学校排课管理系统

学校排课管理系统（精选8篇）

学校排课管理系统 篇1

**教育排课规定

1、学生严格按照中心安排的课时表上课，上课不的无故迟到、早退。无故迟到或早退20分钟以上者，该次课时不给予补充或顺延。

2、学生特殊情况未能按时上课，至少提前24小时请假，因生病等紧急情况至少提前2小时请假，可。学生需在第二次上课前填写请假申请单及回执，并交血管老师存档。请假的课时可以顺延，但积累课时概不退费。

3、天天向上教育排课规定

1、学生严格按照中心安排的课时表上课，上课不的无故迟到、早退。无故迟到或早退20分钟以上者，该次课时不给予补充或顺延。

2、学生特殊情况未能按时上课，至少提前24小时请假，因生病等紧急情况至少提前2小时请假，并由家长电话确认，获得允许后方可。学生需在第二次上课前填写请假申请单及回执，并交血管老师存档。请假的课时可以顺延，但积累课时概不退费。

3、

学校排课管理系统 篇2

随着计算机和互联网技术的发展, 社会的信息化程度越来越高, 中职学校传统的手工或半自动化排课系统已跟不上现代教育的节奏。手工处理不但工作强度大, 而且容易产生操作上的失误, 信息查询更是非常不方便。另外, 手工制作教学管理系统工作中的各种报表也需要浪费大量的人力和时间, 这就在很大程度上影响了学校管理工作的效率, 甚至影响正常的教学进程。运用现代化的手段、特别是网络化进行科学管理, 已经成为一个亟待解决的问题。校园网的普及, 使得建立全面的具有通用性、开放性、实用性和灵活性的网络教学管理体系成为必然趋势。

在惠州商贸旅游高级职业技术学校, 智能排课系统是网络教学管理系统的核心部分。现阶段, 中职学校的班级和学生是固定不变的, 老师在上课时段到班级上课, 但每位老师的课时量较多, 智能排课系统采取智能算法, 主要解决老师上课时间的冲突问题和保证老师上课时间的不连续性问题, 在此基础上, 还应满足个别老师的特殊上课时间要求。

二智能排课系统需求分析

软件需求分析[1]就是把软件计划期间建立的软件可行性分析求精和细化, 分析各种可能的解法, 并且分配给各个软件元素。需求分析是软件定义阶段中的最后一步, 是确定系统必须完成哪些工作, 也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。

1.惠州商贸旅游高级职业技术学校是一所国家级重点中专, 2012年招生专业达到48个, 总招生规模5000人, 在校生约1.6万人, 共174个教学班, 540多名教师, 且目前分别在三个校区上课。如何制作分课表和课程表是每学期学校教学工作的重中之重。因招生规模的迅速增长, 专业发展极不均衡, 导致师资出现结构性缺口的可能性比较大。例如, 以平均每位教师每周授课18节来计算, 全校周总课时数除以教师总人数得到的结果时小于18的, 但是在不同的专业上来看, 可能会出现远大于18节/周的情况。所以, 能否完成排课是智能排课系统需解决的首要问题。

2.少数教师因各种情况, 需要在每周的特定时间上课, 在满足第一点的前提下, 系统需尽量满足特定时间上课的问题, 所以在排课时需对部分条件设置优先级。

3.需避免同一门课程在短时间内上完的问题, 即排课不连续问题。

4.需避免同一老师连续在不同校区上课的问题, 使老师的上课地点相对固定。

5.进行适当的用户权限管理。根据权限大小用户分为系统管理员、教务员、教师和学生, 他们的权限如下:

(1) 系统管理员。为本平台的日常网络维护管理, 拥有全部的功能, 对系统进行修改。

(2) 教务员。设置选课基本信息, 如可选课, 上课班级, 上课地点等, 设置排课规则, 确定最后的排课方案等。

(3) 教师。可以修改个人信息, 选择授课班级和课程, 查看上课时间、地点等。

6.系统采用B/S模式, 运行平台为Windows+SQL Server, 使得系统能有很好的可扩展性和保密性。

系统必须首先解决好教师的课程冲突问题, 和老师上课的连续性问题。

二智能排课系统的分析与设计

排课问题从数学上讲, 是一个在时间、教师、学生和教师四维空间, 以教学计划和各种特殊要求为约束条件的组合规划问题, 其实质就是解决各因素之间的冲突。分析了国内外对排课问题的研究, 根据中职学校的教学体制的特点, 采用基于优先级的自动排课算法。该算法通过划分等价类、计算优先级等方法降低了课程调度的算法复杂性, 从而可以以较快的速度获得较为满意的排课结果。

1.智能排课系统功能框架

智能排课系统的主要功能是把各系别、班级或各授课部门的课程进行了汇总, 然后根据学校的教学计划制订各班级的课程编排表。

2.智能排课系统功能设计特点

(1) 业务流程整合。建立以排课为主线的完整业务流程, 从开课管理, 到分课管理, 再到智能排课, 能有效避免因教师资源不足而引起的课程冲突问题。

(2) 管理流程整合。智能排课系统是网络教学管理系统的核心部分, 它不同于一般的业务流程处理机制, 对排课的过程和结果, 在时间上、空间上和准确性上都有比较高的要求。

(3) 教学资源整合。排课是落实教学任务、实施教学活动的依据。因此排课是学校教学管理中十分重要, 又相当复杂的管理工作之一, 合理配置教学资源, 使整个教学能够有计划和有秩序地进行。

3.智能排课系统整体业务流程

智能排课系统是保证教学工作正常开展的关键, 梳理排课管理流程对后期的软件的开发具有重要的意义。结合本校的管理特点和其他学校的管理模式, 整理出智能排课系统的业务流程, 如图2所示。

