排课系统的设计与实现

毕业论文高校排课系统目录TOC\o"1-3"\u第一章引言 11.1研究背景 11.2研究的目的和意义 11.3本人的主要工作和奉献 21.4论文结构 3第二章高校排课系统的现状分析 42.1国内教学教务管理模式与体制 42.1.1教务管理模式 42.1.2教育管理体制 72.2高校排课系统概述 92.2.1排课系统的开展历史 92.2.2排课系统的现状分析 122.3教务管理信息化建设 132.3.1管理信息系统的开发方式 132.3.2管理信息系统开发中常见的问题 14第三章院校两级排课系统需求分析 173.1排课系统业务描述 17排课业务流程 17排课原那么 183.2业务需求分析 213.2.1教学资源管理 213.2.2教室资源分配管理 223.2.3教学方案管理 22开课方案管理 223.2.5设置排课标志管理 233.2.6校级排课管理 233.2.7院级排课管理 233.2.8课程表管理 24非排课时段分配管理 24教室使用表管理 243.3非功能需求 24开放性和标准性原那么 24可操作性和易用性 24灵活性和可扩展性 25第四章校院两级排课系统的设计 264.1总体功能设计 264.2系统功能模块设计 26教学资源管理 264.2.2教室资源分配管理 31教学方案管理 314.2.4开课方案管理 424.2.5设置排课标志管理 524.2.6校级排课管理 534.2.7院级排课系统 62课程表管理 63非排课时段分配管理 674.2.10教室使用表管理 694.3系统数据库设计 714.3.1数据库概念设计 714.3.2主要数据表设计 72第五章校院两级排课系统的实现 735.1系统实现的技术路线 735.2应用例如 745.3系统应用情况 79第六章总结和展望 80参考文献 81第一章引言1.1研究背景课程表是一个学校日常教学工作和其他各项活动的指挥调度表。它不仅是学生和教师上课的依据，对学校其他工作的统一安排也有直接影响。高校排课工作是执行教学方案、实现学校培养目标的重要一环，是学校教学教务管理工作中最根本而又非常重要的一项，它是学校建立稳定的教学秩序的最根本的保证，是学校贯彻教育方针、培养合格人才的具体表达，并对学生的学习效果和课堂的教学质量有直接的影响。它不仅可以从侧面反映出学校领导的办学思想，也能表达出学校教育教学管理的能力和水平。云南大学教务管理系统是2002年由云南大学立项，云南大学教务处和云南大学信息技术研究所共同开发，2003年云南大学教务管理系统投入使用。云南大学教务系统实现了我校教务管理的信息化、标准化和科学化，并与我校已经实施的办公自动化系统紧密结合，为实现数字云大打下了根底。之前的排课系统是云南大学教务管理系统中的非常重要的一个子系统，排课系统实现了计算机辅助排课功能，对全校所上报并通过审核的开课方案由教务处统一进行排课处理，并生成排课课表以供学生选课及教学之用。目前的排课系统还只能靠教务处的教务人员凭借多年的排课经验借助计算机实现半自动化手工手工完成，这一般需要花费大量的时间和精力，而且为满足教师的特殊要求，要对排好的课表进行调整，每学期初的调课换课也是教务科必须的额外工作负担。随着在校学生规模数量的增加、办学层次和类别的增多，教室资源和教师资源的紧缺，排课工作日益复杂，全校4个年级76个本科专业一个学期近2000个教学班的课程由教务处统一进行安排很难完成。1.2研究的目的和意义教务管理系统是学校最为核心的信息系统，排课系统又是教务管理系统中非常重要的一个子系统。学校的日常教学管理工作均围绕着它展开。排课系统表达了各学校不同于其它学校的个性化的特点，又将随着学校的人才培养模式的改革而变化。它不仅可以从侧面反映出学校领导的办学思想，也能表达出学校教育教学管理的能力和水平。随着Internet和信息技术的开展，我国高校教育信息化建设成为信息化建设的前沿阵地和信息时代的弄潮先锋。在国家对高等教育大力开展政策的刺激下，高校教育事业得到了迅速开展，在新的教务管理模式和管理体制下，如何利用有限的资源，以最优化的形式满足教务管理的需要成为了目前急需要解决的重要课题。在新的形势下，云南大学加大了信息化建设工程的力度，希望通过教育信息化建设对转变教育思想和观念，促进教学改革，全面推进校院两级管理体制，加快教育开展和管理手段的现代化起到积极作用。我校教务排课系统是整个信息化建设工程中的一个重要组成局部。为适应我校现阶段和将来的开展需要，我校新开发的校院两级排课系统具有在校园网络环境下实现的对排课工作进行计算机管理的集成系统，通过校园网由教务处安排全校公共课程，学院安排专业课程，建立起及时、准确、全面、丰富的校院两级排课平台，高效率地完成排课工作，最大限度地提高学生的学习效率，调动教师的教学积极，全面推进高质量、高水平、高效率的教务管理，促进教学改革，合理有效地使用学校的一切可利用的教学资源，为高效高质量的办学提供有效的管理手段。通过建立一个以网络应用为根底、高性能、高可靠性、高平安性的云南大学排课系统，并将管理思想与计算机技术、网络技术有机结合，开发出真正符合现代教育管理理念与学习规律、更稳定、功能更强，效劳更全面的校院两级排课系统，才能更好地为学生和教学效劳，让教务管理人员真正的将精力花在提高教学教务管理质量上，而不是简单和繁重的日常事务处理上。1.3本人的主要工作和奉献本人的主要工作，是在分析了现有管理模式和管理体制的特点下，结合云南大学采用学分制的教务管理模式和推行学院制建设的管理体制等实际教学特点，作为主要的业务人员，参与了系统的开发，提出了基于校园网的校院两级排课系统的详细的功能需求分析，对排课工作流程、排课原那么进行了详细的分析和描述，从业务的角度提出了校院两级排课系统的功能描述和应到达的目标，并从输入、输出、处理过程和涉及到的数据库表进行了设计，实现了符合我校实际教学特点的校院两级计算机辅助排课。1.4论文结构第一章对云南大学校院两级排课系统的研究背景、研究的目的和意义做了详细的介绍。第二章对教务管理的模式和体制进行了说明和比拟，介绍了高校排课系统的开展历史和现状分析，同时对国内高校教务管理信息化建设中系统的开发方式和开发中常见的问题进行了分析。第三章对排课系统的业务流程、功能需求、运行环境、非功能需求进行了深入分析，对该系统的功能进行了全面的了解。第四章以功能需求为根底，对各项功能的实现进行了详细的分析和设计。第五章通过实例展示，描述排课系统的实现情况。第六章是对排课系统开发过程的总结和展望。

