董東風(fēng)
(湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410015)
網(wǎng)路體育選課是目前各高校廣泛普及的現(xiàn)代體育教學(xué)管理模式。通過(guò)從網(wǎng)上查詢的大量有關(guān)資料可以發(fā)現(xiàn),目前網(wǎng)路體育選課系統(tǒng),基本都是以各自開發(fā)為主,通用的一般是在教務(wù)管理系統(tǒng)內(nèi)帶有的排課系統(tǒng),其中包含了體育排課??梢钥偨Y(jié)出大致三種排課方式:一是先選、后分、再排。學(xué)生先自主選擇項(xiàng)目,然后根據(jù)項(xiàng)目的選擇人數(shù)分班,再分配給教師的排課方式。二是先分、后排、再選。選分配給每個(gè)教師項(xiàng)目、班數(shù),排好教師課表,再讓學(xué)生來(lái)選的排課方式。如果選項(xiàng)人數(shù)達(dá)到開班的低限人數(shù)要求時(shí)就開班,否則,再對(duì)未開班重新先分、后排、再選。三是教務(wù)按班排課,學(xué)生沒有選擇余地,只給班分配教師和時(shí)間,至于,體育課在哪上,上什么項(xiàng)目不管。從上述三種方式來(lái)看,都是從管理者的角度出發(fā)來(lái)解決選課、排課問(wèn)題,說(shuō)明對(duì)學(xué)生三自主體育選課業(yè)務(wù)的研究還不夠深入。作者認(rèn)為,關(guān)鍵問(wèn)題是有沒有以學(xué)生為本,從學(xué)生的角度來(lái)研究體育選課。針對(duì)目前現(xiàn)狀,作者改變了思路,從需要的結(jié)果出發(fā),來(lái)對(duì)選課業(yè)務(wù)進(jìn)行分析,找出業(yè)務(wù)相關(guān)因素間的關(guān)系。對(duì)此,作者把體育選課系統(tǒng)分為排課子系統(tǒng)和選課子系統(tǒng)(參見圖1)。
圖1 學(xué)生三自主體育選課業(yè)務(wù)流程示意圖
排課子系統(tǒng)的最終目的,就是根據(jù)現(xiàn)有資源配置,按課程(項(xiàng)目+教學(xué)場(chǎng)地)與教師的乘積再與排課時(shí)間的乘積生成二維最大可選課程總表,即體育班目錄,最大程度提供給學(xué)生選課。排課子系統(tǒng)包括10個(gè)步驟:1)行政班學(xué)生,2)排課時(shí)間分配,3)教師,4)開設(shè)項(xiàng)目,5)體育場(chǎng)館及教學(xué)場(chǎng)地劃分,6)教學(xué)場(chǎng)地時(shí)間分配,7)教師時(shí)間分配,8)教師兼項(xiàng),9)項(xiàng)目教學(xué)場(chǎng)地分配,10)生成體育班目錄(可選課程總表)及體育班名冊(cè)。
首先要關(guān)心的是參加體育選課學(xué)生的總?cè)藬?shù),將決定學(xué)生最大開(分)班數(shù)(參見選課規(guī)則學(xué)生)。學(xué)生最大開班數(shù)可以用來(lái)檢驗(yàn)資源配置:必須小于教師最大開班數(shù),否則,多的班沒有教師上課;必須小于教學(xué)場(chǎng)地最大開班數(shù),否則,多的班沒有教學(xué)場(chǎng)地;必須小于最大可選班(參見生成體育班目錄),否則,多的學(xué)生沒有班可選。這就好比是圍棋盤,圍棋盤有361個(gè)交叉點(diǎn)(最大可選班),現(xiàn)在只有100個(gè)棋子(學(xué)生最大開班),你永遠(yuǎn)不可能占滿所有點(diǎn),但你可以占任何你選的點(diǎn)。如果從排列組合來(lái)理解的話,就是從最大可選班中每次取出學(xué)生最大開班的組合數(shù)。這就是作者設(shè)計(jì)的學(xué)生體育選課原理。所以說(shuō),教務(wù)排好課讓學(xué)生來(lái)選就不是三自主。有那么多的可能,卻只給學(xué)生一種可能來(lái)選。
