趙浩婕　武海燕

摘要：高校的專業(yè)課程安排是教學管理工作中重要一環(huán)，在一定程度上，課程安排的科學性和高效性也體現出高校教學管理的水平。課程安排又涉及年級、班級、教師、課程等多方因素，課程和教師資源等一系列動態(tài)資源如何進行有效性安排，既做到省時省力，又達到最佳排課效果，具有極強的現實意義。

關鍵詞：語義WEB；專業(yè)課；安排；決策

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）18-0108-02

安排課程對于每個高校都是開學前的一項重要而復雜的工作，如何管理隸屬于不同教研室的專業(yè)基礎課和專業(yè)課，如何安排給研究方向不同的專業(yè)課老師，既做到人盡其用，又起到最佳的教學效果，是擺在管理人員面前的嚴峻任務，而研發(fā)一套“基于語義WEB技術的專業(yè)課安排的分析和決策研究”就具有十分顯著的意義，本文將從系統(tǒng)需求、數據關系和實現等方面進行探討和研究。

1 專業(yè)課安排現狀

現有的互聯(lián)網網絡是眾多網頁的集合，而搜索引擎正是通過網頁互相之間的鏈接來幫助用戶上網進行搜索。與此不同的是，“語義Web”將在更加微小的信息之間建立直接的連接，例如一條街道的地址與一份地圖等。語義Web的實現依賴于三大關鍵技術：可擴展標記語言（XML）、資源描述框架（RDF）和本體（Ontology）。

對于高校來講，傳統(tǒng)的排課模式是一級排課模式，即全校的所有課程都由教務處統(tǒng)一安排，好處是方便有機整合資源，而隨著教學改革的深化，招生形式的更新，以及專業(yè)和教學計劃隨著市場的變化，一級排課模式已經不能滿足時代的要求。

為了適應每學期不盡相同的師資結構和經常修訂的培養(yǎng)方案和教學計劃，做到排課盡量“以人為本”，產生了二級排課模式。二級排課模式進一步明確了教務處和二級學院的分工，教務處為第一級，負責整體規(guī)劃資源和公修課的編排，二級學院主要負責專業(yè)課的人員安排。

對于高校來說，排課系統(tǒng)的具體工作涉及兩部分：首先由院系根據人才培養(yǎng)方案情況，結合教研室教師的師源情況，把所有課程和班級安排給本系承擔專業(yè)課程的具體老師，匯總結果后上報給教務處，由教務處再集體匯總所有院系的上報數據后再具體安排老師在什么時間什么地點上具體班級的課。

傳統(tǒng)的人工排課，主要問題是不可控因素多，且工作繁瑣，工作量巨大，計算機軟件技術應用于高校排課已經迫在眉睫。充分發(fā)揮計算機速度上的優(yōu)勢，利用計算機軟件輔助排課，既提高了排課工作的科學性，又可大大減輕做工人員的工作強度，提高工作效率，從而使學校教務管理工作邁上一個新臺階。

目前，大多數的排課系統(tǒng)始終沒有一個合理的通用算法。由于各學校的實際情況不同，所以排課時如何充分利用教學資源成為排課系統(tǒng)的關鍵。

安排課程對于高校這一群體至關重要，成為每學期教學運行管理人員的核心工作。對于每個學校來說，每當一個新學期開始，首要任務就是該學期的課程如何安排的問題，而課程安排又涉及年級、班級、教師、課程等方方面面的因素。如何排出一個好且適用的課程表，是一項復雜的系統(tǒng)工程。

2 研究內容

本課題重點解決高校院系的專業(yè)課程安排問題，根據院系的專業(yè)人才培養(yǎng)方案與具體課程情況，即由教研室主任首先確定本教研室在本學期將開設的所有課程，然后把課程合理安排給本教研室的老師；院系辦公室人員匯總各教研室課程數據后，再統(tǒng)計還沒有安排下去的課程，根據整個院系老師的任課情況，結合實際把課程全部安排下去，最后形成一個匯總結果數據與教務處的排課系統(tǒng)實現無縫對接。

即建立一個人和機器都容易理解的知識系統(tǒng)，運用語義WEB技術建立機器理解的知識和規(guī)則，將課程資源和教師資源分別用本體和邏輯規(guī)則來表示，進而實現系統(tǒng)的智能化和通用化。

基于語義WEB技術的專業(yè)課安排的分析和決策研究為高校院系的專業(yè)課程安排工作提供全程無紙化的業(yè)務支持，提供一整套從專業(yè)人才培養(yǎng)方案課程導入、確定學期課程、課程安排、數據統(tǒng)計、數據上報，到與教務系統(tǒng)實現無縫對接的信息化管理解決方案，并具備多條件查詢，排課數據導入導出等實用功能。

3 項目具體分析與實施

3.1 項目分析

通過深入調研和實體考查，以及和院系管理人員的充分溝通，發(fā)現在以前的專業(yè)排課系統(tǒng)中存在諸多難題：如院辦要根據培養(yǎng)方案統(tǒng)計整理出所有的課程情況，即每個專業(yè)在每個學期上的所有專業(yè)課程的情況；所有專業(yè)課程隸屬于教研室的情況；所有專業(yè)教師隸屬于教研室的情況；匯總、統(tǒng)計及調整專業(yè)排課情況。

整個系統(tǒng)分為四種角色，即系統(tǒng)專業(yè)管理員、系辦主任、教研室主任、教師；而每個角色具有如下功能。

1）系統(tǒng)管理員功能

確定教學大綱；系辦主任信息維護，包括添加、修改和刪除系辦主任信息。

2）系辦主任功能

（1）基礎信息維護，包括學年、學期的設置；排課時間段的設置；專業(yè)信息的管理維護；教研室信息的管理維護；班級信息的管理維護。其中，專業(yè)班級應該能根據當前系統(tǒng)學年根據一定的智能規(guī)則自動生成院系專業(yè)班級。