第二章声音监控系统的设计与实现的现状分析2.1国内教学教务管理模式与体制近年来，随着我国高等教育的快速开展，高校办学规模不断扩大，学分制逐步推行，教学资源日益紧缺，使教务管理部门任务越来越繁重，不仅增大了工作量，更增大了工作难度，管理稍不到位，便容易出现失误[1]青果软件：《KINGOSOFT高校教务网络管理系统客户选购指南》。[1]青果软件：《KINGOSOFT高校教务网络管理系统客户选购指南》各高校已充分认识到，加强教学管理是稳定和提高教学质量的重要手段和保障，教务管理工作是学校教学管理工作的中心枢纽。因此，顺应高等教育事业开展需要，建立一个既科学、标准，又具有可操作性的教务管理系统是各高等学校教学教务工作追求的目标[2]杭州正方电子工程·浙江大学教务处：《浙江大学正方现代教学管理信息系统》。现阶段，各高校通常的做法是，结合自己的管理特点，或者通过商业公司采用“量身定制”的方法，或者是自主设计，[2]杭州正方电子工程·浙江大学教务处：《浙江大学正方现代教学管理信息系统》教务管理模式我国高等教育体制学年制、学年学分制、学分制并存，这种现象是我国高等教育开展过程中的一个必然，表达了高等教育的开展道路。随着我国高等教育改革的深入和开展，全面学分制已成为诸多高校教育的一种选择。从学年制到学年学分制，再到学分制，既是教育体制的改革，也表达了教育观念的改变。一、学年制学年制是由学校按学科、专业制定教学方案，规定学生的修业年限，应修课程，检查学生在规定的年限内是否完成了规定的课程，并将是否通过相应的课程考试、毕业设计作为能否准予毕业和授予学位的评判标准的一种教育体制。学年制的教育模式，以培养专业人才为目标。即每一种专业，都有一套具体的教学方案，按照这个教学方案组织教学。学生毕业后，即可成为那一行的专家。各个专业的教学方案中，所列课程都是必修的，根本上没有选修科目。自上世纪50年代初，我国的高等教育根本上是采用前苏联的做法，实行的是学年制的教育管理模式。随着国民经济的开展，特别是改革开放后，这种过于专业化的教学模式已不能满足市场经济的需求，同时专业分得过细、过窄，也不利于学科的开展。因此，跨学科的学习及交叉学科的学习成为必然，渐而形成了学年学分制。二、学年学分制学年学分制是学年制与学分制的一种调和，它在20世纪80年代产生，是方案经济向市场经济过渡的产物，根本上顺应了我国国民经济开展的要求。学年学分制其本质上可以认为是方案学分制，即在教学方案编制及执行中按学时计算学分，将所有课程分为必修课、限选课、任选课、实践课等。对理论课程按16—20学时计1学分，对实践课那么按1周计1学分，通过计算，在教学方案中规定学生修满多少学分才能拿到毕业证书，与这种学分制相应的学籍管理是以学年或学期作为结算时段规定学生降级、退学标准的。学年学分制中的必修课、限选课、实践课，根本上满足了某一专业的要求，限选课、任选课的开设，局部适应了交叉学科的要求，尽管这样还远远不够，但也从某种程度上满足了市场经济对人才一专多能的需求。由于学年学分制是按固定学期开设的，学生自主选课的范围很小，灵活性不够，对调动学生学习的主动性、自觉性也不明显，其原因是学年学分制还是按方案进行学习的，学生必须按课表的安排在指定教室听指定老师的讲课，从而完成必修课、限选课的学习。由此可见学生没有足够的自主权和选择权，学习过程中仍处于被动地位，个性开展和创造力培养也受到了局限，但它比学年制还是要灵活一些，从其体制上还是局部满足了市场的需求，尽管存在不少缺陷，但它毕竟从严格的方案模式中走了出来。三、学分制学分制导源于德国洪堡创立的柏林大学。柏林大学自创立之日起就实行课程选修制，并且形成了与选修制相契合的教育教学思想与理论体系，从此，选修制成为一种在一定教育理论指导下较为成熟的教育制度。美国人引进选课制的直接后果就是催生了学分制，可以说，没有选课制就谈不上学分制。选课制蓬勃兴起遇到的问题是如何计算学生毕业取得学位所必须完成的学习量，于是学分制应运而生。学分制1872年产生于美国哈佛大学后，得到了逐步的推广完善。学分制首先在美国产生并得以推广，是与美国包括市场经济、多元政治、教育地方自治等体制在内的国情分不开的。美国人信奉通才教育思想，强调发扬个性，倡导“个人本位”思想。美国高等学校中所实行的是完全学分制，它只强调毕业所需的最低学分数，不明确规定修学年限。这种学分制的教学方案弹性较大，学生可以根据自己的能力与兴趣安排个人的修学方案，还允许随时改变专业，有一个很大的选择空间。我国正式推行学分制的标志是1918年蔡元培在北京大学实行的“选科制”。1952年以前，在我国高等学校中普遍实行的是学分制管理。后来，随着方案经济4体制的运行，高等教育实行院系调整，开始实行学年制教学管理。直到1985年，《中共中央关于教育体制改革的决定》公布以后，我国清华大学、北京大学、上海交通大学、浙江大学等学校才又开始推行学分制。教育部于1999-2000年提出了实现大学教育学分制的要求，这要求我国高校更改教学的核心制度，特别是表达教学制度的核心局部的教务管理，把学年制改为学分制。这是教学管理模式的改革，也是一项系统工程。云南大学从1999年也开始逐步采用学分制管理模式。〔一〕学分制的特征与内涵1、学分制具有广泛的选择性选课制是学分制的核心，学分制是建立在广泛的选课制根底上的，它成认学生的个别差异性，尊重学生的个性开展，强调学生的独立性和自主性，学生可以根据自己的根底、兴趣和特长在导师的指导下安排自己的学习进程，自主选择学习时间、年限、课程和任课教师，并允许学生主动、灵活地修读课程，以求得最正确学习效果，实现个体的需要，这样既可以调动学生学习的主动性和积极性，使学生主体作用得到充分地发挥，同时也有利于因材施教，为优秀学生脱颖而出创造条件。[3][3]贺国强，《德国和美国大学兴旺史》，人民教育出版社，2003.42、学分制具有较强的适应性学分制采用的是模块结构的课程结构模式，学生选课时可以根据社会变化及市场经济开展的要求，选择自己的开展方向，以增强自身的适应性。3、学分制有助于学科的交叉开展以及师资结构的调整现在高校所设专业较细。实行学分制，学生可以在一定范围内任意选课，这样就打破了几十年来不变的专业设置，学校只能按专业大类来办学，拓宽了专业面，有助于学科的交叉开展，同时也为学生开拓了一条更加宽广的出路。从师资力量来看，我们现有的一些专业属长线专业，尽管师资力量雄厚，但学生并不多，这对一个大学而言，师资力量的配比显然不够合理，但是基于专业的局限，学校难以硬行调整，而学分制那么可以引导教师自行调整所教课程，以吸引更多的学生来上课，这对教师本身业务素质的提高也有较大的促进作用，可以说，学分制自主调整了师资力量的配比。4、学分制营造了较大的竞争气氛。学分制通过选课制、选教制及选优制的实施，把竞争机制引进到教学中来，一方面可以激发教师不断更新教学内容，改良教学方法，把自身的知识水平，学术水平和教学水平最大限度发挥出来；另一方面，学分制也给学生带来了很大压力和动力，学生要想顺利完成学业，就要尽可能使成绩最优。因此，无论是对教师还是学生，学分制都会使其自觉参与竞争，从而到达全面提高教学质量的目的。〔二〕学分制的优点学分制与学年制、学年学分制相比，学分制顺应了社会开展和科技开展对人才培养的要求，正视了培养对象之间存在的差异，在此根底上，学分制表现出了相应的灵活性。实施学分制有以下几方面的优点。1、有利于优化知识结构。学分制以开设大量选修课为前提，学生可以根据社会就业和个人开展需要进行专业学习，构建自己的知识体系，组成最优化的知识结构。2、有利于因材施教，开展学生个性，培养各类型的人才。实施学分制后，可以充分发挥学生主体的能动作用，调动其积极性。对学有余力的学生可以充分发挥其聪明才智，多项选择修一些课程，以便突出其专长；对根底欠佳的学生，可以从实际出发，安排自己的学习方案及开展方向。3、有利于充分利用学校的教育资源。实行学分制后，广阔学生可以自由选课，教师可以利用学校的仪器设备等资源开设一些本专业外的特长课，这样有助于充分发挥教师的主动性、积极性，使学校的教育资源得到充分利用，从而发挥学校的综合优势。4、有利于教学质量的提高，实施学分制后，学生可以自主选课、选教师，这对教师也是一种无形的压力，它可以促使教师不断地改良教学内容、教学方法、教学手段，从而提高教学质量。[4][4]李彦鸿.全面学分制下高校教务管理信息系统的设计与实现[D].云南：云南大学，2006教育管理体制我国高等教育体制改革经历了三个重要阶段，即从1985年《中共中央关于教育体制改革的决定》到1992年的酝酿阶段;从1992年到1997年的“十五大”召开的探索阶段;从1998年扬州会议后到现在的全面推进阶段[6]唐景莉.