研究生排課系統(tǒng)的因素分析與探討

陳未央 王 毅

（南京航空航天大學(xué) 江蘇·南京 210016）

0 引言

研究生課表編排是一個復(fù)雜且巨大的工作，課程編排的過程需要考慮的制約因素多。隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工排課已難以滿足需要，達(dá)不到快速、理想的排課效果。[1]本文基于作者多年來的教學(xué)管理經(jīng)驗和我校研究生課程排課實行的二級管理模式，針對常年來學(xué)院選修課人工排課的經(jīng)驗，重點分析了研究生課程排課過程中普遍存在的問題及其可行的解決方案。

近年來，高校管理人員針對高校排課系統(tǒng)的設(shè)計提出了多種方法：如基于空間模型的高校排課算法、基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的排課優(yōu)化算法、基于遺傳算法和退火算法以及圖論算法等。[2]這些大都是基于數(shù)學(xué)原理對排課系統(tǒng)進(jìn)行的優(yōu)化，而規(guī)則的設(shè)計則更多的直接采用了普通排課系統(tǒng)的規(guī)則，沒有針對性的分析特定排課需求。因此，這里重點針對研究生課程體系所具有的特點，從教學(xué)管理者、排課執(zhí)行者和課程體系特點出發(fā)，分析一個高效的、針對研究生課程的排課系統(tǒng)的主要影響因素及其優(yōu)化方法。

1 問題分析

排課問題是由時間、空間、課程等諸多因素構(gòu)成的，針對研究生課程體系的特點，其排課系統(tǒng)需要特別注意的是：一是課程的優(yōu)先權(quán)不同，考慮到教師在排課的過程中，不同教師在遭遇資源沖突時優(yōu)先權(quán)的差別；二是課程授課的靈活性，即相比于本科生課程，研究生課程授課方式、地點多變，則如何高效的安排教室、實驗室、機(jī)房等更為重要；三是學(xué)生的組成更為復(fù)雜，考慮到學(xué)院不同專業(yè)、不同研究方向的學(xué)生會跨專業(yè)選課的情況，應(yīng)盡量讓有可能被跨專業(yè)選課的課程不產(chǎn)生上課時間的沖突。為了有效的解決前述的三個問題，這里探討一個高效的排課系統(tǒng)需要具有的功能。

（1）解決課程排課沖突問題：由于自主排課系統(tǒng)往往會首先調(diào)研教師的排課意向，所以在存在課程沖突、即同一教師在同一時間上兩門不同的課程，或者是同一學(xué)科的不同課程教師選擇了同一時間段的上課時間的問題。這時，建議將所有課程首先按照類別分類，對課程的排課進(jìn)行優(yōu)先權(quán)排序。

以我院課程設(shè)置為例，初步擬定的分類方法為：常規(guī)學(xué)生課程、國際化課程和留學(xué)生課程。A 類為必修課程、B 類為專業(yè)學(xué)位課程、C 類為實驗實踐課程、D 類為任選課程、E 類為培養(yǎng)環(huán)節(jié)；L 型為留學(xué)研究生課程、Y 型為研究生國際化培養(yǎng)課程、G 型為研究生國際課程、Q 型研究生企業(yè)課程。

進(jìn)一步，可以對課程進(jìn)行級別設(shè)置：研究生課程分為碩士生課程和博士生課程兩類。6 級為碩士生適用課程、7 級為碩博士生通用課程、8 級為博士生適用課程。其中，碩士生課程分必修課程（6A 類、6E 類）和選修課程（6B、7C、7D 類）兩種形式；博士生的課程分為必修課程（8A類、8E類）和選修課程（8B、7D 類）兩種形式。同時，碩士生可選修不多于3 個學(xué)分的8B類課程作為專業(yè)學(xué)位課程；碩士階段已修讀的課程，博士階段不得重復(fù)修讀。

基于上述課程分類，可以對各門課程按照不同類別、級別設(shè)置優(yōu)先權(quán)系數(shù)，然后掛靠到具體教師上。在排課過程中，直接根據(jù)優(yōu)先權(quán)系數(shù)，按照課程順序依次排課，從根源上有效避免課程沖突問題。同時，在初步滿足上述排課要求的前提條件下，充分考慮教師意見，在排課過程中設(shè)置教師自主確認(rèn)模塊，按照優(yōu)先級順序依次與任課教師確定課程教學(xué)安排。

（2）解決教室沖突的對策：由于排課系統(tǒng)采用按順序的教室分配原則，教室沖突主要出現(xiàn)在研究生階段教師負(fù)責(zé)的學(xué)院級別的公共實驗室上面。這一現(xiàn)象常常由于各任課教師的課程同時包括課程教學(xué)和實驗教學(xué)、而且兩者時間均不固定。在排課系統(tǒng)中解決該問題較為困難，主要可以通過要求教師提前提出使用申請，排課時預(yù)估使用時間等方式來解決。當(dāng)前，最根本的解決方案是將排課系統(tǒng)與實驗室管理系統(tǒng)打通，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流，從而提高實驗室管理水平和使用效率。