如果學(xué)生最大開班數(shù),大于教師最大開班數(shù),或者大于教學(xué)場(chǎng)地最大開班數(shù),或者大于時(shí)間最大開班數(shù)(參見選課規(guī)則時(shí)間),有一個(gè)大于就必須采取相應(yīng)措施。解決的辦法有三個(gè):一是提高一個(gè)班的最低人數(shù)限制以減少學(xué)生最大開班數(shù)。二是增加排課時(shí)間以提高教師以及教學(xué)場(chǎng)地最大開班數(shù)。三是增加教師人數(shù)或教學(xué)場(chǎng)地?cái)?shù)(參見圖1中調(diào)節(jié)參數(shù))。
排課時(shí)間分配表(見表1)是由教務(wù)管理決定。需要說(shuō)明的是,學(xué)生選什么時(shí)間上課,只要學(xué)生愿意,能不能滿足,還要取決于教師是否愿意在這個(gè)時(shí)間上課,教學(xué)場(chǎng)地是否開放這個(gè)時(shí)間。不必?fù)?dān)心學(xué)生選的時(shí)間與其他課程時(shí)間沖突,每個(gè)人都知道找空閑時(shí)間去玩,即使出現(xiàn)時(shí)間沖突也將是個(gè)別現(xiàn)象,再說(shuō)還有調(diào)整程序。
如果一定要避免與其他課程時(shí)間的沖突,也可以解決。1)如果其他課程是行政班模式,建立行政班課表,其他課程占用的時(shí)間就是這個(gè)班學(xué)生選課的無(wú)效時(shí)間。2)如果其他課程也是選課模式,就建立學(xué)生個(gè)人課表,選定一個(gè)課程就占用課表的一個(gè)時(shí)間,這個(gè)時(shí)間就對(duì)其他課程的選課關(guān)閉。3)如果兩種模式并存,先建立行政班課表,這個(gè)課表就是這個(gè)班學(xué)生個(gè)人的缺省課表,也是選課的無(wú)效時(shí)間。然后,在這個(gè)課表上,選定一個(gè)課程就占用課表的一個(gè)有效時(shí)間,這個(gè)時(shí)間就對(duì)其他課程的選課關(guān)閉。
教師教學(xué)水平是學(xué)生選課的重要依據(jù),有可能一個(gè)教師的最大開班數(shù)被選滿,也有可能一個(gè)教師沒有課上,這就是實(shí)行學(xué)生三自主選課的殘酷性(參見教師兼項(xiàng))。
每個(gè)項(xiàng)目都有個(gè)屬性,包括混合,男生,女生三種類型??梢酝ㄟ^(guò)二選一(混合、分班)來(lái)確定。一個(gè)項(xiàng)目就屬性而言最多可以分為兩個(gè)子項(xiàng)目,最少只能分為一個(gè)子項(xiàng)目。如果這個(gè)項(xiàng)目的選擇是“混合”,這個(gè)項(xiàng)目就只有一個(gè)子項(xiàng)目可選“項(xiàng)目混”。如果這個(gè)項(xiàng)目的選擇是“分班”,這個(gè)項(xiàng)目就有兩個(gè)子項(xiàng)目可選“項(xiàng)目男”和“項(xiàng)目女”。每個(gè)項(xiàng)目還可以按水平最多分為初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)三個(gè)級(jí)別,最少可以分為一個(gè)級(jí)別。那么,一個(gè)項(xiàng)目最多可以分為6個(gè)子項(xiàng)目(見表2)。
體育場(chǎng)館是體育課上課的“教室”,這個(gè)“教室”可能會(huì)很大,為了充分利用,可以把大的“教室”劃分為幾個(gè)小的“教室”,使每個(gè)“教室”可以安排一個(gè)班的體育課。也就是一個(gè)體育場(chǎng)館可以分為1個(gè)或多個(gè)教學(xué)場(chǎng)地。教學(xué)場(chǎng)地的多少?zèng)Q定了一個(gè)時(shí)間可以同時(shí)安排上課的最大班數(shù)(見表3)。
一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地時(shí)間的分配(見表4),缺省就是排課時(shí)間(教務(wù)分配),不能增加排課時(shí)間以外的時(shí)間,只能是小于等于排課時(shí)間。例如,可以分配晚上這個(gè)時(shí)間所有室外教學(xué)場(chǎng)地不排課。