高等教育辞别部门办学[N].中国教育报，2000-9-25[6]唐景莉.高等教育辞别部门办学[N].中国教育报，2000-9-25(1)[6]王建东，杨宁.对学院制本质内涵的探讨.宁波大学学报(教育科学版)，2001(6)一、学院制的定义学院制就是以学院为中心的大学校内管理体制，即学院在学校总的目标及原那么指导下，拥有足够的与它担负的责任、任务相一致的权力，与担负责任及任务相适宜的权益，真正成为充满话力的办学实体，[7]冯玉萍.关于学院制中学术权力与行政权力的理论探讨[[D].长沙:中南大学，2004.7][7]冯玉萍.关于学院制中学术权力与行政权力的理论探讨[[D].长沙:中南大学，2004.[8]薛天样:《高等教育管理学》[M]，广西师范大学出版社2001年版二、学院制的内涵从学院的职能角度看:现代大学的社会职能是人才培养、科研研究和社会效劳，学院制下的学院作为大学三大社会职能的主要承当者和实践者，它理所当然地应成为组织开展人才培养、科学研究和社会效劳的实体，同时具有配套的行政管理职能，而不应成为纯粹被动且自主权有限的机构。因此，学院制的构建应充分考虑到学院的职能。是否能充分发挥学院职能，是否有利于人才培养、科学研究和社会效劳的开展便是衡量学院制的成功与否的重要标志之一。[9][9]冒荣:《高等学校管理学》[M]，南京大学出版社1997年版从学院性质来看:大学内部有行政权力和学术权力。大学中行使行政权力主体主要是指行政机构和行政人员，行政人员的权力主要表现为校长的权力、处长的权力及科长的权力等，行政权利的实施遵循下级服从上级、少数服从多数的原那么，带有强制性，行政组织行使行政权力，关心的是人财物的配置和调遣，关心的是单位数量化绩效指标;学术权力的主体主要是从事教学和科研的学术人员，学术权力的客体是学术事务、学术活动和学术关系，学术权力的实施往往借助同行评议，通过学术感召力或权威魅力施加影响，学术组织行使学术权力，更关心知识动作的质量和学术声誉。[10][10]符常明.高校学院制管理假设干问题的思考.高等农业教育「J],2005,(2)从行政管理的角度看:综合性大学拥有多个学科、多层次学生，并且规模都十分庞大，在这样的一个管理体系中实现学院制，通过组建学院、减小学校的管理幅度，使学院成为学校管理中心，在人事、经济、教学、科研等方面具有相当的自主权，充分调动学院的办学积极性、主动性和创造性，提高管理效益，促进学校事业的开展。[11][11]余梅芳.我国高校学院设置的理论分析与实践探索.重庆科技学院学报(社会科学版)2008年第2期三、学院制建设的优势我国高校学院制建设有利于促进学科开展、提高教学科研的整体实力水平、充分利用教育资源、增强学校社会效劳功能的原那么，以学科建设为龙头进行校、院管理体制改革；[12][12]杨伦琪.关于我国高校学院制管理过程中的理性思考国.中国高等农业教育，2005(12):41.2.2高校排课系统概述高校排课系统是高校教务管理系统中非常重要的一个子系统，它是学校教学教务管理工作中最根本而又非常重要的一项，它是学校建立稳定的教学秩序的最根本的保证，是学校贯彻教育方针、培养合格人才的具体表达，并对学生的学习效果和课堂的教学质量有直接的影响。它不仅可以从侧面反映出学校领导的办学思想，也能表达出学校教育教学管理的能力和水平。排课系统的开展历史国外从20世纪50年代末就对排课问题开展了研究。1963年Gotlieb对课程表问题做了形式化描述，提出了排课问题的数学模型。但由于在实践中遇到的困难，人们对排课问题的了解是否存在产生了疑问。1976年SEven和Cooper等人证明了排课问题是NP完全类问题，[13]TripathyA.Computeriseddecisionaidfortimetablingcaseanalysis，DiscreteAppliedMathematics，1992，35(3):313一323这就从理论的角度答复了排课实践中遇到困难的原因，正式确立了排课问题的学术地位，把人们对课表编排复杂性的认识提高到了理论的高度。现代计算机尚未找到解决NP完全类问题的多项式算法，所以此后这一问题的研究大多离开理论研讨的轨道而转向经验方式，这使80年代的许多排课系统缺乏普适性。自Gotlieb提出排课问题数学模型之后，人们又对排课问题的算法作了许多探索，但由于排课问题是NP完全类问题，并且易受实际问题边界的影响，大多数求解结果都不理想。Ferland等人和吴金荣把排课问题化成整数规划来解决，但计算量很大，而且仅仅适用于规模很小的课表编排，对于大规模复杂的排课情况，至今没有一个切实可行的算法。何永太和胡顺仁等人试图用图论中的染色问题来求解排课问题，可惜图的染色问题本身也是NP完全类问题。由于问题的复杂性，研究者探索利用启发式函数来解决排课问题，[16]王能斌.钱祥根.大学课程表调度系统一utss[J].计算机学报,2001(5)通过模拟手工排课过程来实现计算机排课。由于实际的排课问题存在各种各样的限制条件与特殊要求，对这些因素处理的好坏就显得尤为重要。进入20世纪90年代后，国外对排课问题的研究仍然非常活泼。如印度Vastapur大学管理学院的ArabindaTripathy、加拿大Montreal大学的JeanAubin和JacquesA.Ferland以及CharlesFleutent等}`''oArabindaTripathy的工作是以“人”为单位进行课表编排的。他运用拉格朗日松弛法和分支定界技术求解，这种方法的缺点是为了减少变量的个数，人为造成了科目间的冲突。A.Tripathy还研究了研究生课表编排问题，采用多重课组的方法来处理冲突，即根据学生选课的矛盾情况，将人数多的课程在一星期内开屡次。JacquesA.Ferland等人那么把排课问题分成两个子问题，时间表问题和分组问题。在时间表问题中，根据学生注册情况、教师和教室的可利用情况形成一个主时间表。对于选课人数较多的大课，一个星期要分成几个时间段来上，分组问题就是将学生分给各时间段。两个问题相互关联，通过惩罚因子来构造启发式函数。他们研制的SAPHIR课程调度决策支持系统分为数据处理、自动优化、交互优化等几个模块。该系统解决矛盾的主要方法也是采用多重课组。这与西方的教学管理体制是不可分的。另外一批学者还将模拟退火法应用到排课问题的研究中。[13]TripathyA.Computeriseddecisionaidfortimetablingcaseanalysis，DiscreteAppliedMathematics，1992，35(3):313一323[16]王能斌.钱祥根.大学课程表调度系统一utss[J].计算机学报,2001(5)[17]张清绵，徐明.智能教学组织管理与课程表调度系统[J〕.大连理工大学学报,2002(2)[18]周建新，王科俊，王文武.课表编排专家系统[J].计算机应用，2000(5)国内对排课问题的研究开始于80年代初期，所用方法包括模拟手工排课的人工智能、专家系统等方法。基于时间位图迭加匹配的算法定义了教学过程中的时间位图、课时模式和时间匹配等概念，将排课问题转化为基于时间位图迭加匹配的课时模式查找问题，给出了相应的抽象具体排课过程，并对于排课过程中可能出现的冲突，探讨了三种回溯消除冲突方式。[19]袁景涛.排课过程中应遵循的几个原那么[J].教学与管理.2002(10)基于优先级自动排课算法用了运筹学中分层规划的思想，把排课问题在数学上看作为一个时间、教师、学生和教室四维空间，以教学方案和各种特殊要求为约束条件的组合规划问题，采用了化整为零的思想并且提出了优先级的概念，有效地抽象了实际排课问题，缩小了求解问题的空间。