本站原创【摘 要 】本文以高职高专院校为背景,结合高职高专多校区开展教学、实习实训项目多、强调理实一体化教学的特点,进行了两级排课系统的需求分析,并进行了流程规划.在此基础上,利用UML建立了两级排课系统的主要静态模型和动态模型,并利用UML进行了数据库建模.
【关 键 词 】高职高专；两级排课；UML建模
目前,高职高专的教育强调以“工作过程和教学过程紧密配合；知识、能力、素质紧密配合；学校与企业紧密配合”的培养要求.在学生培养中大量理实一体化课程、金工实习、校内外实训、顶岗实习和新的教学模式出现,如何利用好学校的有限资源,以一种最优的管理模式来满足教务排课管理的需要成为了目前不少高职院校急需解决的一个课题.
1.系统需求分析
随着办学规模的不断扩大,不少高职高专院校实行二级管理模式,多校区办学.管理和硬件设施的不断建设完善,使得在教学资源的配比上能够充分满足现有的学生规模,也为二级排课模式的实施提供了支持.在排课问题中涉及到的约束因素包括课程、教师、班级、教室、上课时间等.
两级排课可以充分发挥二级学院的自主性,提高课程编排对教学计划的适用性.本文涉及的两级排课模式采用公共基础课程、公共选修课程、多院系共享设备课程由教务处统一编排,其余各院系专业课程由各院系教学秘书根据课程特点进行自行排课的总体方针,所有排课结果最后上报教务处审核的基本排课模式.
1.1 两级排课系统总体功能需求
1.1.1 基础信息管理
教务管理人员能够输入或者导入各专业各年级教学计划、学生人数、专业教师信息、教室信息、学年学期日历等教务教学信息；教学秘书能够向系统输入专业教学培养计划、教学进程信息；系统管理员能够输入或者从其他教务管理系统导入学校教师信息、教室信息、实训资源、班级信息等系统所需基础信息.
1.1.2 排课管理
系统根据每学期教学进程和各二级学院学生班级人数等情况,对各二级学院分配教室,检查上报教学计划对校内实训设备和人员要求是否存在冲突,并对冲突部分进行通知调整；学校教务处能够统一对公共课程、跨校区实训课程、使用跨学院实训设备的课程进行排课,随后由各二级学院对各专业的剩余专业课进行排课；教务处管理人员、教学秘书、学生、教师能够查看编排确定的课表；二级学院教学秘书和教务处排课管理员可以对生成的排课表进行人工局部调整；后勤管理人员能够查看教室使用情况；本系统可与学校其他教务管理系统实现数据共享；
1.1.3 系统管理
系统能够提供用户管理、数据处理等方面的权限分配与管理,并保证系统数据的安全性.
1.2 两级排课流程
两级排课由于涉及到资源的利用与分配问题,在实现上可采用如下教务处总体控制,分配排课课程的模式进行,具体流程如下.
新生入学前各院系上报专业教学培养计划,原则上每届新生入学后其专业教学培养计划不做调整；每学期结束前,各院系教学秘书根据本院系各专业的专业教学培养计划制作教学进程,标注下学期不同班级开设课程、上课周数、单双周、课时信息,上报教务处；教务处对照专业教学培养计划进行审核并以此为依据制作授课任务书；各院系根据下发的授课任务书通知教研室安排教师授课任务,教室授课任务汇总后由各院系教学秘书统一上报教务处,同时上报特殊授课要求；教务处根据上报情况,汇总教室、班级、实训设备等信息,开始分配校级排课课程与二级学院（系）排课课程.
教务处首先完成公共基础课、多院系共享实训设备课程排课,后由人工进行检查,并根据实际情况进行适当微调；教务处排课后,利用排课系统分配各个院系排课可用教室资源；教务处下发各院系自主排课课程信息、可用教室、实训条件等信息；各院系教学秘书同所属院系专业课教师进行沟通后,利用排课系统进行院级排课,系统初始课表生成后,由教学秘书根据不同专业课、实训课程的特殊要求对系统不能满足部分进行人工调整；各院系排课工作完成后,将排课结果上报教务处,教务处进行汇总并下发课表.学生完成选修课选课后,教务处根据选课结果,统一对全校选修课进行排课.
2.两级排课系统UML建模
2.1 系统主要静态模型（如图1、图2）
2.2 系统主要动态模型
2.2.1 教学进程管理
教学进程是表述下一个学期不同班级开设课程、课时、上课周数信息.教学秘书根据教学计划,制作教学进程,特别对于其中课程上课周数信息要指明,对于实习、实训、实践课程所需设备场地要进行选择；教学秘书上报教学进程后,教务处管理员查看、修改、审核教学进程,以此为依据下发教学任务、划定校级排课课程与院级排课课程、分配各院系可用教学资源数,图3是教学进程提交活动图,图4是教学进程审核活动图.
2.2.2 教学任务管理
教学任务是教务处管理员根据上报审核后的教学进程,按照课程所属部门下发的各部门承担的教学任务.教学秘书在教研室完成教学任务安排后,输入所在院系负责课程的上课教师信息,完成教学任务上报工作,图5是教学任务书上报顺序图.
2.2.3 校级排课管理
汇集完各个院系教学任务后,教务处管理员对公共课程进行筛选.公共课程、选修课程、单列实习实训类课程由教务处统一排课；所有理实一体化课由各个分院进行排课；对于教师承担非本院系课程,该课程划归教学班级所在院系进行排课.教务处管理员根据上学期排课情况利用计算机辅助排课；在教务处完成所负责课程排课工作后,由教务处开始对各院系授课任务进行平衡,并进行院系可用教学资源分配,图6是公共课程排课顺序图.
在选课系统完成选课工作后,由教务处管理员根据选课系统选课结果,生成选修课开课计划；系统自动统计不同课程上课人数,生成教学班级；教务处管理员根据课程、人数、教室、教师信息进行计算机辅助排课,图7是选修课程排课顺序图. 2.2.4 院级排课管理
教务处设定可进行院级排课后,由各院系教学秘书先利用计算机完成初始排课,在根据教师、课程要求进行调整.在排课过程中优先满足理实一体化课程上课要求,兼顾教师上班时间和学生学习时间的平衡.对于本院系教师承担其他院系课程情况,由教学秘书在计算机初始课表生成后,待相关院系也生成初始课表后,检查教师上课时间是否存在冲突,如存在冲突,由课程所属院系教学秘书负责人工调整课表,图8是院级排课活动图.
2.3 数据库设计建模
两级排课管理系统是一项复杂的系统工程,系统的运行需要大量的数据进行支撑.因此,排课管理系统的设计中还需要一个规范和完整的数据库设计.在此采用关系型数据库系统管理模式来进行两级排课管理系统的数据库设计.根据上述系统需求分析及系统设计建模,建立系统的主要数据对象模型如图9、10所示.
3.结束语
本文对两级排课管理模式下排课系统的需求进行分析,并在此基础上利用UML进行了系统的设计建模.排课工作是组合排列寻找最适合解的问题,对课表的合理性和系统的可靠性都有相当高的要求.在该系统的实现上考虑采用遗传算法来完成课表的编排,但是由于排课过程中各种因素的制约和影响,如何获取一个最适合的课表,其特殊的复杂性吸引了国内外一大批研究人员对其进行深入研究,本人也将结合不同学校的实际情况,进一步进行算法的研究.