一個(gè)教師時(shí)間的分配(見表5),缺省就是排課時(shí)間(教務(wù)分配),不能增加排課時(shí)間以外的時(shí)間,只能是小于等于排課時(shí)間。例如,可以分配休息日這個(gè)時(shí)間不排課。
教師人數(shù)是有限的,可以采用教師盡可能多的兼項(xiàng)辦法,見表6,其中,1表示專項(xiàng),2表示兼項(xiàng),3表示一般兼項(xiàng)。實(shí)現(xiàn)教師多兼項(xiàng)的途徑有很多。如果一個(gè)項(xiàng)目沒有教師專項(xiàng)或兼項(xiàng),那么,這個(gè)項(xiàng)目將被取消,需要開發(fā)新的項(xiàng)目。
教師一專多能、多專多能是很正常的事情,體育院校就是這樣培養(yǎng)體育教師的。何況還要求學(xué)生至少掌握兩個(gè)項(xiàng)目。
資源是有限的,共用場(chǎng)地就是一種很好的解決辦法,可以滿足項(xiàng)目數(shù)量的需要。同時(shí),可以檢驗(yàn)假熱項(xiàng)目,例如在室內(nèi)上課的項(xiàng)目可能選的學(xué)生多,造成該項(xiàng)目假熱,如果共用場(chǎng)地,可以看出其真正熱度。另外,還可以自動(dòng)動(dòng)態(tài)平衡每個(gè)項(xiàng)目的開班數(shù)。因?yàn)?,如果一個(gè)項(xiàng)目在一個(gè)時(shí)間開班,共用場(chǎng)地的其余項(xiàng)目就不能在這個(gè)時(shí)間開班,這樣就是:多選多開,少選少開,不選不開。不存在你分多少我分多少的沖突問(wèn)題,完全取決于學(xué)生的選擇。
一個(gè)項(xiàng)目加上一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地就構(gòu)成一個(gè)可選課程。給項(xiàng)目分配教學(xué)場(chǎng)地,也是給教學(xué)場(chǎng)地分配項(xiàng)目(見表7)。這好比是給一個(gè)課程安排教室,但不是每個(gè)教室都能安排每個(gè)課程。一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地能安排什么項(xiàng)目這是特定的,例如,籃球場(chǎng)可以安排籃球、排球,但不能安排棋類,田徑。這個(gè)分配一旦確定就不能改變,所以在分配時(shí),只要這個(gè)教學(xué)場(chǎng)地能夠開展的項(xiàng)目都要分配(需要考慮是否可以銜接兩個(gè)不同項(xiàng)目),這樣,才能保證教學(xué)場(chǎng)地的充分利用,確保一個(gè)項(xiàng)目的最大開班數(shù)。除非想給某個(gè)項(xiàng)目留有足夠空間。例如,羽毛球項(xiàng)目只能在籃球館開,沒有其他可能。而籃球項(xiàng)目有其他教學(xué)場(chǎng)地,那么,為了確保羽毛球項(xiàng)目的開展,籃球項(xiàng)目就不設(shè)置籃球館為共用場(chǎng)地。
給項(xiàng)目分配教學(xué)場(chǎng)地有四種類型,舉例說(shuō)明如下(參見表8):一是一個(gè)項(xiàng)目有多個(gè)教學(xué)場(chǎng)地。二是多個(gè)項(xiàng)目共用一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地。三是一個(gè)項(xiàng)目有多個(gè)教學(xué)場(chǎng)地,同時(shí)又與其他項(xiàng)目共用一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地。四是一個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地。