三智能排课系统功能模块与设计

1.智能排课系统功能模块

排课管理子系统提供智能排课、辅助调课和课表查询等功能模块, 智能判断各种冲突条件并以直观方式显示, 并提供时时“空闲班级”、“空闲教室”、“空闲教师”查询, 使课程的安排更加人性化和合理化。排课管理子系统的功能模块图如图3所示。

2.智能排课系统功能设计

(1) 班级信息:记录每个班级有多少学生, 系别等信息。班级信息部分可以录入班级信息, 信息主要有班级编号、班级人数、系别。班级信息模块中还包括班级信息的查询和修改删除。查询班级信息的将结果显示在页面上, 显示一个班级的内容。班级信息可以进行修改, 和删除操作。

(2) 课程信息:主要是记录这个排课任务中会有哪些课程。课程信息主要包括课程编号、课程名称、系别、周学时、是否多媒体教学、是否主修课等相关信息。课程信息包括查询和修改删除, 查询显示模式为列表显示, 修改课程信息时将数据读取到页面上修改。

(3) 教师信息:记录这个排课任务中所有任课的教师。教师信息主要包括教师编号, 教师姓名, 周课时及教授课程。教师信息方面同样要求可以进行查询及删除修改操作。

(4) 教室信息:主要记录排课任务中所使用的教室, 每个教室可以容纳人数。教室信息包括, 是否多媒体教室, 教室编号, 容纳人数等信息, 是否多媒体教室为单选按钮, 教室编号, 容纳人数手工输入, 教室编号中可以根据以输入的内容自动生成部分内容。

(5) 手工排课模块将以三个维度实现, 分别为班级维度, 教师的维度及教室的维度, 手工排课的同时将以其中一个维度为标准罗列出一周的课程表。

手工排课模块添加的记录直接以下拉列表的形式修改, 关键问题在于解决冲突问题, 如多个班级在同一教室上课, 教室是否可以容纳。同一个教师不可以同时在两个教室上课, 同一个班级不可以同时上两门课等等复杂的逻辑要求。满足这些逻辑要求之后, 要在适当的时候给操作人员提示并解决问题。

(6) 自动排课:自动排课所应实现的要求有:1) 可以自动生成课表。2) 解决课程冲突问题。3) 均衡分部课程安排。4) 课表可以手工调整。满足以上要求之后, 自动排课可以达到“一键”来解决问题。自动排课所生成的课表和手工排课生成的课表不应是同一个, 但应同样可以修改查看, 生成一个新的课表。

(7) 课表查询分为, 总课表查询:查询全部排课结课。班级课表查询:查询选定班级的课表。教师课表查询:查询选定教师的课表。教室课表查询:查询选教室的课表。

四智能排课系统数据分析

1.排课系统E-R图

排课系统中, 主要有四个实体, 分别为课程信息, 班级信息, 教师信息和教室信息, 它们之间互相都有联系。

课程信息 (课程名称、系别、主修课、周课时、多媒体) 。

教师信息 (教师姓名、周课时) 。

班级信息 (班级编号、系别、周课时) 。

教室信息 (教室编号、容纳人数、多媒体) 。

课程信息与教师之间存在一个教授与被教授的关系, 每个课程可以有多个教师来教授, 每个教师可以教授多个课程。

课程信息之间与班级信息之间存在一个学习与被学习的关系, 一门课程可以有多个班级来上, 而一个班级可以学习多个课程。

课程信息、班级信息与教师信息与教室信息存在上课的关系, 每个教室只可以有教授一个课程, 每个教师只能有一个教师在上课, 每个教室可以有多个班级在上课。

2.智能排课系统数据流图

本学校排课系统的主要功能是把各系别, 班级或各授课部门的课程进行了汇总, 然后根据学校的教学计划制订各班级的课程编排表。随着学校每年的扩招和专业的不断细化, 学校班级, 课程门数越来越多, 每门课又涉及很多信息, 如果仍然采用人工排课, 则不可避免地会出现教室资源冲突或教师资源冲突的情况。

五智能排课系统的界面设计

本系统的界面共分为四个部分。

(1) 资源管理主界面

用于对系统资源进行初始化设置和修改, 它包括如下几个部分:班级管理:对班级进行初始化设置, 添加、删除、修改班级信息;课程管理:对课程进行初始化设置, 添加、删除、修改课程信息及其所对应的授课教师;公共课室管理:对公共课室进行初始化设置, 添加、删除、修改公共课程信息。

(2) 智能排课主界面

用于排课管理和编辑排课信息。已生成的课表:显示系统已经生成的课程表。注销课程表:注销已生成的课程表;生成课表:根据初始化信息, 生成课程表;公共教室配置:指定公共教室;所有课程:显示所有已设定的课程;增加课程:增加课程设置;保存课程:保存课程修改信息;修改课程:修改课程设置;删除课程:删除已设置的课程。

(3) 课程表输出

用于输出课程表信息。报表输出:以报表形式输出课程表;输出到EXCEL:将课程表输出到EXCEL文档。

(4) 系统管理

用于登录或退出系统, 并对系统进行各项初始化设置。系统登录:用于登录系统;用户管理:用于管理登录系统的用户;资源初始化管理:用于对系统的资源进行初始化;系统初始化管理:用于对系统进行初始化;退出系统:用于退出系统。

六智能排课系统的优势和不足

1.优势

排课问题实质是为老师、学生的教学活动合理安排时间上和空间上的资源, 以保证教学活动有计划有秩序地进行。本系统的出发点在于:在班级资源饱和的情况下, 能够不冲突的实现全校的自动排课, 并且能够有条件的使课程分布更加合理。采取这种方案由以下好处。

(1) 对教师与课程之间做了一个相对优化的组合。在目前中职学校扩招的背景下, 导致学校的各种资源日益紧缺, 其中最突出的矛盾是师资的结构性缺口。中职学校各专业之间互通性不强, 进入门槛较高, 如不能及时补充专业对口的师资, 将会直接影响到排课结果。