（2）公告管理。公告信息的維護，即系辦主任發(fā)布對專業(yè)課排課工作的最新安排，提示教研室主任在正確的排課時間段內安排本教研室的專業(yè)課程；專業(yè)老師可以實時查看本人的任課信息。

（3）教師信息維護，即教師信息的添加、修改和刪除。這里的教師應包括兩種角色，一是教研室主任，另外一種是普通教師；值得注意的是院系領導也應隸屬于這兩種角色，并屬于某個教研室；為了滿足系統(tǒng)出現大數據時的情況，系統(tǒng)應支持批量添加和批量維護。

（4）課程信息維護。根據制定好的培養(yǎng)方案和教學大綱，包括要開設的所有課程信息進行添加、修改和刪除功能，這里的課程包括專業(yè)課、專業(yè)基礎課及選修課，同時支持課程信息的成批導入。

（5）查看排課情況；具體包括各教研室排課情況、所有教研室的綜合排課結果、教師任務量排名和曾經上過該課的教師信息；查看歷年各教研室的綜合排課情況，這些數據作為院辦進行排課微調時的參考數據。

（6）課程微調。綜合各教研室提交上來的排課結果，結合教師的專業(yè)及歷史上課信息，把還未安排下去的課程安排給特定教師。

（7）導出排課信息；即根據教務管理系統(tǒng)的格式要求，導出院系專業(yè)教師課程表，并按照學期為單位排列數據。

（8）數據庫備份與恢復；即實現將當前數據庫整體備份整體恢復，為了提高備份和回復是效率，系統(tǒng)支持在特定情況下的增量備份。

（9）密碼修改。

3）教研室主任功能

（1）根據已有教學大綱信息，確定本教研室當前學期要開設的所有選修課；

（2）查看本教研室的所有教師信息；

（3）教研室主任排課。將屬于本教研室的所有課程安排到屬于本教研室的教師；

（4）查看本教研室的歷史排課情況；

（5）查看本教研室的排課結果；

（6）查看本教研室的教師任務量排名。

（7）密碼修改。

4）教師功能

（1）查看教師本人在當前學年學期的排課情況；

（2）查看教師本人歷年的任課情況；

（3）密碼修改.

3.2 擬解決的關鍵問題

1）教師資源和課程資源的邏輯規(guī)則表示

利用大數據的理論，借助于關聯(lián)算法把課程資源從院系的專業(yè)培養(yǎng)方案中抽取出來，獲取到所有專業(yè)在所有學期的開設專業(yè)課的情況，再從院系提供的大量數據中抽取到教師和課程的隸屬教研室情況。

2）與其他業(yè)務系統(tǒng)的無縫對接

為了能從院系的其他業(yè)務中獲取數據，系統(tǒng)需要實現Excel數據導入功能；而為了和教務系統(tǒng)實現無縫對接，系統(tǒng)需要提供滿足教務系統(tǒng)要求的專業(yè)排課數據，系統(tǒng)需要實現Excel數據的對接。

3）服務器對高并發(fā)的控制

為了使系統(tǒng)數據更加高效和準確，系統(tǒng)采用了線性隊列的處理方法對高并發(fā)數據進行控制，確保在數據大量并發(fā)情形下數據的高度一致性。

3.3 安全與創(chuàng)新

1）優(yōu)化信息登錄。通過采取分布式驗證和動態(tài)密鑰，結合登錄信息過濾等手段，進一步提高了信息驗證速度，最大程度實現非法請求信息攔截。

2）權限與角色功能優(yōu)化。采取角色與權限設計關聯(lián)規(guī)則、動態(tài)權限設置，實現角色管理與功能權限的動態(tài)管理。

3）數據庫信息加密。分別采取DES和MD5等加密方式，實現用戶名、密碼、數據庫、端口等關鍵信息加密，最大程度地保障系統(tǒng)信息通信安全。

4）完整性約束。系統(tǒng)中合理利用數據約束，保持各種記錄信息的完整性，信息記錄內容不能為空；各種數據間相互聯(lián)系的正確性；相同數據在不同記錄中的一致性。保證主關鍵字（被引用表）和外部關鍵字（引用表）之間的參照關系。

3.4 專業(yè)課排課系統(tǒng)特點

利用系統(tǒng)實現專業(yè)課安排，相比于傳統(tǒng)的排課方式，本系統(tǒng)帶有如下特點：

（1）充分滿足了排課數據的實時性要求，最大限度地減少了數據冗余；

（2）能滿足不同類型的課表查詢要求；

（3）極大地方便了期末時教師對于教學工作量的計算與統(tǒng)計；

（4）具備極強的課程信息化管理功能，包含了教師及課程的合理安排與調度等功能；

（5）方便了教務管理系統(tǒng)的課程管理。

4 結束語

研究并解決高校中院系的專業(yè)課程安排問題，根據院系制定的專業(yè)人才培養(yǎng)方案和具體專業(yè)課程情況，實現院辦把課程資源安排到教研室，教研室主任把課程安排給本教研室的專任教師，然后由系辦綜合統(tǒng)計，再酌情安排剩余課程資源，最后把排課結果提交到教務處，整個流程實現規(guī)范、高效，既提高了排課效率，又進一步提升整個院系教學質量和教研水平，達到建立優(yōu)良的教學秩序的目的。

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