可以看出,項(xiàng)目1有教學(xué)場(chǎng)地1、2和3,同時(shí),項(xiàng)目1與項(xiàng)目2、項(xiàng)目3共用教學(xué)場(chǎng)地3,那么,項(xiàng)目1同時(shí)屬于第一、第二和第三種類型。這里,項(xiàng)目1有三個(gè)可選課程,分別屬于教學(xué)場(chǎng)地1、2、3;項(xiàng)目2和項(xiàng)目3各一個(gè)可選課程,同屬于教學(xué)場(chǎng)地3;項(xiàng)目4一個(gè)可選課程,所以,總共有6個(gè)可選課程。而不是只有4個(gè)項(xiàng)目就只有4個(gè)課程。
體育班目錄(見表9)由排課時(shí)間、教師和可選課程三者的乘積自動(dòng)生成??v坐標(biāo)為教師與可選課程的乘積,生成最大教師可選課程,橫坐標(biāo)為排課時(shí)間,縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的交叉就是最大可選體育班(體育班目錄)。其數(shù)量等于最大教師可選課程與排課時(shí)間的乘積。
最大教師可選課程,其實(shí)是在假設(shè)的前提下生成的,首先,是假設(shè)所有教師兼項(xiàng)所有可選課程(項(xiàng)目+教學(xué)場(chǎng)地)。而實(shí)際上,一個(gè)教師不可能兼項(xiàng)所有項(xiàng)目,那么,根據(jù)教師兼項(xiàng)表,可以知道哪些課程是一個(gè)教師沒有兼項(xiàng)的課程,這樣就可以排除掉縱坐標(biāo)中這個(gè)教師沒有兼項(xiàng)的可選課程。其次,是假設(shè)所有教師時(shí)間是等于排課時(shí)間,而實(shí)際上,一個(gè)教師時(shí)間可以小于排課時(shí)間,那么,根據(jù)教師時(shí)間分配,可以知道哪個(gè)時(shí)間是教師不上課的時(shí)間,這樣就可以排除掉縱坐標(biāo)中這個(gè)教師沒有分配時(shí)間的可選課程。第三,是假設(shè)所有教學(xué)場(chǎng)地時(shí)間是等于排課時(shí)間,而實(shí)際上,一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地時(shí)間可以小于排課時(shí)間,那么,根據(jù)教學(xué)場(chǎng)地時(shí)間分配,可以知道哪個(gè)時(shí)間是教學(xué)場(chǎng)地不開放的時(shí)間,這樣就可以排除掉縱坐標(biāo)中這個(gè)教學(xué)場(chǎng)地沒有開放時(shí)間的可選課程。
一個(gè)體育班有四種狀態(tài),未開班可選,未開班不可選,已開班可選,已開班不可選。初始生成的體育班都是未開班可選。當(dāng)一個(gè)體育班被學(xué)生成功選擇達(dá)到開班低限人數(shù)時(shí),這個(gè)體育班就是已開班可選,如果達(dá)到高限人數(shù)就是已開班不可選(人數(shù)已滿)。未開班不可選發(fā)生在,一個(gè)教師或一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地在一個(gè)時(shí)間只能開一個(gè)班,在這個(gè)時(shí)間教師或教學(xué)場(chǎng)地的其余班成為不可選。這樣排課就變?yōu)閷W(xué)生成功選擇一個(gè)班,就開一個(gè)班,沒有被學(xué)生成功選擇的班就不開班。選課結(jié)束后,只有已開班被留下成為課表。一個(gè)體育班一定是可以開班的,但不會(huì)是全部可選體育班都會(huì)開班,有最大開班數(shù)限制??偟目蛇x體育班數(shù)一定是大于學(xué)生最大開班數(shù),目的就是學(xué)生有更多的選擇。哪些班開,哪些班不開,完全取決于學(xué)生選擇。當(dāng)然,還要受到一定的限制,這點(diǎn)將在選課規(guī)則中進(jìn)行論述。
選課子系統(tǒng)包括6個(gè)步驟:1)學(xué)生注冊(cè),2)學(xué)生登錄,3)查詢,4)選課規(guī)則,5)體育班名冊(cè),6)自動(dòng)分班或補(bǔ)選。
