天）的時(shí)候發(fā)現(xiàn)某一天的課無(wú)法按時(shí)上課，需要向管理員提出請(qǐng)求，管理員進(jìn)行手動(dòng)排課。手動(dòng)排課時(shí)，管理有權(quán)利對(duì)課程進(jìn)行重新的安排。

在排課上使用了廣度優(yōu)先遍歷算法。廣度優(yōu)先遍歷是以層為順序，將某一層上的所有節(jié)點(diǎn)都搜索到了之后才向下一層搜索；而深度優(yōu)先遍歷是將某一條枝椏上的所有節(jié)點(diǎn)都搜索到了之后，才轉(zhuǎn)向搜索另一條枝椏上的所有節(jié)點(diǎn)。

廣度優(yōu)先遍歷從某個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)，首先訪問(wèn)這個(gè)頂點(diǎn)，然后找出這個(gè)結(jié)點(diǎn)的所有未被訪問(wèn)的鄰接點(diǎn)，訪問(wèn)完后再訪問(wèn)這些結(jié)點(diǎn)中第一個(gè)鄰接點(diǎn)的所有結(jié)點(diǎn)，重復(fù)此方法，直到所有結(jié)點(diǎn)都被訪問(wèn)完為止。

在計(jì)劃開(kāi)課2天內(nèi)的時(shí)間，教師如果提出突然的調(diào)課，或者2個(gè)平行班級(jí)在上課時(shí)出現(xiàn)每個(gè)班都不足8人的情況，管理員可以隨時(shí)進(jìn)行合班（合班后人數(shù)不得超過(guò)15人）的操作。

圖 自動(dòng)排課相關(guān)E-R圖

3.3班級(jí)變更

根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，老師可以提出該學(xué)生的升班申請(qǐng)，管理員對(duì)該生進(jìn)行升班，對(duì)班級(jí)人數(shù)進(jìn)行調(diào)整，每個(gè)班的人數(shù)控制在8-15人。

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)前面基于松散培訓(xùn)模式的智慧排課系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以及進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)各功能模塊的細(xì)化與完善，代碼的編寫(xiě)與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最終得以順利完成。雖然整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程比較嚴(yán)謹(jǐn)，但是在程序編寫(xiě)過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)各種疏漏，甚至?xí)霈F(xiàn)偏離設(shè)計(jì)較大的漏洞，這是軟件開(kāi)發(fā)工作中常常出現(xiàn)的問(wèn)題。面對(duì)這樣的問(wèn)題，將通過(guò)最后的驗(yàn)證環(huán)節(jié)來(lái)找出偏差并給予糾正，達(dá)到最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

（1）用戶層：也指用戶客戶端，是用戶用來(lái)訪問(wèn)系統(tǒng)的窗口，也是系統(tǒng)進(jìn)行信息反饋的地方。是用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互最直接的平臺(tái)。

（2）中間層：它的作用是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)邏輯功能，是用戶層和數(shù)據(jù)層之間的橋梁，根據(jù)用戶的功能請(qǐng)求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理，然后將處理的結(jié)果反饋回用戶層。

（3）數(shù)據(jù)層：是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、訪問(wèn)，并為用戶層與中間層提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

4.2系統(tǒng)界面驗(yàn)證

主要是對(duì)管理平臺(tái)的界面設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證松散式管理系統(tǒng)中的界面是否可以正確顯示，驗(yàn)證界面的菜單等功能是否實(shí)現(xiàn)。用戶進(jìn)入了管理系統(tǒng)，進(jìn)行試操作，查看界面顯示情況，觀察系統(tǒng)運(yùn)行各個(gè)階段顯示界面與設(shè)計(jì)文檔中的是否一致。最終結(jié)果為系統(tǒng)界面顯示正常，該項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)證。

經(jīng)過(guò)對(duì)松散式教務(wù)管理系統(tǒng)的驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在教務(wù)管理的方面基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)預(yù)期的功能，但是仍然存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在功能完善和多校區(qū)的功能增加等方面，現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，以便在后來(lái)的工作中進(jìn)行修正。

5系統(tǒng)不足與改進(jìn)

本系統(tǒng)解決了松散教學(xué)模式下的管理問(wèn)題。智慧排課系統(tǒng)合理的實(shí)現(xiàn)了將一個(gè)校區(qū)內(nèi)的100多名外聘教師的排課。目前大多數(shù)的教務(wù)系統(tǒng)主要做的是日常排課，可以針對(duì)專(zhuān)職教師排課。但針對(duì)這種松散式的排課，其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全部外聘教師的智慧排課，很好的解決了排課難問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]劉宇.基于Web的教務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).東北石油大學(xué)，2014（06）：18-19

[2][美]塔皮奧.拉赫登邁奇，[美]邁克爾.利奇 著；曹怡倩，趙建偉 譯. 數(shù)據(jù)庫(kù)索引設(shè)計(jì)與優(yōu)化，2015：30～51

[3][美]達(dá)科特（Jon Duckett） 著；劉濤，陳學(xué)敏 譯.Web設(shè)計(jì)與前端開(kāi)發(fā)秘籍：HTML CSS JavaScript jQuery構(gòu)建網(wǎng)站.清華大學(xué)出版社，2012，（35）：35～36.