[19]袁景涛.排课过程中应遵循的几个原那么[J].教学与管理.2002(10)[20]何军华.课表编排系统的算法研究与实现.[J].湖北师范学院学报(自然科学版)，2003(1)更多算法己经提出，它们都是一定程度上启发搜索求解方法，虽然有一定的借鉴意义，但它们存在以下几点缺乏之处:(1)对于启发式搜索技术来说，搜索过程的启发信息依赖于实际情况，排课问题的求解只能针对个别的实际问题，不能形成一种通用的有效排课方法。(2)引入专家系统技术的排课方法，虽然可以有效地组织排课规那么和知识，但由于排课过程中各要素关联规那么难以提取，并且实际求解效果也不理想。(3)没有引入目标优化技术，课表的优劣判定的论述很少，只能在问题的某个方向进行搜索，不可能到达多个目标同时优化。随着人工智能的开展，特别是在计算智能领域的拓展，借鉴于生物界进化思想和遗传机制的遗传算法，由于其超群的并行搜索能力，以及在解决优化问题中表现出来的高度鲁棒性，己经被广泛应用于各个领域。作为一种随机的优化与搜索方法，遗传算法有两个主要特性:[21][21]兰怀玉,马假设飞一个自动编排课表系统的设计与开发.[J].中央民族大学学报(自然科学版)，2002(2)(1)智能性。遗传算法在确定了编码方案、适应值函数及遗传算子以后，算法将利用演化过程中获得的信息自行组织搜索。适应值大的个体具有较高生存概率，它是具有“潜在学习能力”的自适应搜索技术。(2)并行性。由于遗传算法采用种群的方式组织搜索，从而可以同时搜索解空间内的多个区域，并相互交流信息，这种搜索方式使得它虽每次只执行与种群规模成比例的计算，而实质上，据GoldbergDE推算已进行了大约。O(N)3次有效搜索。这使得遗传算法能以较少的计算获得较大的收益。正是由于遗传算法的这两个特性，使得遗传算法迅速被应用于求解组合优化的排课问题。ChenPC和Beasley对一般的排课问题使用了遗传算法进行求解，他们着重于遗传算法的全局最优解的搜索能力，防止了问题的局部最优解。日本的Sigeru用具有控制约束的遗传算法来解决大学排课问题，提高了遗传算法的搜索效率。姚新使用遗传算法优化了教师的合理利用，解决了在教室较少的情况下，如何对教室的利用进行合理的分配。[22]张柳园.基于混合型专家系统的企业信用评估研究[v].厦门大学硕士学位论文，2002针对高中课程的特点，意大利的Corlorni等人使用遗传算法解决了排课问题。张春梅等人对大学课程进行分类，并对不同的课程使用具有自适应能力的遗传算法进行了安排。[22]张柳园.基于混合型专家系统的企业信用评估研究[v].厦门大学硕士学位论文，2002[23]岳慧君，李发.国高校有效性排课的探索[J7.当代教育论坛(宏观教育研究),2008(2)(1)求解问题的边界定义。由于各自的研究背景不同，他们考虑的往往是排课一般情况，有些甚至是理想状态的排课，对一于排课中更多的约束条件未予以考虑，而且问题的求解规模普遍偏小，使得实用程度较低，很难在学校中展开使用。(2)问题的编码。一种较好的遗传算法的编码方式，不仅能够反映空间完备并无歧义的遗传信息，而且操作尽量简单，从而可以快速进行遗传操作和适应值的评定，继而影响算法整体的收敛时间。在以往的研究中，他们编码虽然通俗易懂，但不能很好地反映针对更多实际情况的遗传信息，而且操作很不方便。(3)求解的目标。以往的应用中，采用惩罚函数居多，处理的都是单目标问题，即使有多个目标，往往也线性聚合成一个目标进行处理。这在多目标优化理论中，往往求解所得的是一个非劣解，而忽略了一组非劣解。排课系统的现状分析课程表是地方高校开展教学活动的指令性文件。在地方高校的传统排课方式下，课表编排主要是靠手工完成的，排课人员需要花费大量的时间和精力，并且容易出错，同时手工操作也不能满足资源需求的经常变化。当前地方高校普遍利用计算机进行自动排课，不但能使教务人员从繁杂的排课任务中解脱出来，提高教务管理工作效率，而且能改善教学管理质量，合理、高效地利用有限的教学资源，使学校的各种教学活动、教学管理及其它相关的工作能够有序、标准地进行，维持正常的教学秩序，同时对推动教务管理的信息、化起到非常重要的作用。由此出现了众多的计算机排课软件。但是当前地方高校再采用计算机进行排课过程中，大多采用传统方法进行程序设计，把程序作为系统核心。系统中所使用的排课数据主要考虑了一般性排课原那么，而对于不同学校的特点考虑缺乏，特别是学生层次的关注度不够。并且数据与程序结合过于紧密，程序的修改维护有很大难度，不便于系统扩充和升级，因此限制了系统的通用性。而且在发生特殊情形下，只能依赖于人工调整，虽然有很多地方高校先后购置过多个排课软件，但都不能圆满地解决课表编排的问题，造成了大量的浪费。同时课表编排问题涉及教师、教室、学生、课程及教学时间等多种因素的组合规划，具有规模大、约束条件复杂以及不断变化等特点，根据上文的分析，缺乏人性化，没有对学校内的学生进行考虑是问题存在的原因。2.3教务管理信息化建设2.3.1管理信息系统的开发方式管理信息系统的开发主要有独立开发、委托开发、合作开发、购置现成软件4种方式。这4种方式各有优点和缺乏，需要根据使用单位的技术力量、资金情况、外部环境等各种因素进行综合考虑。不管哪种开发方式都需要有单位的领导和业务人员参加，并在系统的整个开发过程中培养、锻炼、壮大该系统的维护队伍。1、独立开发独立开发适合于有较强的技术开发团队，如大学、研究所、计算机公司等单位。独立开发的优点是开发费用少，实现后的系统能够适应本单位的需求且满意度较高，最为方便的是系统维护工作。缺点是由于不一定是专业开发队伍，容易受业务工作的限制，系统优化不够，开发水平较低，且由于开发人员是临时从所属各单位抽调出来进行管理信息系统的开发工作，这些人员在其原部门还有其他工作，所以精力有限，容易造成系统开发时间长，开发人员调动后，系统维护工作没有保证的情况。因此，一方面需要大力加强领导，实行"一把手"原那么，另一方面可向专业开发人士或公司进行咨询，或聘请他们作为开发参谋。2、委托开发委托开发适合于无软件技术人员的单位。双方应签订管理信息系统开发工程协议，明确新系统的目标和功能、开发时间与费用、系统标准与验收方式、人员培训等内容。委托开发方式的优点是省时、省事，开发的系统技术水平较高。缺点是费用高、系统维护需要开发单位的长期支持。此种开发方式需要使用单位的业务骨干参与系统的论证工作，开发过程中需要开发单位和使用单位双方及时沟通，进行协调和检查。3、合作开发合作开发方式适合于使用单位有一定技术开发力量，但开发队伍力量较弱，希望通过管理信息系统的开发提高自己的技术队伍，便于系统维护的单位。双方共享开发成果，实际上是一种半委托性质的开发过程。优点是相对于委托开发方式而言节约了资金，并可以培养、增强使用单位的技术力量，便于系统维护工作，系统技术水平较高。缺点是双方在合作中沟通易出现问题，需要双方及时达成共识，进行协调和检查。4、购置现成软件目前，软件的开发正在向专业化方向开展。一批专门从事管理信息系统开发的公司已经开发出一批使用方便、功能强大的专项业务管理信息系统软件。为了防止重复劳动，提高系统开发的经济效益，也可以购置管理信息系统的成套软件或开发平台。此方式的优点是节省时间和费用、技术水平较高。缺点是通用软件的专用性较差，需要有一定的技术力量根据用户的要求做软件改善和接口设计等二次开发工作。