高校实验课排课系统的设计与研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高校实验课排课系统的设计与研究 【摘 要】为了充分利用实验室 资源，提高实验室工作效率，本文设计 了一个高校实验室排课系统。该系统利 用 Visual Basic 作为开发语言，集高校 实验课教学安排、实验课排课、实验室 预约管理和实验课课表查询等功能为一 体。系统实现了将专任教师、教授课程、 上课地点这三个因素与上课时间的匹配 问题，极大地优化了高校实验室资源分 配。 中国论文网 /8/view-12933355.htm 【关键词】实验室；排课系统； Visual Basic 1 研究背景及现状 排课是高校实现教学任务顺利进 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 行的前提。目前大学生数量与日剧增， 高校开设课程更加多元化，排课的难度 变得越来远大。实验中心作为高校教学 环境中重要的一环，其排课也面临着诸 多问题1。传统手动排课多采用实验员 制作表格的方式，专任教师到实验员处 预约实验课程时间及地点，由实验员统 一调度分配。当确定好实验课上课地点 时，再由实验员通知专任教师。这种方 法工作量巨大，繁琐，而且无法对整个 实验中心的教室资源做整体分配，造成 资源浪费。人工排课出现错误的几率极 大，一旦出错，将导致实验教学任务无 法顺利进行，无法维持正常的教学秩序， 造成教学事故，影响教学质量2。 目前，已存在一些排课系统，如 基于贪婪算法的排课系统3，基于遗传 算法的排课系统，人工智能排课系统4。 这些排课系统都是针对高校基础课程的 排课系统。实验课与理论课相比，具有 实验课时少，上课时间零散，需按照实 验项目授课等特殊性，因此，目前针对 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 基础课的排课系统并不适用于实验课排 课。 本文针对实验课课程的特殊性， 设计了一个排课系统。该系统将专任教 师、教授课程、上课地点这三个因素与 上课时间相匹配，充分地利用了实验室 资源，实现了资源分配的最优化，极大 地提高了实验室工作效率，调高了实验 教学质量。 2 实验课排课系统的设计与实现 2.1 实验课排课系统的功能分析 高校实验课排课管理分为高校教 务处、二级学院和实验中心三个层次。 高校教务处负责下发每个学期的实验教 学任务，二级学院负责审核和实验教学 任务，实验中心负责实验课排课的具体 安排和调度。根据高校实验课排课的管 理模式，该排课系统主要分为以下几个 模块：系统管理模块、教学任务准备模 块、实验课程排课模块、实验室预约管 理模块、实验课表查询模块、实验课工 作量统计模块和冲突预警模块。各模块 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 功能如下： （1）系统管理模块 该模块包括 ID 验证模块、用户 权限模块和密码管理模块。ID 验证模 块用于用户登录，每个老师都有一个登 陆 ID，登陆后可以查看自己的实验教 学任务；用户权限模块将不同用户设置 了不同权限，专任教师只能查看自己的 实验教学任务，实验中心主任和实验秘 书能够查询到整个学院的实验开课任务； 密码管理模块能够通过预留的通信方式 帮助遗忘密码的用户找回密码。 （2）教学任务准备模块 该模块包括教学任务管理模块、 教学任务审批模块、大纲撰写模块和实 验项目查询模块。在每个学期开始前， 由教务处在添加教学任务模块中统一导 入各个学院的实验教学任务；二级学院 在教学任务审批模块中对所有的教学任 务审核，审核通过后，通知专任教师排 课。专任教师在正式排课前需要在大纲 撰写模块中撰写每门课程的大纲，对于 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 已经撰写好的大纲可以直接调用；实验 项目查询模块中可以查询整个学院开设 实验课的实验项目名称、实验项目编号、 实验类别、实验类型等信息。 （3）实验课程排课模块 该模块包括学生名单管理模块、 实验分批管理模块、实验项目添加模块、 时间检索模块和教室检索模块。其中， 学生名单管理模块包含了整学院班 级名称、班级人数、班级学生名字、学 生学号等信息，教师可通过添加班级名 称选择需要上课的学生；实验室分批管 理模块实现了实验分批教学，由于实验 场地有限，学生人数与日俱增，同一个 实验室往往无法容纳一个班级的学生， 可将同一个班级的学生分成若干批，实 现小班教学，更好地锻炼学生的动手实 践能力；实验项目添加模块用于添加每 次实验课程的实验项目名称，规范实验 课授课内容；时间检索模块用于安排实 验课上课时间，专任教师可以手动输入 时间，也可以利用系统搜索可以排课的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 时间；教室检索模块包含了整个学院可 用的所有教室的详细信息，包括教室门 牌号、可容纳人数和教室使用情况。 （4）实验室预约管理模块 该模块主要针对实验室开放项目。 高校实验室除了为学校上课提供场地外， 也可供师生在课余时间研究感兴趣的课 题。老师可在该模块预约需要使用的实 验室名称、使用时间，并填写使用理由。 实验中心主任负责教师预约实验室的审 批和调度。实验室开放项目能够极大地 提高实验室利用率，更好地帮助学生将 理论与实践结合到一起，提高了学生对 于专业课程的兴趣。 （5）实验课表查询模块 该模块用于汇总所有课程的课表 信息。专任教师可在该模块中查找到实 验课程的时间、上课地点和上课班级。 （6）实验课工作量统计模块 该模块用于统计专任教师和实验 技术人员的工作量。每一门课程对应一 位专任教师和一位实验技术人员，根据 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 实验学时、实验人时数和分批情况系统 自动计算出各位老师的工作量。 （7）冲突预警模块 该模块用于检测整个系统中是否 存在冲突的情况，系统按照以下准则统 一管理： 一门课程只能对应一位专任教师； 一门课程可以对应不同授课地点， 但在同一时间，只能对应一个授课地点； 一位专任教师可以对应多门教授 课程； 一位专任教师在同一时间只能在 同一地点教授同一课程； 一个学生在同一时间只能在同一 地点上同一课程。 2.2 系统的实现 该系统利用 Visual Basic 作为开 发语言5，在 Windows 平台下实现了 专任教师、教授课程、上课地点这三个 因素与上课时间的匹配，将实验室资源 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 重新整合并充分调度分配，提高了实验 室工作效率，维护了实验教学秩序，保 障了实验教学质量。实验课排课过程如 下：专任教师登录实验课排课系统，根 据培养方案撰写大纲，也可利用已有的 实验大纲；根据开课情况导入课程对应 的授课班级学生的名单；如果需要分批 教学，可根据实际情况对学生分批管理； 根据实验学时添加实验项目，实验项目 可从实验大纲中导出；专任教师可自行 安排上课时间，也可以规定时间范围使 用系统自动搜索可利用的上课时间，并 从可选择的上课时间中安排合理的上课 时间；系统会通过学生人数筛选出满足 授课条件的教室，专任教师可从中挑选 可利用的教室；最后，系统会对所排课 程进行检测，是否有冲突的情况，如果 有，系统会报警提示，专任教师可自行 更