應(yīng)用技術(shù)學(xué)院排課管理系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)

高軍，馬鐵民，高云麗

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院，大慶 163319）

在科技高度發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。排課管理是高校教務(wù)管理中一項(xiàng)很重要的內(nèi)容，我校應(yīng)用技術(shù)學(xué)院以往都采用人工排課，效率低、工作量大、極易出錯(cuò)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)教師、教室、授課時(shí)間沖突等現(xiàn)象，且由于為應(yīng)用技術(shù)學(xué)院授課的教師，均來(lái)源于我校從事本科正常教學(xué)的教師，受此影響，加大了排課的難度，在一定程度上影響了教學(xué)工作的順利進(jìn)行。我校應(yīng)用技術(shù)學(xué)院排課管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)很好地解決了這一問(wèn)題。該系統(tǒng)能將應(yīng)用技術(shù)學(xué)院的教學(xué)任務(wù)表及本科授課信息自動(dòng)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并通過(guò)此系統(tǒng)進(jìn)行合班課程管理及課程安排，對(duì)授課時(shí)間沖突、教室沖突、本?？剖谡n沖突等各類(lèi)沖突由系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，按要求生成班級(jí)課表、教師課表及教室課表，并最終生成教師工作量匯總。

1 系統(tǒng)需求

排課問(wèn)題是一個(gè)涉及多種因素的動(dòng)態(tài)組合規(guī)劃問(wèn)題，它要保證各種教學(xué)資源不產(chǎn)生沖突，并且要滿足教學(xué)資源各方面的約束條件。因此一個(gè)好的排課系統(tǒng)必須滿足實(shí)現(xiàn)排課的需求。經(jīng)到我校應(yīng)用技術(shù)學(xué)院調(diào)研，該系統(tǒng)的實(shí)際需求如下。

應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本身并不獨(dú)立擁有任何教師資源，所有任課教師只能與進(jìn)行本科教學(xué)的教師資源共享，也就是說(shuō)，應(yīng)用技術(shù)學(xué)院的排課必須所有本科教學(xué)任務(wù)排定后進(jìn)行，因此在排課時(shí)必須考慮教師與正常的本科授課沖突問(wèn)題。

應(yīng)用技術(shù)學(xué)院的排課安排必須依據(jù)各院提交的教學(xué)任務(wù)表，因此系統(tǒng)必須先將各院提交的教學(xué)任務(wù)表信息導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

排課時(shí)應(yīng)考慮各教學(xué)資源的沖突問(wèn)題，教學(xué)資源主要包括課程、教師、教室、時(shí)間。排課問(wèn)題的求解過(guò)程就是對(duì)任何課程、班級(jí)、教師、教室安排出一個(gè)相同的空閑時(shí)間，在安排時(shí)排課不能發(fā)生沖突，同時(shí)遵守一些約束條件。所謂沖突就是將上不同課程的兩個(gè)或多個(gè)班排成了同一時(shí)間或同一教室，或在同一時(shí)間為一個(gè)教師安排了多門(mén)課程等等。

合班授課是高校教學(xué)過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題，因此排課時(shí)必須考慮合班授課問(wèn)題。

系統(tǒng)必須支持多學(xué)期、多年度排課，也就是歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)問(wèn)題。

系統(tǒng)必須具有按教師進(jìn)行學(xué)期或年度的工作量統(tǒng)計(jì)功能。

系統(tǒng)能為班級(jí)、教師、教室按學(xué)期生成相應(yīng)的課程表。

2 系統(tǒng)功能

根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能模塊圖如圖1所示[1]。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of system function

各模塊功能如下：

資源管理模塊：對(duì)教師、課程、教室、班級(jí)及本科授課信息等資源進(jìn)行導(dǎo)入及管理，并能進(jìn)行教師工作量的統(tǒng)計(jì)。

合班授排課管理模塊：通過(guò)“合班授課設(shè)置”模塊，教務(wù)管理人員可預(yù)先設(shè)置需要全班授課的班級(jí)并記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣在排課時(shí)，某課程的合班授課班級(jí)將統(tǒng)一排課[2]。

排課管理模塊：該模塊是系統(tǒng)的主體模塊，利用此功能，教務(wù)管理員可很方便的完成排課任務(wù)。排課管理模塊的界面如圖2所示。

圖2 排課模塊界面Fig.2 Interface of course scheduling module

生成課程表模塊：按指定格式生成教師課程表、班級(jí)課程表及教室課程表，并可將生成的課程表導(dǎo)出到Word中。圖3為生成的班級(jí)課程表樣式。

圖3 班級(jí)課程表樣式Fig.3 Style of class curriculum

系統(tǒng)管理模塊：主要用于將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸零及數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 排課過(guò)程及沖突檢測(cè)算法

在排課過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)授課時(shí)間沖突、教室沖突、本?？剖谡n沖突等各類(lèi)沖突，因此系統(tǒng)采用沖突檢測(cè)算法進(jìn)行沖突檢測(cè)[3]，如果檢測(cè)到有沖突發(fā)生，系統(tǒng)便會(huì)給相應(yīng)的提示信息，通知排課人員改變排課策略。排課過(guò)程及沖突檢測(cè)算法描述如圖4所示（以某個(gè)班級(jí)的排課為例）。

圖4 沖突檢測(cè)算法流程圖Fig.4 Flow chart of Conflict detection algorithm

3.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用客戶—服務(wù)器模式，即C/S模式，基于功能強(qiáng)大的.NET平臺(tái)，前臺(tái)使用目前比較流行的C#語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)工具[4]，后臺(tái)使用SQL SERVER 2005進(jìn)行數(shù)據(jù)管理[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)針對(duì)以往人工排課存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了適用開(kāi)黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院的排課管理系統(tǒng)，不僅大大提高了排課效率，同時(shí)也杜絕了各類(lèi)沖突的出現(xiàn)，滿足了應(yīng)用技術(shù)學(xué)院排課需求。但由于教師資源與本科共享，且本科排課優(yōu)先，故系統(tǒng)僅實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排課功能，這一點(diǎn)有待于改進(jìn)。

［1］朱景福，高軍.網(wǎng)絡(luò)選課與學(xué)分制管理系統(tǒng)的建立與應(yīng)用［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（3）：85-88.

［2］郭俊柏，邢永麗.高校排課中的合班問(wèn)題［J］.湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008.30（4）:8-9.

［3］高武奇，康鳳舉.基于沖突檢測(cè)算法的二級(jí)排課系統(tǒng)［J］.西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008.28（5）:506-510.

［4］梁冰，呂雙，王小科.C#程序開(kāi)發(fā)范例寶典［M］.2版.北京：人民郵電出版社，2009.

［5］黃彬，蔡德利.黑龍江省區(qū)域土壤數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（5）:17-20.