(2) 提高了排课效率。在自动排课的基础上, 系统将首先统计是否能否生成合格的课程表, 在能够生成课程表的基础上, 系统可以根据课程的安排实际使多课时的课程分布更加合理。

(3) 可以方便的调整算法参数, 使输出结果更令人满意。只要某些控制参数的值固定, 那么输出结果是确定的。它不同于遗传算法等随机算法, 输出结果具有随机性。因此, 用户可以根据方便输入参数并调整, 使得结果更令人满意。

(4) 系统参数可以随时修订, 系统适应能力强。系统默认是一天6节课, 一周上5天课, 可两节课连上。在一定范围内, 可以修订这些参数, 可以满足不同教学模式上的需求。

2.研究的不足

尽管本文提出的求解算法存在上述诸多好处, 但也存在不足的地方: (1) 自动排课算法可以完成大部分的课程的安排, 但是自动排课算法的结果可能会存在着一些不太合理的地方, 甚至有可能使得一些课程无法安排下去, 那么就需要对已经生成的课程表进行人工调整。 (2) 采用自动排课算法, 牺牲了过多的效率以换取资源的最大化利用。在现阶段的职业教育过程中, 由于资源的短缺, 使得安排课程时的首要判断是, 能否将课程全部安排下, 以确定是否要外聘教师。在这种情况下, 只能舍弃一部分排课的合理性, 以期望能够将课程完全排下。如果资源充足的学校使用这一系统, 可能会影响到效率的发挥。

摘要：排课是学校教学管理中十分重要且又相当复杂的管理工作之一, 随着学校规模的迅速扩张, 学生人数的不断增加, 在教师资源有限的前提下, 课程编排显得更加繁重, 同时课程的编排也更成为教学管理工作的关键, 在一定程度和深度上影响着学生培养与教学质量的提高。本文的研究来源于惠州商贸旅游高级职业技术学校智能排课系统, 主要完成全校所有课程排课的功能。本文在参考大量相关技术文献的基础上, 深入细致地分析了排课系统的各种求解技术, 结合分析各种已开发的排课系统在实际运行过程中的不足, 提出一个基于优先级的自动排课算法, 并从理论上分析了这个排课系统排出的课表和原系统相比有更多的优点。

关键词：遗传算法,排课,优先级

参考文献

学校排课管理系统 篇3

关键词：粒子群算法；中职学校；排课；适应性函数

在我国中等职业学校的教学中，排课是专业课程教学管理体系中的一项十分重要的教学管理工作，其具体的形式与内容都是非常复杂的，一个科学、有效的排课设计系统往往会极大的促进学校教育事业的发展与教学水平的提升。我们从中职学校的排课问题中能够看出一个带有约束性质的优化问题，而其中所说的约束条件就是指，所排出的课程安排不存在教师、教室、时间上的冲突，这是粒子群算法对其进行优化的前提条件，以便最大限度的使教师、教室、时间等资源消耗最小化，从而帮助职业学校取得最大合理化的排课效果。

1 “排课问题”与“粒子群算法”

1.1 排课问题

所谓“排课”，就是指教学课程的安排，具体意思就是说，学校为了能够正常的进行教学工作，然后对各年级、各教室、各教师以及教学课程等一系列的教学资源进行科学、合理的安排与优化，从而制定出学校教学使用的课程表。

排课问题是指科学、有效解决在教学时间、教学空间上资源矛盾的多因素优化决策的一个问题，主要的元素包括教室、教师、课程、班级等，有效的排课就是让这些基本因素之间在一定时间、地点内不发生任何的冲突、矛盾。（表1）

1.2 粒子群算法

粒子群算法——Particle Swarm Optimization ，也被称作为粒子群优化算法，简称——PSO。粒子群优化算法是一种与遗传算法非常相似的科学算法，但是从它的计算内容及形式上来看，PSO这种算法则突显的更为简单、实效。

2 中职学校排课问题的粒子群优化算法

2.1 粒子的编码

在粒子群优化算法中，我们应该对于每一个需要优化的问题进行全面的挖掘、分析，通过想象把一些潜在的问题解决方案通过D维搜索空间，将其看做成一个空间“点”，也就是我們所说的“粒子”。在某中职学校的排课中，对于每一个粒子元素，我们都可以将其设定为一个元素集，T代表时间、M代表教师、C代表课程、R代表班级、I代表地点，这也是在中职、高等学校排课中比较常用的五元组优化算法体系。

下面我们通过一个模型来表现“粒子编码”的操作概念：

图1 粒子编码模型图

2.2 适应性函数

Fit=

该公式中，m1、m2、m3、w1、w2、w3分别代表权值，也就是说权值的大小代表着各种约束条件的重要程度，图1中所表示的粒子元素，在函数中表示的则是一种可能的排课结果，具体的排课结果的优劣好坏是由适应性函数来决定的。

2.3 种群的初始化

在对中职学校进行排课结果研究计算过程中，粒子群优化算法中的种群初始化，也就是指初始化的粒子群，通俗点讲就是指元素集，就像在第一部分所提到的元素集一样，T代表时间、M代表教师、C代表课程、R代表班级、I代表地点。在粒子群初始化的状态下，所有粒子元素都是随机进行排列的，目的就是为了后面所进行的进化操作提供初始粒子群。

2.4 基于粒子群的排课算法设计

通过粒子编码与适应性函数在中职学校排课问题中的应用，制定出PSO基本算法的流程示意图，详见图2。

下面就以某中职学校的计算机信息工程专业的课程任务分配工作问题来进行排课，通过运用粒子群优化算法，并将粒子群优化算法与传统的遗传算法来进行对比，通过排课结果来体现出粒子群优化算法的科学性、准确性、实效性。