2.3.2管理信息系统开发中常见的问题1、信息系统开发人员对需求理解的偏差信息系统开发的根本过程是：首先是信息系统的使用者及其相关人员提出对信息的处理需求。系统分析员在充分理解这些需求的根底上进行系统的规划和分析，产生信息系统的逻辑结构。系统设计人员在这个逻辑结构的根底上进行系统设计。最后由程序设计人员按照设计结果进行程序设计，产生一个新的信息系统。系统分析员是在理解用户需求的根底上开展工作的，是否能真正理解用户的需求在很大程度上取决于分析员的根本技能和工作经验。系统设计的工作也是在理解系统分析结果的根底上进行的。程序设计工作仍然是在充分理解分析、设计的结果的根底上开展工作的。由此可见理解需求、理解前一阶段的工作成果是开发人员的工作根底，但这种理解往往受到开发人员对各种知识的掌握程度、开发经验、头脑的反映程度等条件的限制而出现偏差，由此产生的问题可能导致开发出的信息系统与用户的有差距，甚至可能相差甚远，导致系统开发的失败。2、重编程，轻规划，轻分析信息系统的建设有其自身的开展规律。最初计算机作为信息处理工具往往被用在小型的、单项系统中。这些小型系统需求简单、功能单一，并且在开发过程中可以较少的考虑与外界的信息交换问题。因此，系统开发人员很快就能进入程序设计阶段，生成这类信息系统，同时也积累了小型系统的开发经验，形成了一定的工作方法。这些经验和方法使得一些系统开发人员习惯于在接受任务后就“急功近利”地开始编制程序，随着信息系统开发的不断深入，当需要将所开发出的单项系统连接起来发挥整体效益的时候，由于各单项系统之间缺乏统一的部署和考虑，业务逻辑结果不合理，导致系统开发的失败。3、当系统开发进度减缓时，采用增加人员的方式来加快进度信息系统的开发过程有别于其他类型的工程，具有循序渐进的过程，大局部的工作是开发人员头脑思维的结果。对于一项拖延了时间的开发工作，增加人员不但不能加快开发步伐，反而更加拖延时间，同时也为协调这些人员之间的工作增加困难。4．过低估计信息系统的投资而使开发工作夭折信息系统开发投资的有些是可见的，例如系统的硬件投资、系统软件投资、支撑环境的投资等；有些是不可见的，例如在系统开发过程中管理需求发生变化所带来的修改费用，系统运行过程中为了满足不断变化的需求所必须的系统维护费用，以及管理方式的变化所必须的投资等。这些不可预见的投资有的甚至要比可预见的投资更大。如果过低估计系统投资就有可能使得信息系统在其开发过程中夭折，所造成的损失那么是巨大的。由此人们围绕信息系统开发的方法、质量、进度控制、本钱以及系统的适应性等一系列问题进行了深入的思考。一方面，人们深入考虑信息处理的规律。大量的现象说明：虽然人们已经从事了几千年的信息处理工作，但对信息系统的根本问题还没有彻底搞清楚。作为一种应用软件系统的研制更应重视对“客观世界对象——信息系统”本身的研究，应该重视信息系统与相应的软件之间关系的研究。把注意力从软件结构的单纯研究转移到以客观世界对象结构及它同软件关系的认识为指导来促进对软件结构的研究上来。另一方面，人们从“方法”本身进行了考虑，发现之所以系统开发的质量很大程度上取决于人的素质和个人的经验，是因为系统开发方法本身还缺乏一套严格的理论根底，以及缺乏一套简单有力的开发工具。因而应在重视信息系统开发根底科学理论的研究〔方法论〕的同时，注重对简单有效的开发工具及语言的研究和开发，因为系统开发方法学和开发技术只有在有效的工具和适宜的语言的支持下才能得到很好的、充分有效的贯彻实施。适应当前教学管理工作需要，参照企业管理模式，在总结经验、集思广益的根底上，逐步制订各项教务管理工作的标准流程与管理制度，这对完善教务管理建设、标准教务管理行为发挥了积极的作用。〔一〕业务流程再造理论运用于高校教学管理的可行性业务流程再造〔BPR〕的思想和方法在世界范围内已经广为传播和应用，以BPR思想和方法为指导，对高校教学管理体系进行改革，不仅是必要的，而且是可行的。我们在借鉴吸收国内高校BPR方法的根底上，全面进行教学质量管理流程的再造。依据BPR的根本思想，要保证人才培养的质量，必须使所有影响教育质量的每个因素，在教育过程中的全部环节上都受到控制。基于这样的思路，我们首先要识别影响人才培养质量的所有过程，并运用“管理的系统方法”找出这些过程之间的相互作用和关系附录：主要数据表结构教室使用情况表〔STU_JSSYQKB〕附录：主要数据表结构教室使用情况表〔STU_JSSYQKB〕序号代码中文描述类型/长度关联表备注1JXBDM教学班代码Char〔10〕2XQBH学期编号Char〔5〕3NAME_XQ校区名称Varchar〔30〕HLP_XQ4CODE_JS教室代码Varchar(8)5NAME_JS教室名称Varchar(40)6NAME_KC课程名称Varchar(50)7CODE_JSSYDW教室使用单位Varchar(4)8CODE_XQ校区代码Char(2)HLP_XQ9JSRL教室容量Integer10MON星期一Varchar(60)11TUE星期二Varchar(60)12WED星期三Varchar(60)13THU星期四Varchar(60)14FRI星期五Varchar(60)15SAT星期六Varchar(60)16SUN星期日Varchar(60)17SYBJ使用班级Varchar(1024)教学方案总表〔STU_JXJHZB〕序号代码中文描述类型/长度关联表备注1CODE_JXJH教学方案代码Char(16)STU_JXJHZBPK2CODE_ZY专业代码Char(11)HLP_ZY3QSNJ起始年级Char(4)4JSNJ结束年级Char(4)5DJRQ登记日期Char(10)说明：用于记录某个专业的某一份教学方案的总体情况。编码规那么：CODE_JXJH=CODE_ZY+QSNJ+一位流水码〔从1开始〕。3.19开课方案总表〔STU_KKJHZB〕序号代码中文描述类型/长度关联表备注1XQBH学期编号Char(5)STU_XQXXPK2CODE_ZY专业代码Char(11)HLP_ZYPK3KKNJ开课年级Char(4)STU_JBXXPK4CODE_ZSJJ入学季节Char(1)HLP_ZSJJPK5SBSJ上报时间Char(10)6JHZT方案状态〔见说明2〕VarChar(10)7BZ备注VarChar(100)说明：1、用于记录某个学期某个专业的某一年级的开课方案总体情况，主要用于跟踪该份开课方案的制定、审核过程。2、方案状态：开始上报，上报结束，重新上报，审核通过，开始排课，安排结束，缺省为开始上报。教师根本信息表〔STU_JSJBXX〕序号代码中文描述类型/长度关联表备注1JSBH教师编号Char(10)PK2JSXM教师姓名VarChar(36)3JSLX教师类型〔本校，外聘〕VarChar(10)4CODE_XB性别代码Char(2)HLP_XB5CODE_XY所在〔所聘〕学院代码Char(2)HLP_XY6SZDW所在单位〔云南大学，其它具体单位〕VarChar(50)7CSRQ出生日期DateTime8CODE_ZW职务代码Char(4)HLP_ZW9CODE_MZ民族代码Char(2)HLP_MZ10CODE_XWDJ学位等级代码Char(2)HLP_XWDJ11CODE_XL学历代码Char(2)HLP_XL12CODE_ZC职称代码Char(3)HLP_ZC13CODE_PTHDJ普通话等级代码Char(2)HLP_PTHDJ14HDJSZGZRQ获得教师资格证日期DateTime15TXDZ通讯地址VarChar(100)16YZBM邮政编码VarChar(10)17LXDH联系VarChar(20)18DZYJDZ电子邮箱地址VarChar(50)19JSJJ教师简介VarChar(4096)20照片〔采用Netcase资源目录进行存储，文件名为：教师编号+’.jpj’21BZ备注VarChar(50)22JSMM教师密码VarChar(30)排课结果表〔STU_PKJG〕序号代码中文描述类型/长度关联表备注1JXBDM教学班代码Char(10)STU_KKJHJXBPK2CODE_JS教室代码Char(8)HLP_JSPK3SKXQ上课星期(1..7)Char(1)PK4SKSD上课时段〔1..12〕Char(2)PK5SKZC上课周次〔全，单，双，前，后，1..20〕Char(2)PK说明：用于记录所有课程的排课情况，包括课程，教室，上课时间三大内容，是这三者相关联的结果表。