鄭策 袁璐 山東工程職業(yè)技術(shù)大學(xué)

對(duì)高校教務(wù)管理工作非常熟悉的人都知道，占據(jù)教務(wù)管理工作量很大百分比的便是課程安排工作，也就是排課工作。隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，教育事業(yè)的改革也開始萌芽，我國(guó)進(jìn)行教育體制改革的原則是要以人為本、因材施教，大多高校的學(xué)生都在進(jìn)行自主選課，打破了傳統(tǒng)自然班的束縛。將個(gè)體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生本人，隨之而來的便是難度加大的排課工作，需要根據(jù)方方面面的因素進(jìn)行人工排課，會(huì)出現(xiàn)較大的出錯(cuò)率，也很容易出現(xiàn)沖突，輕則可能是學(xué)生、教師與教室發(fā)生個(gè)別沖突，進(jìn)行課程重調(diào)的變動(dòng)會(huì)非常大，對(duì)學(xué)校的正常教學(xué)造成影響，還會(huì)出現(xiàn)教學(xué)事故的問題。嚴(yán)重的情況下會(huì)對(duì)課程無法進(jìn)行合理安排，更不用說教學(xué)、教育體制的改革了。

一、傳統(tǒng)排課軟件的特點(diǎn)

1. 本土化特征明顯

大多軟件都是專門為某些學(xué)校而開發(fā)的，只能滿足暫時(shí)的需要，具有稽查的數(shù)據(jù)擴(kuò)展能力，一旦學(xué)校的設(shè)施和資源出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)的改變，軟件就不能夠繼續(xù)滿足學(xué)校要求。但是現(xiàn)實(shí)的學(xué)校狀況是處于一個(gè)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)中的，不得不隨時(shí)隨地更新著學(xué)校的軟件和硬件措施，出現(xiàn)的后果便是很多學(xué)校要對(duì)排課軟件進(jìn)行不停的修改，使人力資源和物力資源都出現(xiàn)浪費(fèi)。

2. 缺少人性化特征

有很多從事教務(wù)管理的專家在實(shí)踐過程中有著寶貴的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)是值得我們吸收和借鑒的，但是軟件的算法求解問題是根據(jù)其推理機(jī)制去決定的，導(dǎo)致不滿足其結(jié)果，所以要管理人員大量的修改和完善該排課方法。

3. 操作繁瑣，難以理解

出現(xiàn)的排課軟件和以往的人工輸入不具有兼容性，所以加大了叫我管理人員的工作量，碰見稍微復(fù)雜一點(diǎn)的功能，例如操作繁瑣等，會(huì)出現(xiàn)操作人員難以理解的問題，這也是目前大多數(shù)流行軟件所普遍存在的問題。

二、人工智能在計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課算法中的應(yīng)用

1. 人工智能的理論

計(jì)算機(jī)技術(shù)在發(fā)展到一定階段之后，出現(xiàn)的其中一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支門類，人工智能。人工智能主要研究的是用計(jì)算機(jī)模擬人腦，對(duì)各種人工智能活動(dòng)進(jìn)行操作，用通俗的語言解釋，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一系列人腦所進(jìn)行的推理、策劃和思考等活動(dòng)便是人工智能，將一些需要人類才能完成的復(fù)雜性問題進(jìn)行解決。目前的工廠、醫(yī)學(xué)、生物地理研究甚至游戲開發(fā)都會(huì)應(yīng)用到人工智能，其研究對(duì)象是各種符號(hào)代替的知識(shí)，借助非常規(guī)的啟發(fā)式推理式進(jìn)行研究。

2. 對(duì)學(xué)校的實(shí)際排課情況進(jìn)行分析

根據(jù)教育改革和一般學(xué)校的教育工作安排的現(xiàn)狀，使學(xué)校的日常管理工作面臨巨大挑戰(zhàn)。需要在設(shè)計(jì)時(shí)注意排課系統(tǒng)的靈活性、方便性和實(shí)用性。要充分貼合學(xué)校所利用的各種教學(xué)資源，最大化教學(xué)質(zhì)量。這就必須使排課軟件必須具備靈活性，根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同和學(xué)校實(shí)際教學(xué)狀況對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行合理分配，在計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課算法中應(yīng)用人工智能需要考慮到的因素有以下幾點(diǎn)：

2.1 老師

每位教師的授課門類都是相對(duì)穩(wěn)定的，一次在利用人工智能對(duì)排課軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)是，可以采取一對(duì)一的教師資源分配，另外，還需要考慮到每位教師的實(shí)際特點(diǎn)，靈活分配排課軟件。例如因?yàn)樘厥庠驅(qū)е履程鞜o法上課的某位教師，所以在安排教師課程上要切合實(shí)際靈活安排。