通过表3所计算出来的结果显示，基于粒子群优化算法下的中职学校排课结果的性能要优于传统的遗传算法的性能，非常有效的实现了学校在排课过程中避免了各种时间、空间上教育资源的冲突与浪费。

3 总结

本文主要介绍了利用粒子群优化算法来求解中职学校排课问题的具体方案，经过对算法结果的分析与验证，已经证明了PSO这种算法在实际应用中是非常有效果的。应用粒子群的编码方案以及适应性函数，能够很好地解决中职学校排课问题，并有效的保证了中职学校排课结果的正确性、实效性、科学性，对学校排课的合理化和整体教学管理水平的提高有极大的帮助，有效地促进了教学质量的提高。

参考文献：

[1]陈华.基于粒子群算法的高校排课系统设计与实现[D].扬州大学，2009.

[2]王超.基于离散粒子群算法的机房排课问题研究[J].计算机光盘软件与应用，2012（3）：206-207.

[3]张立岩，张世民，秦敏，等.基于改进粒子群算法排课问题研究[J].河北科技大学学报，2011，32（3）：265-268.

作者简介：

学校排课管理系统 篇4

每个新学期开始，对于学校教务科来说首要而急需完成的任务是：如何合理而高效的排课。其本质是将课程、教师和学生在合适的时间段内分配到合适的教室中。但由于涉及到的问题较多，同时学校扩招，学生和课程数量比以往大大增加，教室资源明显不足，在这种情况下排课很难在同时兼顾多重条件限制的情况下用人工方式排出令教师和学生都满意的课表。

虽然排课问题很早以前就成为众多科研人员和软件公司的研究课题，但是真正投入使用的排课软件却很少。原因是多方面的，其中算法的选择是最关键的一个问题，S.Even等人在1975年的研究中证明了排课问题是一个NP-Complete问题，即若是用“穷举法”之外的算法找出最佳解是不可能的。然而由于穷举法成本太高，时间太长，根本无法在计算机上实现。如果假设一个星期有n个时段可排课，有m位教师需要参与排课，平均每位教师一个星期上k节课，在不考虑其他限制情况下，能够推出的可能组合就有nm*k种，如此高的复杂度是目前计算机所无法承受的。而遗传算法的出现正好解决了排课在算法上的问题，可以很有效的求出最优解。轻松而快速的解决了困扰教务科的一大难题，能在短时间内排出符合各项条件的课程表。国内外研究现状

计算机排课问题是一个多目标，有限资源，带有模糊约束条件的组合规划问题，是计算机应用领域一个具有代表性的问题。20世纪60年代末，Gotlieb.C.C教授就对课程表问题进行了形式化描述。随后，此类研究发展起来。70年代中期，S.Even等人就论证了课表问题是NP完全类问题，将该问题理论化，同时也说明课表问题有其自身的理论化模型，即课表问题存在解。并且能找到解。但是根据计算和难解性理论，目前还没有解决NP完全类问题的多项式算法。到1979年，Schmit 和Strohein在文献中就列出了 300多篇已发表的文献。近年来研究这一问题的人员不断增多，国外的运筹学杂志几乎每年都有相关内容的文章那个发表，此外它还广泛的出现在计算机，应用数学，教育管理等杂志上。80年代初，我国的很多大学也开始研究排课系统软件。大体上说这些排课系统软件可以分为两大类：第一类以所谓班——教员模型为主，它是在Gotlieb.C.C工作的基础上发展起来的。主要讨论此模型的定义扩充，解的特性及分析，不断提出新的猜测和推论。基本模型变化不大，并且这类模型适合课程长度一致，无合班教室的情况，并不适合一般院校的实际情况。第二类事所谓的课程调度问题，多于图的节点的着色问题有关，模型一旦产生，它的变量往往太多，规模太大，此外根据具体的校情对模型提出的各式各样要求对模型影响较大，有的甚至没有具体的模型可寻。通过对资料的查阅发现以往对课程问题的研究多侧重于自动生成，难度较大实现不易，往往是理论研究上的工作多，而实际应用方面的工作很少。有一些实际的例子，也往往是特定条件下对实际情况简化得到的，至今还没有自动生成可课表系统的软件应用于实际。对计算机而言，不像人工编排那样可以对任何情况进行合理的取舍，因此不存在完全冲突的课表很难排出来。

国内高校排课系统中，大连理工大学是从事此类软件开发较早单位。1987年该校开发了《教学组织管理及课程调度系统》1.00版本，之后在此基础上又推出了《教学组织管理及课程调度系统》2.00版本，1902年又推出了《教学组织管理及课程调度系统》2.01版本和安排考试补考的《考试调度系统》。1994年又推出了《教学调度系统》2.20版本。1998年 年推出的在Windows下运行的3.00版，现在在各大高校使用比较多，反映较好的有大连理工大学开发的系统和清华大学开发的《综合教务排课系统》，以及北京大学开发上的一套比较新的排课管理系统。

3毕业设计论文的主要内容

1.遗传算法的形成及基本应用，遗传算法的基本实现技术和特点。

2.排课中所要考虑的约束条件，课表编排的基本规则和课表编排中存在的矛盾和问题 3.将遗传算法应用于排课系统；

4.所采用的方法、手段以及步骤等

1.详细了解课表编排中存在的矛盾和课表编排的规则，将其逐条列举出来，选取必须兼顾的重要的约束条件，2.分析学生，教师，课程，教室之间的关系建立概念模型和逻辑模型 3.产生初试种群