其它教室使用情况表〔STU_QTJSSYQK〕序号代码中文描述类型/长度关联表备注1XQBH学期编号Char(5)STU_XQXXPK2CODE_JSSYSJ教室使用事件代码Char(3)HLP_JSSYSJPK3CODE_JS教室代码Char(8)HLP_JSPK4SKXQ星期Char(1)PK5SKSD时段Char(2)PK6SKZC周次〔全，单，双，前，后，数字〕Char(2)PK说明：用于记录除排课之外的教室的其他占用情况。学期信息表〔STU_XQXX〕序号代码中文描述类型/长度关联表备注1XQBH学期编号Char(5)PK2XN学年Char(4)3CODE_ZSJJ学期季节代码Char(1)4QSRQ学期开始日期DateTime5JZRQ学期结束日期DateTime6KSRQ考试日期〔包含多个日期的字符串，采用英文的分号分隔〕VarChar(600)7KSSD考试时段〔包含多个时段的字符串，采用英文的分号分隔〕VarChar(300)8KSSDSM考试时段说明VarChar(1024)9SKSDS上课时段数Integer10XQZT学期状态〔1为当前处理学期，0为非当前处理学期，缺省为0,-1为已处理过学期〕Char(1)11BZ备注VarChar(4096)说明：用于与具体学期相关的属性，包括学期的时间段，考试时间，考试时段等信息。编码规那么：XQBH=XN+CODE_ZSJJ〔二〕基于BPR的教学管理信息化建设的根本思路BPR下的教学管理信息化建设，首先要进行教学管理流程重组，再根据流程需要建设信息管理系统，并进行组织方面的重组，以确保信息化建设在正确方向指引下顺利、高效、低本钱地实施。主要步骤如下：1、明确目标。这取决于组织对其自身结构和优劣态势的明确理解以及对高等教育开展规律和理念、其他高校所采取的创造性活动、自身技术能力等的了解和把握程度。2、过程分析与设计。采用系统分析方法，从信息技术能力视角，对当前过程结构和流程进行分析和描述，寻求过程之间的数据流程和传递、控制关系，建立新过程的设计参数和标准、数据模型和过程模型，再造出新流程框架。3、系统建设。针对新流程进行系统建设，可以引进也可以自主开发。教学管理有其固有的、固定的规律和模式，更会随环境、需求等变化而发生过程改变和方式调整。信息系统建设要具有动态性、可扩充性和便于二次修改。4、再设计和再实施。最终目标是为教学管理提供能产生创造性绩效的新过程，而不是设计、编码和测试信息系统。过程再造是实施—改良—再实施—再改良的过程，信息系统建设也是不会终止的，只有不断再造才能应用于实际。

第三章院校两级排课系统需求分析3.1排课系统业务描述排课是每个学期都必须面临的一件繁重的日常教务工作，是为下学期教学工作能顺利组织实施的一个前提条件。排课管理是高校每个学期教学教务管理工作的一个主要内容，是整个综合教学教务管理系统中必不可少的局部。排课也是一项复杂而精细的工作，需要考虑的因素很多，涉及到方方面面，归纳起来主要有五方面相互作用、相互关联的因素，即课程、教师、时间、班级以及教室。如何把各要素科学、标准、高效地进行优化组合，以保证教学秩序的稳定，促进教学质量的提高，这是每所高校都面临的课题。本论文以云南大学排课为背景，对校院两级排课进行需求和设计。排课业务流程学院先制定各个专业的教学方案，根据教学方案的要求、实际招生人数、教师资源情况等，上报每学期要开设的课程，教务处审核学院上报的开课方案，审核通过后，根据学院上报的开课方案，将教室资源进行分配到各学院或者作为公用教室，由教务处对公共课程〔包括公共英语、马列课、公共体育、计算机根底、高等数学等〕进行分组分班处理，并对各公共课程教学班安排时间和教室，然后对各个专业的开课方案设置开始排课标志，由各学院在分配到各学院使用的教室资源中安排本学院专业课的上课时间和教室。图3-1排课业务流程图排课原那么课程、时间、教师、班级、教室是排课的五大根本要素，排课实际上是对这五个组成要素进行优化组合，使之符合教育、教学规律，符合学生身心开展。编排者必须对这五要素的信息有较全面的了解：课程包括课程名称、课程性质〔如：学科根底课、专业必修课、专业选修课、公共必修课、通识教育课、实验课、实践课等〕、总学时、理论学时、实验〔实践〕学时、周学时以及课程的授课方式〔如：多媒体教学、普通教学、双语教学等〕。时间包括每个学期的教学周数、每周上课的天数、每天上课的节次等。教师包校内教师和外聘教师，公共课和专业课教师，教师的所在院系、职称、学历、进修情况等。班级：所在院系、年级、专业、班级人数。各校区教室的楼房信息，如：所在校区、门牌号、所在楼层、教室容量、教室类型、所属局部情况。课程表的编排是一项方案性、实现性很强的系统工程，需要一套科学的排课原那么，才能保证课程表的系统性、科学性及其可行性。严格执行教学方案，保证教学方案的严肃性和权威性教学方案是按照高等学校培养目标制定的指导教学活动的标准性文件，它表达了社会对某一种专门人才培养规格的根本要求，使学校组织和管理教学工作的主要依据，是编排课程表的唯一依据。课程表是实施教学方案安排的执行方案，是学校全面贯彻党的教育方针，培养具有一定规格的大学生的具体反映，是教学活动稳定、有序、高质量运行的重要保证，因此，课程的设置和课程学时数不应随意变动，以保证教学方案的严格执行和专业人才培养目标的实现。课程表一经排定，就须力求稳定，不得随意变动，假设特殊情况确需调整，必须由任课教师提前提出书面申请，由所在院(系)领导审核，再报教务处审批同意后才能执行。提高学习效率，表达以学生为本的管理理念学生是学校教育的主体，如何激发学生的学习动机、提高学生的学习效率，这是所有教育工作者都在关注的问题。学校围绕培养高素质创新性人才的目标，制定了比拟具体的教学方案，以培养学生的思想政治教育，培养学生的创新精神和实践能力，加强学生专业知识与实践能力的结合。这涉及到了众多不同性质的课程，有的侧重逻辑演绎，有的侧重抽象思维，有的偏重记忆，有的只要阅读和理解，还有的是体能、劳动技能课、实验课、实践课等。面对众多不同性质的课程，根据高校学生的心理特点和身心健康开展规律合理编排的课程表，可以有效地激发学生的学习动机、提高学生的学习效率。在排课时，要突出学生的主体地位，充分考虑使学生在一星期和一天中保持学习的高效率，合理安排学生在精力最旺盛和精力易分散及疲劳时的课程难易度，正确处理好学生心理耐受力和课程疏密的关系，从而提高学生学习的效率。因此，在编排课程表的过程中应注意以下几点：(一)课程分布均衡。理论课以两节课为一个排课单元，一次不能超过三节课。同一门课程尽量隔天排，最好不好两天连排，以便学生有时间复习、预习、完成作业，教师有时间备课、批改作业。