基于松散培訓模式的智慧排課系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

張婷

1研究背景及意義

松散式培訓是相對于正式學校的日常正式授課而言的，松散式培訓模式的特點是教師不固定，多為兼職教師，兼職教師數(shù)量多，請假調(diào)課頻繁，上課班級不固定，學生能力提升可隨時升班。因此為排課管理工作帶來了較大難度。在系統(tǒng)設計中，要針對這種特殊的松散式培訓模式來排課，要能夠隨時應變學生、教師的各類變化。

該系統(tǒng)與學校教務信息網(wǎng)相連，老師與學生可以對教務信息網(wǎng)的信息進行查詢；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校。綜上所述，開發(fā)本系統(tǒng)具有很強的現(xiàn)實意義及很強的研發(fā)潛力。

2系統(tǒng)設計分析

2.1課程體系

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

課程表主要有幾個要素：日期、具體時間、課程、教師、教室等。示例如下：

表1 典型課程表信息示例

2.2請假管理

對于48次/年的課程，允許最多4次的請假，請假后的課程安排進行相應調(diào)整。對于請假的學生，將其課程調(diào)整到期末，根據(jù)教師資源，再行安排課程，如建議學生進行課程更換或調(diào)整。

2.3課程管理

管理員可以維護所有學生的課程安排，可以查詢學生的已上課程、未上課程；可以調(diào)換學生的已選課程、可以記錄學生獲得的獎勵等。管理員可以給每門課程分配老師，安排課程的上課時間；可以設置每節(jié)課上課的學生人數(shù)，可以查詢每節(jié)課報名上課的學生等。

3系統(tǒng)關鍵模塊設計

國內(nèi)外已經(jīng)有很多優(yōu)秀的教務管理系統(tǒng)面對的大多是專職教師，排課相對容易，松散式培訓學校的每個園區(qū)都對應了100多名外聘教師，兼職教師數(shù)量眾多，排課難度較大。

在智慧排課這個模塊中我們要解決的是面對一個校區(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，教師無法在課間10分鐘實現(xiàn)校區(qū)的轉換，如何解決這個問題？課程體系較為獨特，每門課程都分為初級班、中級班和高級班，當班內(nèi)上課人數(shù)由于請假等原因少于8人時，相同的班級課程可以合班，每個班級上課人數(shù)控制在15人以內(nèi)。智慧排課系統(tǒng)在滿足上述要求的情況下，實現(xiàn)合理排課。

3.1教師排課確認

首先根據(jù)報名人數(shù)和教學計劃，確認上課的課程。教師在課程開始2個月前確認某一門課程可以上還是不上。某個班級根據(jù)人數(shù)來確認上課的時間段，課程比例確認，例如某課程基礎知識講解占30%，實踐活動占50%，素養(yǎng)培養(yǎng)占20%。每門課程有三大目標：展示自我素養(yǎng)、背景素養(yǎng)、能力提升。根據(jù)三大目標拆分課程課時數(shù)占比。

在上課前17天（2個周14天+周末3天）教師需要確認上課。教師根據(jù)課程、班級等級、三大目標寫教案備課。同時，自動排課系統(tǒng)被鎖定，上課時間、地點、教師已經(jīng)確定。

在自動排課中，要滿足：課程對應教師、課程對應教室（如形體課等需要在制定的教室上）、當教師在不同的校區(qū)任課時，需要確定緊鄰的課程10分鐘課間休息內(nèi)無校區(qū)轉換。

3.2 臨時排課

教師在開課前17天確認后，如果在開課兩天前的日子里（17-2天）的時候發(fā)現(xiàn)某一天的課無法按時上課，需要向管理員提出請求，管理員進行手動排課。手動排課時，管理有權利對課程進行重新的安排。

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)點都搜索到了之后，才轉向搜索另一條枝椏上的所有節(jié)點。

廣度優(yōu)先遍歷從某個頂點出發(fā)，首先訪問這個頂點，然后找出這個結點的所有未被訪問的鄰接點，訪問完后再訪問這些結點中第一個鄰接點的所有結點，重復此方法，直到所有結點都被訪問完為止。

在計劃開課2天內(nèi)的時間，教師如果提出突然的調(diào)課，或者2個平行班級在上課時出現(xiàn)每個班都不足8人的情況，管理員可以隨時進行合班（合班后人數(shù)不得超過15人）的操作。

圖 自動排課相關E-R圖

3.3班級變更

根據(jù)學生的學習情況，老師可以提出該學生的升班申請，管理員對該生進行升班，對班級人數(shù)進行調(diào)整，每個班的人數(shù)控制在8-15人。

4系統(tǒng)實現(xiàn)及驗證

通過對前面基于松散培訓模式的智慧排課系統(tǒng)的功能設計與實現(xiàn)，以及進一步對系統(tǒng)各功能模塊的細化與完善，代碼的編寫與系統(tǒng)的設計最終得以順利完成。雖然整個設計過程比較嚴謹，但是在程序編寫過程中總會出現(xiàn)各種疏漏，甚至會出現(xiàn)偏離設計較大的漏洞，這是軟件開發(fā)工作中常常出現(xiàn)的問題。面對這樣的問題，將通過最后的驗證環(huán)節(jié)來找出偏差并給予糾正，達到最終的設計目標。

4.1整體結構設計及實現(xiàn)

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

（2）中間層：它的作用是實現(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)用戶的功能請求，對數(shù)據(jù)進行邏輯處理，然后將處理的結果反饋回用戶層。

（3）數(shù)據(jù)層：是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，主要負責系統(tǒng)相關的基礎數(shù)據(jù)的存儲、訪問，并為用戶層與中間層提供數(shù)據(jù)服務。

4.2系統(tǒng)界面驗證

主要是對管理平臺的界面設計進行驗證，驗證松散式管理系統(tǒng)中的界面是否可以正確顯示，驗證界面的菜單等功能是否實現(xiàn)。用戶進入了管理系統(tǒng)，進行試操作，查看界面顯示情況，觀察系統(tǒng)運行各個階段顯示界面與設計文檔中的是否一致。最終結果為系統(tǒng)界面顯示正常，該項目通過驗證。

經(jīng)過對松散式教務管理系統(tǒng)的驗證，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在教務管理的方面基本實現(xiàn)了設計預期的功能，但是仍然存在一些問題，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)進行總結，以便在后來的工作中進行修正。

5系統(tǒng)不足與改進

本系統(tǒng)解決了松散教學模式下的管理問題。智慧排課系統(tǒng)合理的實現(xiàn)了將一個校區(qū)內(nèi)的100多名外聘教師的排課。目前大多數(shù)的教務系統(tǒng)主要做的是日常排課，可以針對專職教師排課。但針對這種松散式的排課，其缺點也是顯而易見的。通過系統(tǒng)設計，實現(xiàn)了對全部外聘教師的智慧排課，很好的解決了排課難問題。

參考文獻

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