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1 課題介紹
隨著計算機技術的飛速發展，計算機作為知識經濟時代的產物，已被廣泛應用於社會各個行業和領域，而素質教育在學校不斷的深化，學校對學生的實踐能力也越來越重視，所以學校的實驗室和實驗課課時也越來越多。如何編排實驗室實驗教學課表?以往在實驗室管理中，都只能通過人工的方式編排[1]。但是，伴隨著各類學科範圍的不斷擴大，各個院系的實驗學科科目逐漸增多，以至於龐大的課時、眾多的教師、複雜的實驗室資訊令實驗室的管理人員頭暈腦漲，無法合理、迅速、高效地制定出相應的排課計劃[2]。採用手工方式排課，有時需要花費一個月甚至更長時間才能完成一個學期的排課任務[3]。這就促使我們必須採用一些輔助的手段來幫助。因此，實驗室實驗教學排課系統就成了需要。作為計算機應用的一部分,使用計算機對學校實驗室排課進行管理,具有著手工管理所無法比擬的優點[4]。例如:檢索迅速、查詢方便、可靠性高、儲存量大、保密性好、壽命長、成本低等。這些優點能夠極大地提高管理的效率,也是學校的科學化、正規化管理及與世界接軌的重要條件[5]。
2 國內外的研究狀況、發展趨勢
這個實驗室實驗教學排課系統的主要問題還是“排課問題”。國外針對排課問題展開的研究較早。1963年c c gotlieb在他的文章《the construction of class-teacher time-tables》中提出了課表編排的數學模型[6]。這篇文章引起了人們對於排課問題的重視。1976年s even在其論文《the complexity of timetable and multi commodity flow problem 》中[7]，第一次證明了課表問題是np完全的。s even的論證進一步地將人們對課表問題複雜性的認識提高到理論高度。國內對排課問題的研究較晚，1984年，清華大學在《清華大學學報》上發表了林漳希和林堯瑞在該課題上的實驗性研究成果《人工智慧技術在課表編排中的應用》[8]。
為了使課表的編排更準確、合理、快速,高校教務部門已先後開發出一些適用的排課系統。我們發現這些軟體有以下不足:每個學期的課程、教師、教室資訊相對固定,但卻不能被重用;不能儲存每個學期的歷史資料,不便教師對以前課表進行查詢;未提供使用者的分級使用制度;自動排課速度較慢;形成的課表大小不固定,增加列印難度[9]，因此現在的排課系統正在向解決這些問題的方向發展。
3 實驗室排課系統的原則
根據目前高校課程體系結構設定特點，實驗室實驗教學排課系統要考慮以下各種因素：
首先：要做到每個班級、教師、實驗室各種資源不衝突，這是實驗室實驗教學排課系統最起碼的原則[10]。
第二：先排有指定要求的課程。指定要求包括教室和時間都指定、指定時間或指定教室等情況。
第三：按事先設定的優先順序將不同類別的課排在不同的時間段。
第四：學生上課時間分佈的均勻性。時間的均勻性是指在一個星期內同一門課程在天數安排的均勻性。比如說資料結構課在一週內要上三次，且都在實驗室裡上，實驗室實驗教學排課系統要做到最好安排在週一、週三、週五這三天來上。
第五：學生實驗課節數分佈的均勻性。這是為了保證一個專業的課程安排在一週內不總是上一天內的第一、二節或者總是上最後一、二節。
第六：可以將課表匯出到word中，並進行列印操作。
第七：可以手工調整課程的時間[3]。
4 實驗室排課系統的侷限性
排課系統分為計算機處理和人工調整兩個部分。計算機處理是有一定侷限性的。侷限性主要體現在兩個方面:
首先計算機排課與人工排課是有區別的。人的思維可以是收斂也可以發散的，因而排課時非常靈活，隨意性較強，工作步驟可以隨情況的變化而調整，覺得怎樣更合理就怎樣做，甚至可以只推翻某一部分重排，亦可以進行網路式的回溯調整。計算機就不同了，它目前並不具有人腦那樣發散的思維能力，它的“大腦”裡的一切資訊都是由程式和資料組成的，每一步工作都需由人把自己的工作經驗抽象成計算機語言，根據一定的程式進行控制，讓其領會人的意圖而達到預期的排課目的[11]。