4冲突检测和消除：对各种冲突进行检测，如有冲突则消除它 5计算适应度函数 期望值

6遗传操作包括选择 交叉 变异 7可行课表的生成

5.阶段进度计划

第一周——第三周：查阅资料，学习遗传算法的基本理论，查阅相关文献完成 开题报告

第四周——第五周：详细学习遗产算法，并对所做课题进行详细构思

第六周——第七周： 完成英文资料的翻译

第八周——第九周 ：分析调查排课问题所面临的具体问题和矛盾以及缩影可考虑的因素，分析找出座位乖蹇的约束条件

第七周——第九周：对各个模块进行设计 第十周——第十一周：对各个部分进行分析完善 第十二周——第十三周：撰写论文

第十四周：完成PowerPoint制作的论文答辩电子稿

第十五周——第十六周：论文答辩 6参考文献

排课程序 篇5

第1章 系统需求......................................................................................................2 第2章 分析问题领域..............................................................................................2 2.1确定系统范围和边界..................................................................................2 2.2 确定活动者.................................................................................................2 2.3 定义UserCase.........................................................错误！未定义书签。2.4 用例图.........................................................................................................2.5 主要交互图(顺序图)..................................................................................8 第3章 静态结构模型............................................................................................10 3.1 建立对象类图...........................................................................................10 3.2 数据库表设计...........................................................................................11 3.3 建立包图...................................................................................................12 第4章 动态行为模型............................................................................................13 4.1 建立顺序图...............................................................................................13 4.2 建立状态图...............................................................................................13 4.3 建立活动图...............................................................................................14 第5章

总结............................................................................................................15

自动排课系统

第1章 系统需求

系统功能描述：

(1)课程规划人员必须在排课之前规划好本学期各专业的课程，并且要保证各个专业学生学期总学时不高于某个规定值。

(2)教师可以提前申请教授课程，可以根据自己的代课课程提出对媒体教室的需求。需要教师填写个人代课意向申请，教师意向将在系统排课时被优先考虑。

(3)系统根据教室的多媒体安装情况、座位数，专业课程设置情况，教师意向，选课学生数量等信息进行排课，使尽可能满足各种用户的要求；支持教师对课表更改进行申请，系统给予微调整。

(4)教室管理员根据对教室设备的更新情况修改教室配置的基本信息。

(5)系统管理员规定一确定时间进行系统自动排课，到这一时间时，系统将自动进行排课，生成课表。

(6)课表生成后，所有用户将有权对课表按班级、教师、教室等不同方式进行的查询。

第2章 分析问题领域

2.1确定系统范围和边界

经过对自动排课系统的的分析可知，自动排课管理系统的主要功能模块包括：

1.自动排课系统：对所有的课程进行自动安排，以达到所有的任课老师，学生的课程无冲突；

2.教室时间安排：对所有的教室的所有可用时间进行安排，以达到教室使用权的不突出； 3.申请更改课程：对有意外情况或临时状况的课程变更，进行更改，以达到正常的完成教学任务。2.2 确定活动者

使用者主要是：系统管理员、教师、课程规化人员 2.3 用例图

2.3 主要交互图(用例图)（1）自动排课操作顺序： 1.Main ： 主界面 2.land：登陆界面 3.register：注册界面

4.Requests：排课要求界面 5.Result ：自动排课生成结果 6.Remark ：备注

（1）自动排课操作顺序图

（2）教室时间安排操作顺序： 1.Main ： 主界面 2.land：登陆界面 3.register：注册界面

4.Requests：教室安排要求 5.Result ：自动排课生成结果 6.Remark ：备注

（2）教室时间安排操作顺序图

（3）申请更改课表： 1.Main ： 主界面 2.land：登陆界面

3.Apply：查看更改课表的申请 4.Change：对课表进行更改 5.Result ：确定申请，生成结果 6.Public：公布更改信息界面

（3）申请更改课表操作顺序图

2.5建立顺序图

2.7 建立状态图

(1)班级课程表状态图

（1）班级课程表状态图

(2)班级状态图

(3)班级状态图

(4)教室状态图

(5)教室状态图

2.6 建立活动图

(1)课表自动生成活动图

(2)课表自动生成活动图

(3)教师申请更改课表活动图

(4)教师申请更改课表活动图

总结

教务科排课、选课工作流程 篇6

1.在每学期第五周查看教学计划，查找全校各个学院有哪几个专业需要分专业方向，与教学秘书及时沟通。为下学期分专业后的排课、选课做准备。2.在每学期第六周、七周时按照教学研究科下达的教学安排来整理课程，敦促教学秘书再一周内录入相应的教学安排，并整理好任课教师与课程的对应关系。同时，把大学外语分级教学的任务录入到系统中。3.检查各学院教学秘书录入的任务是否有误，如果有误，及时纠正。

4.检查教室是否有教室改动的（增加的，或者减少的，），统计好教室容量等等。为排课做准备。5.以上准备工作完成后，开始排课，排课要注意以下几点：

首先，把教学任务分批次，根据我校的实际情况，大致分为一下批次：大学外语分级教学，独立设课的实验课，必修大于等于130人的课程，必修小于130人的课程，专业选修大于等于130人的课程，专业选修小于130人的课程，外语学院理论课，外语实践课，艺术学院理论课，艺术实践课，其余实践试验课，形势与政策课。

其次，按照任务顺序先自动排课，然后手动调课，手动调课要按照教学安排对应的专业和班级调整好每一门课程，手动调课时要注意到首先要做到“三个合理”，班级课表合理，教师课表合理，上课时间合理。还要注意，看好上课的人数是否超过了教室容量。

最后，把排课结果输出后，对照教学安排，查看是否有落课丢课的情况。调课不小心手误导致时间、地点、教师冲突等问题。

6.检查无误后，开始作选课手册，选课手册在每学期的期末第十七周、第十八周完成，制作完成后直接发放到各个学院，数量要求单数学期大一学生人手一本，大二到大四学生一个寝室两本，双数学期每个寝室两本。7.把排课数据导入到选课系统中，按照班级预置必修课选课名单后，开始选课。8.选课分为3个阶段：预选阶段，正选阶段，改退选阶段，前两个阶段在期末的第19周、20周完成，后一个阶段在下学期开学初完成。预选阶段：在选课前，要调整分专业的学生情况，要对应好学生的专业与班

