1 当前教学排课中存在的问题 在传统的学校教学之中，在为学校内的课程进行排课 时多采取人工排课方法，不仅排课工作量大、排课流程繁 琐复杂，还容易出现教室资源与教师资源不匹配的问题， 降低排课正确率，影响教学排课质量的提升［3］。并且在传 统的学校排课过程中，由于是人工完成排课工作的，不仅 排课速度较慢，而且还容易出错误，从而会耗费较长的时 间［4］。而优化设计基于现代化技术的排课系统，可以弥补 这方面的不足，发挥积极影响。 2 系统设计需求分析 对于本次设计的系统，确保高校教务排课人员可以应 用该系统，提升排课信息准确率，并可以合理的应用学校 的教师及教室资源; 也能够很好的解决排课冲突问题，避 免排课时出现时间、场地的冲突［5－7］。基于回溯算法、遗 传算法等常用排课算法，设计基于多策略数学算法的排课 系统，确保设计的系统可以满足实际应用需求。同时，在 多策略数学算法，选择更加合适的排课算法，有效协调分 配排课中的教师资源与教室的匹配问题［8］，降低了排课问 题的复杂度，确保设计的系统满足实用需求。 3 系统多策略数学算法 3. 1 排课供需平衡 在设计的排课系统中，需保证排课中的时间供需平衡 问题。针对排课问题的课程( C) 、教师( T) 、班级( G) 、教 室( Ｒ) 、星期( W) 和节次( J) 等因素进行分析，从而运用合 理的排课决策，确保供需平衡［9］。若是假设在某学校内教 室总数是 a、班级总数是 l，一个学期教学的总共周数是 b， 并且每周需要上课的天数是 c，上课的节数是 d。假若设 全校内所有班级在一个学期内总课时数是 M，则排课需求 量计算公式( 1) : M = ∑ l j = 1 ∑ nj i = 1 ki ( 1) 同时，若是假设在一个学期内教室总数同每周上课天 数、教学周数以及每天上几节课的数目乘积是 N，并将其 称为是供应量，则可以得出公式( 2) : N= a×b×c×d ( 2) 故当 M≤N 时，要满足供需平衡，应使资源利用率满 足公式( 3) :η =N－M N ×100% ( 3)
3. 2 多策略的数学排课算法 在本次设计的系统中，将会先通过应用分治法、优先 级法以及回溯法等对排课问题进行初始分析; 然后，在应 用禁忌法以及遗传法，对初始得到的排课结果进行优化， 并能够将最终得到的结果作为排课的数据依据。
3. 3 多策略算法的流程 在本次设计的多策略数学算法之中，不仅包括选择班 级算法，也包括课程选择算法、时间搭配算法等［10］，因此， 在实际应用中，可以根据实际情况，判断课程时间与课程 上课人数之间是否相互匹配，然后可以根据这个算法，为 各个班级排课。
4 优化设计基于多策略数学算法的排课 系统 4. 1 系统多策略数学算法设计 在本次设计排课系统中，运用多策略数学算法，可以 先从班级数据库之中选择出一个班级; 然后查询班级对应 课程; 如果是特殊班级，则判断其是否可以连堂上课，如果 可以，则连堂上课，如果不可以，则调用系统中选择教室的 算法，根据教室匹配学生人数的大小，判断是否可以连堂， 否则，将选择 2 节时段进行排课。系统排课人员，可以根 据算法负责录入与排课相关的所有信息。包括教师信息， 班级信息，学生信息，课程信息。流程如图 2 所示。 图 2 整体算法流程 4. 2 设计系统的数据库 在本次设计的排课系统中，基于多策略数学算法，系 统设计人员可以从系统的用户角度，优化设计系统数据 库，确保可以是排课数据及处理均符合实际教学排课要求 与约束。系统数据结构图如图 3 所示。 图 3 排课数据信息流动图 在本次设计的排课系统中，对于其数据库设计中，可 以应用以下的数据表，存 储 管 理 系 统 排 课 数 据。如 下 所示:
( 1) 课程数据信息数据库: 主要用以记录排课课程的 基本内容信息，数据表如表 1 中所示。 表 1 排课课程的基本信息表 字段名称 数据类型 字段 可否为空 课程的名称 文本类型 10 否 类别 文本类型 10 否 考核的方式 文本类型 10 否 课程教学性质 文本类型 10 否
( 2) 教师数据库: 主要用以记录教师的基本信息，如 表 2 所示。 表 2 排课教师表 字段名称 数据类型 字段的大小 可否为空 索引 教师的代码 数字 10 否 有( 无重复) 教师的姓名 文本 10 否 有( 无重复) 教师职称 文本 10 否 无 教师学位 文本 10 否 无
( 3) 教室数据库: 主要可以在系统中记录教室上课相 关的基本信息，如表 3 中所示。 表 3 教室表 字段名称 教室的代码 名称 教室空间 性质 数据类型 文本 数字 文本 字段大小 10 10 10 10 可否为空 否 否 否 否 索引 数字 数字 无 无 4. 3 系统的硬件部分设计实现 在本次基于多策略数学算法的排课系统设计中，确保 在具备 Windows 2000、Windows XP 功能的计算机上，开发 设计系统人机交互界面，使设计好的排课系统能够为用户 使用。系统的内存应该有 128M，显示器尺寸 17 寸; 同时， 系统的分辨率应该 1024×768 显示，使系统的用户使用体 验得到提升。 4. 4 系统软件设计 在本次设计的排课系统中，基于多策略数学算法，以 Visual Basic 6. 0 为开发工具，优化设计开展系统应用软 件。同时在本次系统设计中，以 SQL Server 2000 为系统的 数据库，确保可以将系统的排课资源数据均安全的存储在 数据库内。同样，在系统软件设计中，对于系统用户权限 设计中，提供密码修改的功能用户只有在根据要求输入验证密码，并点击“提交”按钮之后，就可以为用户修改旧的 登陆密码，软件代码过程如图 4 所示。
5 系统设计实现效益分析 排课涉及的数据量很大，并且排课过程中的约束条件 也多，应用人工方式进行排课，效率极低，还不利于将教学 资源利用率发挥到最大水平。因此，运用多策略数学算 法，优化设计排课系统，确保能够运用系统方法，条件下， 通过人工干涉达到合理排课是非常重要的。人工干涉包 括在排课前的一些数据输入工作，对课表中的课程安排进 行适当的调课，能很好的解决实际弊端问题。因此，基于 多策略数学算法，优化设计排课系统，不仅可以缩短排课 时间，还可以使得排课结果更符合教学规律，提升系统设 计实现效益。
6 结论 综上所述，基于本次排课系统设计中，应用多策略数 学算法，不仅可以确保提升用户对系统排课的满意度，也 可以提高课程资源的利用率，发挥积极影响，可以在实践 中应用多策略数学算法优化设计排课系统。
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