學(xué)生登錄選課系統(tǒng),首先可以查詢項(xiàng)目的時(shí)間、地點(diǎn)、任課老師等等信息。在選課期間登錄才能選課。每個(gè)學(xué)生選課的標(biāo)志包括:1)選課狀態(tài):已選,未選,待選(等待達(dá)到低限人數(shù)開班)。2)自動(dòng)分班:是,否。
學(xué)生選課五種查詢方式(包括三自主):一是按項(xiàng)目查,列出所有項(xiàng)目,找出每個(gè)項(xiàng)目的所有可選體育班(未開班可選,已開班可選),是男生找出所有男生班和混合班,是女生找出所有女生班和混合班。也就是說(shuō),有多少個(gè)項(xiàng)目就有多少個(gè)選擇,除非一個(gè)項(xiàng)目已被選滿或一個(gè)體育班不可選。二是按時(shí)間查,列出所有時(shí)間,找出每個(gè)時(shí)間的所有可選體育班。三是按教師查,列出所有教師,找出每個(gè)教師的所有可選體育班。上述三種方式可以同時(shí)實(shí)現(xiàn),從體育班目錄查。四是按體育場(chǎng)館查,列出所有場(chǎng)館,找出每個(gè)場(chǎng)館的所有可選體育班。五是從同伴查,找到同伴所選。
3.4.1 時(shí)間
1)一個(gè)時(shí)間最大開班數(shù):如果一個(gè)時(shí)間的教師人數(shù)合計(jì)小于這個(gè)時(shí)間的教學(xué)場(chǎng)地?cái)?shù)合計(jì),那么,就等于這個(gè)時(shí)間的教師人數(shù)合計(jì),否則,就等于這個(gè)時(shí)間的教學(xué)場(chǎng)地?cái)?shù)合計(jì)。達(dá)到一個(gè)時(shí)間最大開班數(shù)時(shí),這個(gè)時(shí)間的其余未開班成為不可選。2)全部時(shí)間最大開班數(shù):合計(jì)每個(gè)時(shí)間最大開班數(shù)。必須大于學(xué)生最大開班數(shù)。
3.4.2 可選課程(項(xiàng)目+水平+屬性+教學(xué)場(chǎng)地)
1)一個(gè)可選課程最大開班數(shù):就等于所在教學(xué)場(chǎng)地分配的時(shí)間數(shù)減去所在教學(xué)場(chǎng)地包含的全部可選課程已開班數(shù)合計(jì)值。是個(gè)動(dòng)態(tài)值,隨著開班的增多,這個(gè)值就減小,直到0值。達(dá)到一個(gè)可選課程最大開班數(shù)時(shí),這個(gè)可選課程所有未開班成為不可選。2)全部可選課程最大開班數(shù):就等于合計(jì)每個(gè)可選課程最大開班數(shù)。3)全部教學(xué)場(chǎng)地最大開班數(shù):一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地最大開班數(shù)等于這個(gè)教學(xué)場(chǎng)地分配的時(shí)間數(shù)。合計(jì)每個(gè)教學(xué)場(chǎng)地最大開班數(shù)。必須大于學(xué)生最大開班數(shù)。
3.4.3 教師
1)一個(gè)教師在一個(gè)時(shí)間只能開一個(gè)體育班(一個(gè)項(xiàng)目,一個(gè)場(chǎng)地),如果一個(gè)教師在一個(gè)時(shí)間已開班,那么,在這個(gè)時(shí)間這個(gè)教師的其余體育班成為不可選。2)一個(gè)教師最大開班數(shù):等于這個(gè)教師分配的時(shí)間總計(jì)。達(dá)到最大開班數(shù)時(shí),這個(gè)教師的所有其余未開班成為不可選。3)全部教師最大開班數(shù):合計(jì)每個(gè)教師最大開班數(shù)。必須大于學(xué)生最大開班數(shù)。
3.4.4 學(xué)生
1)學(xué)生最大開班數(shù):等于行政班學(xué)生總?cè)藬?shù)除以一個(gè)班的低限人數(shù)。2)一個(gè)體育班正在被選尚未開班:如果在這時(shí)有其他班成功開班使正在被選的體育班成為不可選,這些學(xué)生將被自動(dòng)退出另選。3)一個(gè)學(xué)生只能選擇一個(gè)體育班(一個(gè)時(shí)間一個(gè)項(xiàng)目一個(gè)老師)。如果已選了一個(gè)體育班,這個(gè)學(xué)生就被禁止選班。