（3）解決班級沖突的對策：班級沖突即同一個專業(yè)的班級在某一時間同時上多門課程。特別地，系統(tǒng)對“專業(yè)任選課程”的排課極容易與“專業(yè)選修課”“公共必修課”發(fā)生沖突。“公共必修課”是有學(xué)校統(tǒng)一規(guī)定排在某時段安排上課的，那么就不能與必修課發(fā)生沖突。但專業(yè)任選課和專業(yè)選修課則是由學(xué)院根據(jù)自身情況穿插在不同時段，在學(xué)生選進(jìn)專業(yè)任選課以后常常與必修課發(fā)生沖突，尤其是我們學(xué)校的專業(yè)學(xué)位還將碩士生課程和博士生課程嚴(yán)格分開，而留學(xué)生又有自己的學(xué)位必修課和選修課。

解決這一沖突問題，就需要將學(xué)院級的排課系統(tǒng)與學(xué)校級的系統(tǒng)打通。在院級排課之前，將所有的公共必修課時間安排導(dǎo)入系統(tǒng)，再安排專業(yè)學(xué)位課和專業(yè)任選課。而在安排專業(yè)學(xué)位課和專業(yè)任選課時還需要設(shè)定多個參數(shù)，規(guī)避各課程間限定的沖突，比如：碩士生選修課不能與碩士生公共必修課沖突、但可以與博士生公共必修課同一時間段；同一專業(yè)的碩士生選修課不能產(chǎn)生沖突；留學(xué)生學(xué)位選修課不能與留學(xué)生公共必修課沖突，但可以與常規(guī)碩士生的課程沖突等。在真實的排課系統(tǒng)開放過程中，上述三者通常是并發(fā)出現(xiàn)，因此對排課后的完善性檢查要求較高。

2 方案實施補(bǔ)充

根據(jù)高校學(xué)院級別的資源和教務(wù)管理的現(xiàn)狀，基于前述分析，筆者認(rèn)為相比較于通用的高效排課系統(tǒng)，一個有效的院級排課系統(tǒng)應(yīng)具備小型化、輕量級、能夠兼顧多因素且可擴(kuò)展的特性。除了常用的排課系統(tǒng)功能外，特別針對研究生課程特點，排課系統(tǒng)應(yīng)在以下方面進(jìn)行追加專門的功能：

（1）面向課程對象的設(shè)置：以具體課程為核心，設(shè)置課程多參數(shù)屬性，包括課程類別、優(yōu)先級、專業(yè)設(shè)置、特殊交叉情況、教學(xué)條件等。依據(jù)這些參數(shù)、設(shè)置合理的優(yōu)先權(quán)加權(quán)系數(shù)，為每門課進(jìn)行優(yōu)先權(quán)分配，從而為自動排課提供有效的依據(jù)。

（2）具有初步自動排課、過程中手動調(diào)整的功能：在滿足各種約束、參數(shù)條件的情況下，應(yīng)根據(jù)優(yōu)先級權(quán)限等首先進(jìn)行自動排課。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)任課教師意見，做初步的手動調(diào)整（輸入?yún)⒖家庖姡⒏鶕?jù)該意見進(jìn)行二次自動排課。該過程應(yīng)在有效時間范圍內(nèi)允許多次調(diào)整，從而最終得到完善的排課方案。

（3）自動化的排課系統(tǒng)的實現(xiàn)，缺少不了質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制。除了教師賬戶、管理員賬戶和學(xué)生賬戶之外，一個完善的排課系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置合理的監(jiān)督權(quán)限賬戶，其中包括：教學(xué)單位行政領(lǐng)導(dǎo)人員、教學(xué)督導(dǎo)辦、學(xué)生教學(xué)信息員。這些賬戶可以查看排課系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并及時、客觀地了解教學(xué)及教學(xué)管理動態(tài)信息，將反饋提供意見給管理員。[3]

3 總結(jié)與展望

近年來，自動排課系統(tǒng)已是高校較為成熟的教學(xué)管理類軟件之一，但針對研究生課程體系的特點，具有多因素、動態(tài)可調(diào)的排課系統(tǒng)仍是教學(xué)管理人員的急需工具之一。基于筆者多年來的研究生教學(xué)管理經(jīng)驗，我們認(rèn)為高校管理工作正向著多因素化、人性化發(fā)展。針對具體問題，引入多級協(xié)調(diào)管理的自動化管理系統(tǒng)是有效提升高校教學(xué)管理水平的必然趨勢。