实验课那么需要一次集中安排，以便学生能完整地完成并掌握一个实验内容。同时，尽量防止某天课程过多、某天课程太少甚至没课的情况。(二)不同性质不同层次的课程交叉安排。把侧重逻辑演绎、侧重抽象思维、偏重记忆的课程交叉安排，防止学生因长时间处于一种单一思维方式，而引起大脑疲劳，不易接受新知识，甚至产生排斥心理。如文科和理科、公共课和专业课、形象思维为主和抽象思维为主的课程以及作业多和作业少的课程要适当搭配，交叉混排。(三)难易搭配。学习难度较大或根底课程应当安排在学生和教师精力最旺盛的时间，在学生精力易分散或者是疲劳的时间安排较易理解的课程。一般讲，学生和教师在上午的时候精力充分，大脑清醒，适宜安排难度较大或根底课程。下午和晚上学生容易疲劳，精力易分散，适宜安排各种活动课程和易理解的课程，如实验、体育、选修课等课程。3、充分发挥教师主导作用，表达以教师为本的管理理念教学是高校的工作中心，是学校实现教育目的、培养合格人才的主要途径。高等学校教师不仅是某一学科领域的专家，还是教育教学工作的承当者。在编排课程表时，要充分发挥教师的主导作用。对任课教师合理的要求和建议，应尽量满足，以提高教师的积极性。有的任课教师需要有一个相对集中的时间去学习、搞科研，编排课表时就应适当集中安排任课教师的课时，让他们有一个相对集中的时间去学习、搞科研，也给教师有充分休息和备课时间，但不要在一天或连续二天内安排很多课时，以防过度疲劳，影响教学效果和教师健康。有些相同进度的同一门课程(如“两课”、大学英语等)，应尽量将有经验的老教师及骨干教师排在前面，给新教师、青年教师创造学习的时机，为其尽快掌握教学经验和技巧提供方便。外聘教师在外有工作，只能在某个固定时间来授课，应尽量满足。家里住的比拟远或者要接送小孩的教师，也应尽量照顾安排一个适宜的上课时间。充分利用教学资源，提高教学设备和设施的效益近年来，随着招生规模的不断扩大，在校学生的日益增多，教师上课方式的不断改良，高校教学资源普遍紧缺。在编排课程之前，须对学校的多媒体教室、网络教室、语音教室、普通教室、实验室、体育场等教室的情况有个清楚的认识，不同的课程需要安排不同的教室，我们必须根据实际情况给与科学的安排、周密的考虑。(一)教学场地和设备交叉使用，提高其利用率。如：对实验室的利用，将相同或相近课程的不同实验进行组合排序，科学、合理地安排，保证每个实验都能顺利完成。(二)将使用相同教学场地和设备的课程错开。对教学场地和设备进行有机组合，统一调配。如：多媒体教室的使用，对需要使用多媒体教学的课程进行统计，合理安排，这样既能保证需要使用现代化手段教学的课程正常上课，又提高了教学场地及设备的利用率，为国家和学校节省财力、物力。(三)教学场地和设备的不固定使用。在排课时，交错安排教室，使每个教室在各个时段都有学生上课，不再将教室固定给各个班级，从而充分利用教学资源。3.2业务需求分析根据排课工作流程和排课原那么，排课系统应具备教学资源管理、教室资源分配管理、教学方案管理、开课方案管理、设置排课标志管理、校级排课管理、院级排课管理、课程表管理、非排课时段分配管理、教室使用表管理等功能。教学资源管理所谓教学资源管理就是从人力、物力两个方面入手对其相关信息进行标准化、统一化、系统化管理以保证教学工作得以顺利开展。其系统设计目标是：通过教室资源管理模块对全校所能提供的教学场所进行管理，包括对校区、教学楼、普通教室、实验室、多媒体教室、体育场等教学资源信息进行管理；提供教室资源的各种查询统计报表以满足不同管理人员对教室资源的利用；提供教室使用单位的分配功能，以保证对一些特殊用途教室的预先分配与预留；通过对教室资源的管理，保证每个学期排课所用教室的信息准确；通过教师资源管理模块对全校〔主要是教学人员〕教师的信息进行统一管理，其数据主要由人事部门提供的本校教师以及各个学院聘请的外聘教师组成；通过教师资源管理模块管理开课教师信息，为每个学期的开课以及教师安排提供一个准确的教师资源库；为教学管理提供教师信息的各种统计查询功能。教室资源分配管理对每个学期用于教学之用的教室、实验室等教室分配到各学院或者作为公用教室，在每个学期进行排课或者非排课时段教室分配之前，必修首先对该学期的教室资源进行分配，只能使用已经分配过的教室资源在当前学期进行时段安排。教学方案管理所谓教学方案管理就是从专业设置、教学方案框架、课程设置、教学方案要求、毕业条件几个方面入手对其相关信息进行标准化、统一化、系统化管理以保证教学工作得以顺利开展。其系统设计目标是：通过院系专业维护模块对全校所开设专业的专业信息进行管理，包括对专业的类别、开设学院、学制、所授学位等信息进行管理，为整个综合教学教务管理系统提供统一的专业根底信息；通过教学方案管理模块为专业教学方案所涉及的各种信息提供整体管理方案，包括创立和维护教学方案的各种信息体〔如课程设置、毕业学分要求、课程修读模式、培养目标等〕；提供教学方案的整体复制功能〔即在创立新的教学方案时允许全部继承某一份已有教学方案数据〕；提供教学方案调整功能，以调整教学方案的执行年份以及控制课程有效性；为教学方案的管理提供一个“校—院”两级管理模式的操作机制，允许校级用户控制院级用户对本学院所设专业的教学方案进行管理的权限；为院级用户提供方便的上报课程教学大纲的用户界面；为教学方案数据的使用提供各种方便的统计查询以及数据转出功能。开课方案管理所谓开课方案管理就是以教学方案课程库为源头，结合各个学院师资力量以及上课学生情况，上报每个学期各个专业年级学生的开课方案课程表，以提供排课系统所需要的原始开课教学班。其系统设计目标是：通过学期信息管理模块设置每个学期的学期信息，包括学期时间范围、该学期允许的最大排课时段、该学期考试安排时间等信息的管理；同时，通过设置开课学期为全校上课开课方案提供统一控制；另外，通过设置一个当前学期来初始化教务系统中各个模块的学期信息；通过专业课开课方案管理模块为全校各个学院提供统一的、方便的开课方案编辑环境；通过素质课开课方案管理模块为各个学院自己开设本学院的素质课提供统一的操作平台；提供以专业年级为单位的开课方案整体上报机制，以方便开课方案以及课程表的管理；为开课方案的管理提供一个“校—院”两级管理模式的操作机制，允许校级用户控制院级用户对本学院所开设的课程方案进行管理的权限，使用用户所在部门来划分各个用户的数据处理范围；对于教学处有权限的用户可以管理全校的开课方案，而各个学院的用户只能管理本学院的开课方案；但都使用统一的操作界面；为院级用户提供方便的上报开课方案的用户界面，同时为以专业年级为单位的开课方案的审核上报提供便捷的操作方式；提供开课方案相关的各种信息的查询统计功能。设置排课标志管理主要包括“学院开始排课”、“学院排课结束”标志。对各专业已经审核通过的专业课开课方案成批地设置“学院开始排课”标志和各专业具体某一门公共课程〔包括公共英语课、马列课、计算机、公共体育、高数课〕单独设置“开始排课”标志，设置后，学院将不能修改开课方案，授课学院〔部门〕可以安排本学院〔部门〕所授课程〔包括专业课、公共必修课、素质选修课〕的上课时间和教室，教务处可以安排所有课程的上课时间和教室。设置“学院排课结束”标志后，学院将不能修改已安排的上课时间和教室。教务处可以修改上课时间和教室。校级排课管理可对公共课程〔包括公共英语课、马列课、计算机、公共体育、高等数学等〕进行分组分班处理，并参照上学期的排课情况安排上课时间和教室，也可自动完成排课，可安排、调整全校所有课程的上课时间和教室。院级排课管理各学院可对设置“学院开始排课”标志的专业课程，在已分配到的教室资源中进行安排上课时间和教室。