3.4.5 體育班
一個(gè)體育班成功開班的條件:1)已選學(xué)生人數(shù)達(dá)到班級(jí)低限人數(shù)要求。2)且這個(gè)班的老師在這個(gè)時(shí)間還沒有開班(同一時(shí)間一個(gè)老師只能開一個(gè)班)。3)且這個(gè)課程的教學(xué)場(chǎng)地在這個(gè)時(shí)間還沒有開班(同一時(shí)間一個(gè)教學(xué)場(chǎng)地只能開一個(gè)班)。4)且所選課程成功開班數(shù)沒有達(dá)到最大開班數(shù)。5)且這個(gè)時(shí)間成功開班數(shù)沒有達(dá)到最大開班數(shù)。6)且還沒有達(dá)到學(xué)生最大開班數(shù)。同時(shí)滿足以上6個(gè)條件才可以開班。
選課未成功的學(xué)生可以退出另選,退出學(xué)生時(shí),后面的學(xué)生補(bǔ)上,保證連號(hào)。一旦選課結(jié)束后,這個(gè)班的人數(shù)就被固定,每個(gè)學(xué)生對(duì)應(yīng)一個(gè)序號(hào)(學(xué)號(hào)),如果其中某個(gè)學(xué)生因退學(xué)、轉(zhuǎn)班等原因離開這個(gè)班,只是這個(gè)序號(hào)位置沒有人而已,成為空號(hào)。在計(jì)算總?cè)藬?shù)時(shí),要排除空號(hào)計(jì)算。
當(dāng)一個(gè)學(xué)生選課不能滿足時(shí),例如人數(shù)不夠不能開班,可以在選課期未結(jié)束時(shí)改變選擇,否則,選課時(shí)間結(jié)束后,對(duì)于未選的學(xué)生和選課不成功的學(xué)生,將由系統(tǒng)自動(dòng)分班?;蛄肀贂r(shí)間補(bǔ)選。自動(dòng)分班是不得已而為之,其流程描述如下:
第一步:首先是分配給已開班可選。按時(shí)間、教師課程排序,滿足一個(gè)班(達(dá)到高限人數(shù)),再分下一個(gè)班,以此類推。如果學(xué)生1滿足班1條件,學(xué)生1分班成功。如果班1分滿,就分班2。如果學(xué)生2不滿足班2條件,學(xué)生2分班不成功。分配學(xué)生3,直到學(xué)生N。如果還有未分班學(xué)生,重新排序?qū)W生再次分班。如果到班N分滿,還有未分配的學(xué)生,就開始分配未開班可選。
第二步:其次是分配未開班可選。按時(shí)間、教師課程排序,滿足一個(gè)班(滿足開班條件,達(dá)到高限人數(shù)),再分下一個(gè)班,以此類推。如果學(xué)生1滿足班1條件,學(xué)生1分班成功。如果班1達(dá)到開班低限人數(shù)要求,班1開班,已分配的學(xué)生成功分班。如果班1達(dá)到高限人數(shù),就分班2。如果學(xué)生2不滿足班2條件,學(xué)生2分班不成功,分配學(xué)生3,直到學(xué)生N。如果一個(gè)班尚未達(dá)到開班低限人數(shù),又沒有學(xué)生可分了,那么,剩下的學(xué)生將組成一個(gè)班(理論上可能)。
為了建立體育選課系統(tǒng),改變傳統(tǒng)的教務(wù)排課、學(xué)生選課的管理模式。以學(xué)生為本,從滿足學(xué)生三自主體育選課需要出發(fā)。通過(guò)分析學(xué)生體育選課原理,對(duì)體育選課業(yè)務(wù)進(jìn)行研究,本文提出了體育選課的業(yè)務(wù)流程,并對(duì)其流程及相關(guān)算法進(jìn)行了描述,可以為該系統(tǒng)開發(fā)提供業(yè)務(wù)理論支持??傮w思想:生成最大可選讓學(xué)生來(lái)選,所選就是所排,我的課程你做主。
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湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)2013年3期