2.2 課程

能夠?qū)φn程安排進(jìn)行直接制約的還有課程本身，安排課程時(shí)，還需要對(duì)課程本身的實(shí)際情況和學(xué)生的實(shí)際心理特點(diǎn)進(jìn)行分析，從而科學(xué)的、合理的安排課程，例如較為重要的基礎(chǔ)性專業(yè)課程，如語文、外語等課程需要安排在上午，不建議在下午或周五下午進(jìn)行安排，而類似體育課等輔助性課程則不建議安排在上午進(jìn)行，因此在進(jìn)行課程安排事需要實(shí)際考慮課程的因素。

2.3 班級(jí)

還要對(duì)班級(jí)的實(shí)際情況進(jìn)行分析，之后在進(jìn)行課程安排，例如在一周的某個(gè)特點(diǎn)時(shí)間，某個(gè)班級(jí)需要進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)等。碰見上述情況時(shí)，則不能給其安排課程。

2.4 學(xué)校

除了上述因素外，還需要對(duì)學(xué)校的實(shí)際情況進(jìn)行分析，例如某些學(xué)校會(huì)規(guī)定某一特定時(shí)間進(jìn)行班會(huì)或者大掃除等，在將此類情況考慮到之后在進(jìn)行排課，而擁有人工智能的排課軟件會(huì)在考慮到以上的實(shí)際情況進(jìn)行排課，盡量保證課程的高效性和實(shí)用性，還能相應(yīng)減少學(xué)校管理人員的工作量。

3. 設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)

在考慮到教學(xué)資源、學(xué)生群體和教師資源的實(shí)際情況等因素后，開始設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)，不同學(xué)校會(huì)有不同的課程使用對(duì)象特點(diǎn)，因此要從校務(wù)管理人員群體、學(xué)生群體和教師群體等三個(gè)方面對(duì)排課系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.1 校務(wù)管理人員

在應(yīng)用了人工智能的排課系統(tǒng)形成課表后，管理人員還需檢查課程安排，課表中存在少數(shù)軟件無法安排的特殊課程，則需要切合學(xué)校實(shí)際情況下，校務(wù)管理人員對(duì)其進(jìn)行人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，使課程得到進(jìn)一步完善。除此之外，管理人員還需要平時(shí)根據(jù)隨時(shí)變化的有關(guān)課程進(jìn)度對(duì)課程進(jìn)行合理、靈活的調(diào)整，以及發(fā)布和維護(hù)相關(guān)課程信息等，保證能夠正常開閘相關(guān)課程。借助計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成管理員模塊界面。

3.2 學(xué)生群體

學(xué)生可以借助有效證件在學(xué)生系統(tǒng)模塊對(duì)自己本學(xué)期或本學(xué)年需要學(xué)習(xí)的課程進(jìn)行查詢，能夠方便學(xué)生提前做好準(zhǔn)備，碰見不能接受的已安排課程，可以通過反饋功能項(xiàng)工作人員反饋。借助計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成學(xué)生模塊。

3.3 教師群體

教師想要查詢自身的課程安排則可以登錄教師系統(tǒng)，對(duì)有異議的系統(tǒng)自動(dòng)安排課程可以借助反饋功能向管理人員進(jìn)行反饋協(xié)商，使課程安排得到優(yōu)化。借助計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成教室模塊。

4. 借助人工智能算法設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)

設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)時(shí)需要將時(shí)間因素作為核心，還需符合學(xué)校的實(shí)際教學(xué)狀況。對(duì)直接影響學(xué)校課程安排的教師、教室和學(xué)生三大因素進(jìn)行合理分析，假設(shè)某校每周教師、教師和學(xué)生的可用教學(xué)時(shí)間段有36個(gè)，那么安排一門課程就要考慮到某個(gè)時(shí)間段三者是否都可以利用，基于這一思路去借助人工智能算法設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)。

借助人工智能算法設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)可以幫助管理人員減少工作量，還能快速?gòu)囊演斎氲男畔?kù)中獲取想要的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，在進(jìn)行選擇或提取相關(guān)信息時(shí)，出于對(duì)相關(guān)條件和限制的考慮，選擇完畢相關(guān)數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)進(jìn)行混合型算法分析和篩選有關(guān)數(shù)據(jù)，綜合匹配和搭配各個(gè)因素，得到最終最優(yōu)化的數(shù)值。

三、結(jié)束語

綜上所述，在排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用人工智能理論能夠?qū)W(xué)校日常化管理起到促進(jìn)作用，讓學(xué)校日常化管理更具科學(xué)性和高效性，因此排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在學(xué)校日常管理工作中具有非常重要的作用。據(jù)了解，我國(guó)目前排課工作中所使用到的排課系統(tǒng)和排課軟件仍然缺少高校性和實(shí)用性，因此對(duì)排課軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用人工智能的研究還需繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)下學(xué)校采用人工智能設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)是教育管理研究的其中一個(gè)熱點(diǎn)，在未來學(xué)者們還進(jìn)一步深入研究借助高效化、智能化程度更高的人工智能算法設(shè)計(jì)排課系統(tǒng)，對(duì)我國(guó)教學(xué)工作起到推動(dòng)作用。