其次計算機排程系統本身所具有的侷限性。計算機雖然可以精確地處理大量的資料，但由於現有排課程式演算法模式不可能太多，回溯調整的範圍、深度不可能太大，否則程式太複雜。實際上目前由於受計算機固定思維和程式規模的限制，單純依靠計算機處理排課資料是不可能達到最佳的排課效果的[12]。
5 實驗室排課系統結構
5.1 基本組成構架
整個系統分為登入子系統、排課子系統、課表釋出子系統和綜合管理子系統。
使用者登入：包括對使用者的合法性驗證，使用者的分類，並根據不同型別的使用者分配不同的許可權。
排課功能：通過已知的資訊，儘量避免課時、老師、實驗室的衝突，通常情況下是由任課教師根據已知資訊至少提前一週進行排課，這樣老師就可以選擇上課時間，方便排出學校、老師、學生都滿意的的實驗教學課程表。如果任課教師要取消排課也要提前一週進行，如要臨時取消課程必須與管理員聯絡，由管理員進行取消。這樣可以減少管理員的工作量。
釋出課表：對已排好的實驗教學課表進行釋出，不同的使用者可以根據自己的需要按不同方式查詢課表。本系統還實現了將課表匯入word，這樣可以方便的列印排好的課程表。
綜合管理：主要是管理個人資訊、教師資訊、實驗室資訊、課程資訊、班級資訊，時間控制資訊等。在這裡面可以對這些資訊進行新增、修改、刪除等操作。
5.2 平臺選擇
本系統採用vc#和sql來開發，vc#是基於visual 的，它綜合了visual basic的高生產率和c++的行動力，使生產效能得到了提高，它具有比c和c++更簡單的語法，比java更適合融入microsoft的技術[13]。sql是關係資料庫的標準語言，它已成為關係資料庫產品事實上的標準[14]。
6 結束語
如今國內軟體市場上也有很多通用型的排課軟體，例如“排課無憂”，“排課高手”等等。這些通用軟體往往無法滿足學校的某些特殊要求[10]。因此，針對學校的一些特殊要求，需要開發出滿足不同要求的排課系統。本設計主要是針對我係的具體要求開發出一個滿足一定條件的實驗室排課系統，在設計過程中，需要掌握vc#和sql的相關知識。
參 考 文 獻
1 邱錦倫，曹旻al c#程式設計教程.北京：清華大學出版社，XX
2 何克抗.《現代教育技術》.北京師範大學出版，1998 .11
3 王晟al c#資料庫開發經典案例解析.北京：清華大學出版社，XX
4 黃明，樑旭資訊系統設計與開發例項.北京：機械工業出版社，XX
5 王輝，黃紅超實用教程.北京：清華大學出版社，XX
6 c c construction of class-teacher time-tables，1963
7 s complexity of timetable and multi commodity flow problem，1976
8 林漳希，林堯瑞.人工智慧技術在課表編排中的應用.北京：清華大學學報，1984
9 王力.高校通用排課管理資訊系統的設計與實現.貴州：貴州工業大學學報，1999
10 劉振巖，劉慧敏，王歡資料庫開發.北京：清華大學出版社，XX
11 田輝 2.0開發技術簡明教程.北京：清華大學出版社，XX
12 齊炳和，許學東.微機編制課程表工作中的問題和對策.濟南：山東工業大學學報，1995
13 前沿軟體研究室，鄭小平al c#開發實踐.北京：人民郵電出版社，XX
14 施伯樂，丁寶康，汪衛.資料庫系統教程(第二版).北京：高等教育出版社，XX
15 張海藩.軟體工程導論(第四版).北京：清華大學出版社，XX
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