级对应。对于学生来说，预选阶段要根据自己的实际情况安排自己想要选择的课程。对于选课工作人员来说，在此阶段，要检查哪些课程是热门课程，需要增加课容量，哪些课程是人数较少，不能开课的。在此阶段后，工作人员要处理数据，并在正选阶段开始之前把未开出的课程发布出来。正选阶段：对于学生来说，哪些课程需要抽签，抽签后，如果未被抽中，抓紧选择其他时间的其他课程。对于工作人员来说，微调课容量，以满足正选阶段选课细微的变化。

改退选阶段：给学生一个试听课程的机会，如果觉得所选课程不适合本人，在规定的改退选阶段时间内，及时删除选课结果。最后，三个选课阶段结束后发放选课名单

排课系统需求分析设计 篇7

所以排课系统应该具备教学计划的导入、课程表元素初始化设置、课程表的优化生成、课程表信息查询、课程表信息打印导出等基本功能。对课程表元素初始化参数设置考虑的是否全面、是否人性化将在很大层面上影响生成课程表的优化程度。

课程表的编排涉及到教师、教室、班级、学生、时间等方方面面的因素, 设计过程中需要反复调整来避免冲突。本排课系统针对大部分院校的授课特点完成对学习周、时间单元、教学区域等课程表中相关元素信息的统一属性设置, 以使设计开发的排课系统能够具有一定的普适性。下面列举出对课程表编排过程中需要考虑到的一些重要因素。

学习周:每学期学习周总数将在已经实施的教学计划中体现。

单双周:有些课程单双周授课方式并不相同, 这便需要在课程属性中有所体现, 以便于科学合理排课。按照教学计划设定学期周数, 并根据具体情况安排是否单双周授课。

授课天数上限值:每周上课天数为D天, D小于或等于7天。每学期根据学校要求设置D的上限值。例如, 当授课时间充足的情况下, 可设置D的上限值为5。

时间单元:最小授课单位设置为两学时, 即两小节为一个时间单元 (或称为时间片) 。每天分为三个大的时间段, 上午 (P1) 、下午 (P2) 和晚上 (P3) 。P1包含两个时间单元1 (1、2节) 和2 (3、4节) , P2包含两个时间单元3 (5、6节) 和4 (7、8节) , P3包含1个时间单元5 (9、10节) 。

课程类型:课程可分为必修课和选修课两种。按照授课内容又可分为公共基础课、专业基础课和专业课三种。一般来说, 公共基础课可安排同届或同专业合班上课, 甚至可以跨专业合班上课。排课过程中必修课的优先级要高于选修课, 尽可能安排在上午和下午时段, 选修课尽可能考虑到需要面向的所有学生, 安排统一时间, 例如可以安排在晚上时段, 或分成两组授课供学生进行时段选择。

教学区域:各教学楼之间距离一般较远, 将邻近的教学场地视为同一个教学区域, 然后为其分配区域编码, 例如:jxq01教学区、jxq02教学区等。每个教学时段学生、教师均在同一个教学区域进行教学活动。

2 系统用户管理需求

排课系统应该结合各部门、各使用人员的具体需求进行权限设置。一般来说, 高等院校的排课系统使用人员主要由系统管理员、教务处管理人员、各学院、各系管理人员、教师和学生组成。系统用户根据自身权限将获得不同的服务。

系统管理员:所有用户中权限最大 (权限值为1) , 能够进入排课系统所有界面, 使用排课系统全部功能。

教务处管理人员:权限值为2, 具有系统管理员的部分功能。主要功能是:排课参数设置、自动排课及课程表人工调整、课程表结果查询打印、数据分析等。

各学院 (各系) 管理人员:权限值为3, 具有系统管理员的部分功能。主要功能是学院 (各系) 对教学计划的导入、课程表结果查询打印、数据分析等。

教师:权限值为4, 仅具有查看自己授课信息的权限。

学生:权限值为5, 具有查看自己班级课程表安排的权限, 还具有查看公共选修课课程安排的权限。

3 系统主要功能需求

整个排课系统根据功能需求可划分成五个功能模块, 具体内容如图1所示。

3.1 初始化信息管理模块

初始化信息管理模块的主要功能是完成排课过程所需要的初始信息录入及数据信息管理维护等方面的工作。此模块包括7个功能子模块, 如图2所示。

(1) 行政班级信息管理模块:可完成班级编码、班级名称、班级人数、所属学院、系、专业等信息的录入、修改、删除等功能。 (2) 教学区域信息管理模块:可完成教室编码、教室名称、教室类型、所属教学区域等信息的录入、修改、删除等功能。 (3) 教师资源信息管理模块:可完成教师编码、教师姓名、所授课程等信息的录入、修改、删除等功能。 (4) 课程信息导入模块:可完成每学期各学院 (系) 教学计划的导入、修改、删除等功能。 (5) 数据信息管理模块:包括数据备份、数据恢复、数据库清空等功能。 (6) 排课初始信息设置模块:学期周数、每周上课天数上限值等初始信息设置。 (7) 退出系统模块:完成规定操作后, 用于结束现有操作。

3.2 自动智能排课模块

自动智能排课模块的主要功能是系统获取足够的参数信息后, 进行自动排课, 再根据具体情况进行人工调整, 最后输出排课结果。此模块包括4个功能子模块, 如图3所示。

(1) 系统参数设置模块:设置自适应参数、种群规模大小等。 (2) 预先排课模块:对具有特殊要求的情况, 进行预先排课。 (3) 自动智能排课模块:系统操作员输入排课所需信息并验证无误后, 点击“排课”按钮, 系统将自动完成排课。 (4) 人工调整模块:根据需要, 人工调整不适合实际需要的课程表安排, 最终生成可用课程表。

