淺析網絡系統排課的實現方式及意義

【摘要】隨著信息化的到來，各行各業都經受著以互聯網為核心的全球信息化浪潮的沖擊，各種信息管理系統相繼出現。而在各大院校的管理中，也越來越趨向網絡化和信息化，而高校的教務管理一直是最重要的一塊基地，在本文中根據本人的實際工作，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管理中一項重要而復雜的工作，擁有大量的約束條件，利用計算機來處理排課過程中教師，課程，班級，教室四種資源，無疑節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意義，排課問題的研究歷史和現狀。

【關鍵詞】網絡系統；教務管理；排課

一、高校中采用網絡管理模式的優勢

近幾年來，隨著各大學的擴招，陸續為國家培養了許多出色的人才，但隨著這幾年的教育體制改革，各高等院校教學方面也發生了一些變化，為了使培養出來的學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在流行的網絡平臺的教務管理系統的話，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，通過本課題所研發的排課子系統再結合本人長期從事教務管理工作的確經驗，認為高校采用網絡管理的優點如下：

1.結構科學、流程清晰、功能完整，規范管理[1]。

2.安全保障機制與嚴密控制體系，能夠保證教務管理全性及教務管理數據的完整性、準確性與一致性[2]。

3.控制機制借鑒生物進化原理，遺傳的是共性、變異的是個性，能夠適應教務管理需求變化對應的程序版本變更。另外，還能夠實時監控門戶程序版本，有效防止黑客惡意篡改網頁，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/互聯網上完成教務管理軟件安裝與配置。

5.層次性、集成化的功能結構，既簡化復雜的管理工作，又歸整簡單的管理工作。

6.圖形化界面、向導式操作，準確反映每一項教務管理工作的流程、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的所有難題。

8.提供完整的實驗教學管理功能，能夠徹底解決與實驗教學管理相關的所有難題。

9.能夠直接在網頁端打印與教務管理工作配套的各種規范報表，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意義

在每所高校的教務處，通常有很多方方面面的教學管理工作，其中，課程管理中的教學計劃的實施是一個非常重要環節，每學期教學計劃管理人員及相關老師都要整理和制定要應的教學計劃，然后再根據教學計劃下達教學任務書，任務書包括理論任務書和實踐任務書，之后，排課管理員會將會根據落實好的教學任務編排課表，如果有不能滿足需求的地方還要進行調課，以上工作統稱為教學調度。在這些教學調度工作中，既有大量繁瑣的數據整理工作，還有嚴謹清楚的腦力勞動，因此工作非常繁重。

從我個人而言，作為一名教務管理者，深感工作的艱辛，最近我校要對教學進行一系列改革，例如英語分層次教學，增加院控課程等，而且招生人數的增加，實驗室或實訓室設備的不足，不但增加了排課的難度，而且還要求管理工作更加快速、準確的對整個教學資源的調度。為此，我們迫切希望開發一款智能化的排課系統去完成這些工作。以前手工排課的話[3]，最容易出現的問題就是——課表沖突，例如上課地點沖突或者上課教室沖突等，一旦出現沖突，調節起來又非常麻煩。現在市面上的排課軟件很多，隨著技術的發展，開發出來的算法也很多，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，反復進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。但從我們學校的實際需求考慮，為了便于全校師生的使用方便，開發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/服務器）平臺上開發的。隨著各學校規模擴大，學生的數量急劇增加，教育資源顯得越來越有限，這個問題就顯得越發突出。

（一）排課問題的研究現狀和內容

排課是高校教學網絡管理中一項重要而復雜的工作，其實質就是為高校所設置的課程安排一組適當的教學時間和空間，從而使整個教學計劃順利運行。大學課表問題（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校的令人頭疼問題，它是運籌學典型的組合優化問題之一。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。由于具有規模大，約束復雜及本質不斷變化等特點，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解，我們只有可能是求解相似最優解，也就是說求解獲得的答案只可能不斷接近最優解，但是不可能是最優解。

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。但隨著相應教學體制改革的深入，每年招收學生人數的不斷上升，課程設置不斷向深度和廣度發展，手工排課的缺點越來越突出。基于B/S的排課系統的出現，大大的簡化了教務處工作人員的排課的工作量。在對排課業務進行分析后，后臺數據庫采用SQL Sever 2000，前臺開發工具選擇VS2005和ASP.NET，主要實現“課表智能編排，輔助調節，課表查詢，課表打印”等功能。具體功能如下：

1.系統的操作界面是在動態網頁上進行，具有可視化操作界面，課程信息一目了然。手工排課系統做任務依賴于電子表格導入，靈活性差，一旦導入系統，不易修改，工作量大。

2.教學任務的錄入的是否準確是本系統的關鍵，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；而排課人員根據自己的主觀意愿，還可對自動生成的課表進行手動調節，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里去關聯，工作變的就繁瑣起來，無形也增加了排課人員的工作量。

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

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

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。可實現對教師課表，班級課表，教室課表三類課表的查看和打印。教師和學生根據自身不同的權限，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，可以提高排課質量，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，對于優化教學，指導學生進行進行理論和實踐的學習，評估每位教師對教學的貢獻，領導合理決策，都具有重要意義，必將大大推動教學的良性循環。

（二）開發排課系統一般使用到的技術

本段主要介紹了開發本排課系統所需的工具和技術，ASP.NET是目前比較游行的新一代動態Web開發工具，是今后電子商務和電子政務等Web應用開發的主流技術這一，再結合SQL sever2000這一常用的數據庫管理系統和世面比較流行的B/S體系結構，使得本系統在開發上方便實用，操作簡單，而且又加上了ADO.NET這一全新的數據庫訪問方式為開發工具，使得數據庫接口訪問方面更加容易，很多可以通過向導來完成SQL語句的編寫和數據庫鏈接。具體使用到的技術如下：

1.數據庫技術[1]；2.ASP.NET[2]技術；3.B/S結構技術；4.ADO.NET技術。

三、結束語

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

參考文獻

[1]丁寶康，等.數據庫實用教程[M].北京：清華大學出版社，2001：178-180.

[2]蘇睿先，米金剛.高校自動排課系統的設計與實現[D].天津：天津師范大學城市與環境科學學院，2005：8-10.

[3]趙志升，李桂權.一種基于B/S和C/S結構結合的新體系結構[M].北京：電子技術應用，2004.