3.3 课程表查询管理模块

课程表查询管理模块的主要功能是能够以不同的方式查询课程表, 并根据不同需要进行打印输出。此模块包括4个功能子模块, 如图4所示。

(1) 教师课表查询模块:可查询任一名教师的课程表, 并能完成查询结果的打印输出。 (2) 班级课表查询模块:可查询任一个班级的课程表, 并能完成查询结果的打印输出。 (3) 教室课表查询模块:可查询任一个教室 (包括实训室) 的课程表, 并能完成查询结果的打印输出。 (4) 公共选修课查询模块:可查询任一门公共选修课的课程表, 并能完成查询结果的打印输出。

3.4 数据统计分析模块

数据统计分析模块的主要功能是对排课系统中的一些数据进行分析和统计, 目的是为了更好地指导排课系统进行科学、合理排课, 同时也为学校的一些工作提供基础数据。此模块包括3个功能子模块, 如图5所示。

(1) 教室场地利用率统计模块:统计各教室、实训室的日常使用情况, 为学校硬件配套设施的更新提供基础数据。 (2) 教师工作量统计模块:统计每学期每位教师的工作量, 为各学院 (系) 下一学期教学安排以及教务课时费发放提供基础数据。 (3) 班级教学任务统计模块:统计各行政班级已完成的教学任务, 为教学计划的实施验收提供基础数据。

3.5 用户管理模块

用户管理模块的主要功能是设置不同用户权限。此模块包括两个功能子模块, 如图6所示。

(1) 系统管理员管理模块:可以修改当前管理员的密码, 添加、修改、删除用户功能。 (2) 密码重设模块:可以修改学院 (各系) 、教师、学生等用户密码。

4 系统总体界面需求

在本排课系统的设计过程中, 界面设计主要从以下几方面需求进行考虑:

界面简单友好。用户能够很方便的处理各种应用问题。

使用术语标准, 并保持一致化。用户可以轻松读懂应用流程并进行熟练操作。

拥有完整的帮助说明文档。用户可根据帮助文档在最短的时间里了解系统的性能和使用概况。

摘要：排课问题即是课程表问题, 它的生成过程需要考虑到教师、教学场地、学生、课程、时间等诸多因素, 一个科学、可行的课程表必须是无冲突的。使用计算机排课的一个重要目的就是提高排课效率, 降低教务人员的排课难度。本文主要从功能要求入手对排课系统的设计进行需求分析设计。

关键词：排课问题,课程表,需求分析

参考文献

[1]姜谦.中小学排课系统的研究与设计.南京理工大学硕士学位论文, 2010.10-35.

[2]成伟.基于遗传算法的排课系统的设计与实现.湖南大学硕士学位论文, 2011.8-17.

[3]张华.智能排课算法的研究及实现.山东大学硕士学位论文, 2010.35-43.

[4]杨珊珊.基于多维遗传算法的成教排课系统的研究和设计.河南理工大学硕士学位论文, 2011.13-15.

学校排课管理系统 篇8

关键词：遗传算法 排课 适应度函数

中图分类号：TP311 文献标识码：B

文章编号：1673-8454（2007）11-0054-02

一、引言

排课是教务管理工作中的一个关键环节，也是教务管理系统开发中的重点和难点。排课问题就是将课头（包括课程、教师和学生）在合适的时间段内分配到合适的教室中，排课涉及教师、学生班级、学生人数、教室容量、教室类型、教室之间间距、课程均匀分布、授课时间分布、合分班、单双周、其他特殊要求等诸多因素。如教室类型就包含普通教室、多媒体教室、语音室、实验室、体育场馆等诸多类型。

排课问题的本质就是时间表问题TTP（Timetabling Problem），TTP问题是一类多元受限的不确定性问题，它决定一个从项目到资源的最优分配，使得总的代价最小且能满足K个条件。[1] 早在1975年，Shimon Even等人就证明了TTP问题是NP-Complete问题。[2] 而遗传算法被证明应用于大规模、含离散变量等情况下的全局最优化问题是最合适的，因此，我们在研究中考虑运用遗传算法解决排课问题。

二、排课问题描述

排课问题研究中，我们的任务就是将各个课头进度安排在合适的时间和教室，其中涉及的数据集有：

课头进度集：JXJD={(KKH,KCH,ZGH,SC,JSLX,XH,ZC)}，其中KKH表示开课号，KCH表示课程号，ZGH表示教师职工号，SC表示单次课授课时长，JSLX表示教室类型，XH为进度序号，ZC为周次。

时间集合Ti(i=0,1,…,N-1)，假设一周7天均可排课，每天分为5个教学单元，前4个单元每个单元为2个课时，即上午2个，下午2个,晚上1个教学单元为3课时，则时间集合包含的时间段N=35，这些时间段构成一个时间集合Ｔｉ（ｉ＝０，１，…，３４）。考虑到一个学期有２０周，则共包含时间段Ｎ＝７００，构成时间集Ｔｉ（ｉ＝０，１，…，６９９）。

另外还有教室集合Ｒｊ（ｊ＝１，２，…，Ｍ），以及教室属性描述等其他数据集。

一张正确的课表应至少满足以下硬约束条件：

（1）一个教师或者一个班级或者一个教室在同一时间段内只能安排在一个课头；

（2）一个教室可容纳人数应该大于上课学生数。

除上述硬约束，还有些软约束，这些软约束使得课表更加合理，更加人性化。这些软约束条件可能是：

（1）教室容量的利用率尽量高一些；

（2）晚上和周末尽量少排课；

（3）尽可能满足个别教师的特殊授课时间、地点要求；

（4）单门课程在一周中应尽量分散分布，这样教师有充足的时间备课和批改作业，学生也有时间做作业和复习消化；

（5）单个教师的所有课程在一周中应分散分布，避免一个教师的课排满一整天；

（6）学生的上课时间在周一至周五尽量均匀分布，应避免一天课程很满而另一天却一整天没课的情况。

软约束条件各个学校情况都有所不同，我们的研究中，将根据我们自行定义的约束范围，利用遗传算法进行优化操作。

三、遗传算法简介

遗传算法是模拟自然选择和遗传的一种全局优化搜索算法，选择（selection）、交叉(crossover)和变异(mutation)是遗传算法的三个主要操作算子。标准遗传算法包含的五个核心要素是：参数编码、初始种群的设定、适应度函数的设计、遗传操作设计、控制参数设定。其演算过程如下：

（1）产生包含一定数量个体的初始种群；（2）对个体适应度进行评估，如果个体适应度符合最优要求，则输出最佳个体及其代表的最优解，并结束计算，否则转向第3步；（3）依据适应度选择再生个体；（4）交叉生成新个体；（5）变异生成新个体；（6）由交叉和变异产生的个体组成新一代种群，返回第2步。

四、排课问题的遗传算法设计

1．参数编码

遗传算法的编码是为了把问题的可行解从解空间转换到算法能处理的搜索空间。编码是遗传算法首先要解决的问题，编码的好坏直接影响到后面的遗传运算，在排课问题中我们采用多维矩阵作为染色体编码方案。

2．适应度函数设计

遗传算法使用适应度度量群体中个体的优良程度，适应度较高的个体遗传到下一代的概率较大，而度量适应度的函数即适应度函数。因此，遗传算法是在适应度函数的引导下运行的，适应度函数选择的好坏直接影响算法的优劣。在适应度函数设计中，我们主要考虑如下几个约束：

P1：课头冲突：课头与课头的时间地点冲突；

P2：交通冲突：对于多校区或单校区教学楼分散情况，教师或学生相邻课时的教室间距不应超过规定距离；

P3：各专业对授课时间的不同要求；

P4：教师对时间地点的要求；

P5：较高的教室利用率；

P6：同门课时和周课时分布均匀性；

其中前三个为硬约束，后三个为软约束。

3．遗传操作

（1）预处理

由于我们研究的是排课到节的高性能排课系统，需要按进度排课，每一个课头的一次课作为一个课程进度，除了部分有明确要求的课程，其他的课程在不同周次的课程进度应尽量排在同一个教室和同一个星期日同一个时间，因此我们对其进行预处理，将课程进度进行分类，后续操作就按课程进度类操作。

（2）初始化

初始化的目的在于为后面的遗传操作提供初始种群。我们的初始化中，考虑教室、时间等的冲突，以及教室容量的最优逼近，采用贪心法生成初始课表。具体排课原则如下：按课程时间进度分类进行；教室类型匹配，教室容量够；教室为空闲，教师为空闲；授课时长必须满足；教室容量利用最大化。

在高校教学资源紧张的现实情况下，初始课表并不能把所有课程排完，初始化后，我们生成若干个已排课表的初始种群和对应的未排课头集。

（3）选择

从群体中选择优胜的个体，淘汰劣质的个体的操作叫选择。选择的目的是把优化的个体直接遗传到下一代或通过配对交叉产生新的个体再遗传到下一代。适应度越高的个体被选择的可能性越大，其遗传基因在下一代群体中的分布就越广，其子孙在下一代出现的数量就越多。

选择方法有多种，我们采用的是适应度比例方法（fitness proportional model），它是遗传算法中最常用的选择方法。在这种算法中某一个体i被选中的概率为：

（4）交叉

交叉是根据选择操作的结果，选取两个父个体进行基因交换而生成新个体的操作。在排课系统中，由于涉及众多约束和合法性问题，采用交叉往往会出现非法课表，因此我们回避交叉，采用以变异为主的遗传操作。

（5）变异

变异运算是模拟生物在自然遗传环境中由于各种偶然因素引起染色体的基因突变，通过变异，染色体适应度有可能增强也有可能降低，但它确保了种群中遗传基因类型的多样性，使搜索能在尽可能大的空间中进行，避免陷入局部解，大大增强获得高质量优化解的能力。

排课系统中由于课表合法性问题，如果采用简单的随机变异，会出现大量的冲突，导致需要消耗大量精力去纠错。因此，为了既能够使染色体的基因变异又尽量少纠错，我们在研究中采用有条件的基因变异和基因交换。具体变异方案如下：课头在时间不变的情况下，寻找类型容量相符的空闲教室变异；在时间不变的情况下，两课头交换类型容量相符的教室；课头在两个上课进度相间的时间内，寻找教师空闲且有类型容量相符的空闲教室变异；在教室不变的情况下，同一教室两个不同时间的课头交换时间。变异完后，对未排课头集进行重排，将能找到合适时间和教室的未排课头排入课表。

（6）重生

变异后对新个体计算适应度，为了避免新个体陷入局部最优解，丰富个体的多样性，我们在研究中采取重生方法加以优化。

假设为上一代种群中某个体p的适应度，为该个体执行变异等操作后生成的新个体c的适应度，为定义的适应度阀值：

五、结论

我们采用该系统对湘潭大学2007年下学期课表进行了编排，有效地解决了冲突问题，较好地实现了课程、教师授课、学生上课的均衡分布。实现了整个学期课表排课到个人、排课到小时，有效地配合了学校学分制选课、分级教学、分阶段教学等教学改革的实施。

参考文献：

[1]黄干平,刘娟.解“时间表问题”的启发式算法[J].武汉大学学报(自然科学版),1996,42(1):71-74.