有两种安排方式，一是先安排时间，系统根据教学班的教学方式、预计开课人数来查询相对应类型和容量的教室进行安排；二是先根据相应类型和容量教室的空闲时段来安排课程。课程表管理通过课程表管理模块来生成、查询、打印、导出全校各个专业年级的标准的课程表。非排课时段分配管理主要用于分配教室的某些时段给一些特殊要求的部门使用，如将某个教室的晚上时段统一分给成人教育学院独立使用。或者是用于教室资源的临时使用安排。教室使用表管理该模块主要用于以标准的报表方式将教室的使用情况进行打印或者输出，以提供应教室管理部门使用。3.3非功能需求开放性和标准性原那么基于开放式标准，进行全局统一规划；采用有关的国际标准、国家标准和行业标准；系统设计要充分考虑后续开发的要求，在完成各功能模块软件开发的同时，提供便于各组织进行二次开发的数据接口和软件接口；对于系统中使用的代码表的编码尽量当前最权威、最广泛的标准，首先参照国际标准，没有国际标准时参照国家标准，没有国家标准的参照行业标准、没有行业标准的参照单位自己制订的单位标准。可操作性和易用性系统软件应安装简单、操作方便，具有良好的操作界面，尽可能考虑今后业务的开展。灵活性和可扩展性系统应易于扩展、升级和移植，并具备支持业务处理的灵活的参数化配置，业务功能的重组与更新的灵活性，新的业务应用可灵活增加，不影响系统原有业务流程，用户权限的灵活变更。

第四章校院两级排课系统的设计4.1总体功能设计在排课系统的设计过程中，充分考虑了整个高校教学教务管理工作的连贯性，以及各块业务之间操作上具有相对独立的特点，同时采用“自顶向下”的分析方法和模块化设计方法，对整个教务系统进行业务分析和设计，以确保系统中各个业务模块的相互协调和各自操作上的独立。如图4-1所示，在排课系统的设计过程中，将系统划分为比拟独立的10个功能模块进行相应的设计和开发排课系统排课系统教学资源管理教室资源分配管理教学方案管理开课方案管理设置排课标志管理校级排课管理院级排课管理课程表管理非排课时段分配教室使用表管理图4-1排课系统功能结构图4.2系统功能模块设计4.2.1教学资源管理教学资源是组织教学工作的必不可少的软、硬件资源。在高校，大量的课程都是通过上课教师在特定教室组织的。鉴于此，在本综合教学教务管理系统中将用于组织学生进行教学活动的场所〔教室、实验室、体育场〕以及组织教学的教师作为教务活动中的教学资源，纳入整个综合教学教务管理系统进行统一管理。.1教室资源管理教室资源分校区、教学楼、教室三级管理。本模块负责校区、教学楼、教室资源的添加、删除、修改等功能。能够对教室资源实现树形层次管理，不同的教室资源分布在不同的树节点层次。可以维护各层次教室资源的属性。可以做到WYSIWYG〔Whatyouseewhatyouget〕。一、输入内容：各层次教室资源代码、名称及属性；方式：由教务科从Web页面输入；数据项：校区代码、校区名称、教学楼代码、教学楼名称、教室代码、教室名称、教室容量、教室类型、使用单位、管理单位。二、输出将输入数据直接提交到数据库中的HLP_XQ、HLP_JXL、HLP_JS表中；三、处理过程将教室资源按照三级树形结构来设计，用TVirtualStringTree来实现。对树形结构节点的添加、删除、修改操作采用复用程序模块技术，因此对每个节点的操作都带有节点层次〔校区级、教学楼级和教室级〕和操作类型〔增加、修改和删除〕。树形结构单击设计右键弹出菜单，支持相应操作。各个操作和界面按钮事件对应一致。系统初始化时，将提取数据库中相应教室资源建立教室资源树。并对教室中使用单位和管理单位属性列表初始化〔从HLP_BM中提取〕，增加代码为“0000”，名称为“公用”的属性。新增教学资源时，教学资源代码自动生成，生成规那么：根据对应资源类型，将上一级代码作为前缀码，然后从数据库检索该前缀码对应的最大流水，加1生成新的资源代码。比方：为教学楼代码为“0201”增加新的教室，自动生成代码时，先检索数据库出以“0201”为前缀码教室的最大流水编码12，那么新生成流水码即为“020113”。对于其他属性，选择输入相应工程即可。删除教室资源时，如果该教室资源正在使用，那么不允许删除。教室资源管理数据流程图如4-2所示：图4-2教室资源管理业务数据流程图四、涉及的数据库表数据库表及视图名称表说明校区代码表HLP_XQ教学楼代码表HLP_JXL教室代码表HLP_JS教室类型代码表HLP_JSLX部门代码表HLP_BM初始化教室使用单位、管理单位属性列表。学期可用教室表STU_XQKYJS教室资源删除时判断教室是否占用。学期信息表STU_XQXX判断教室在该学期是否在使用。.2教师资源管理本模块采用树状结构的方式按部门对教师进行管理，用户可针对所属部门的老师进行增加、修改、删除，同时提供相应的信息统计功能。一、输入内容：从人事部门获得教师根本信息；方式：历史数据从人事部门导入，同时提供手动增加方式；。数据项：教师编号、教师姓名、教师类型〔本校，外聘〕、性别代码、所在〔所聘〕学院代码、所在单位〔云南大学，其它具体单位〕、出生日期、职务代码、民族代码、学位等级代码、学历代码、职称代码、普通话等级代码、获得教师资格证日期、通讯地址、邮政编码、联系、电子邮箱地址、教师简介、照片、备注、教师密码；二、输出系统自动提取全校所有部门及所属部门的教师的信息，并以树状结构显示。三、处理过程增加：用户只有选择部门结点时，方可在该部门下增加教师结点，而当前所选结点为教师结点时，增加功能为无效操作；用户无权增加部门结点；修改：用户只有选择教师结点时，才能进行修改操作；用户无权对部门结点进行修改操作；删除：用户只有选择教师结点时，才能进行删除操作；用户无权对部门结点进行删除操作；刷新：重新构造树状结构，以使当前显示信息为最新信息；浏览与统计：对全校各部门所属教师进行统计，同时提供对统计信息的打印功能，提供以网格界面对全校教师信息进行浏览的方式，方便快速浏览、对照查看；教师资源管理业务数据流程图如图4-3所示：图4-3教师资源管理业务数据流程图四、涉及的数据库表数据库表名称表说明教师根本信息表STU_JSJBXX本模块主要操作的数据库表部门代码表HLP_BM以下代代码表为与STU_JSJBXX相关联的帮助表性别代码表HLP_XB职务代码表HLP_ZW职称代码表HLP_ZC学位等级代码表HLP_XWDJ学历代码表HLP_XL普通话等级代码表HLP_PTHDJ民族代码表HLP_MZ4.2.2教室资源分配管理对每学期要使用的教室预分配到各学院或者作为公用教室。一、输入内容：教室资源使用单位和管理单位属性；方式：由教务科从Web页面进行选择输入；数据项：教室代码、教室名称、使用单位、管理单位。二、输出将修改数据直接提交到数据库HLP_JS表中；三、处理过程从HLP_BM提取数据直接填充属性列表。提取全部教室，按指定顺序排序进行使用单位和管理单位的属性修改。校验数据是否真正修改，可以撤消修改。四、涉及的数据库表数据库表及视图名称表(视图)说明教室代码表HLP_JS部门代码表HLP_BM初始化教室使用单位、管理单位属性列表。4.2.3教学方案管理教学方案作为人才培养目标的表达，标准着学科的知识结构、专业课程设置以及获得本专业学位所必须到达的毕业条件。它是实现各专业培养目标的总设计图，是组织实施管理教学工作的起点和根底，也是检验教学管理工作，保证教学质量的根本依据。教学方案管理是高校教学管理工作的主要内容，是整个综合教学教务管理系统中必不可少的局部，是保障开课方案管理系统、排课管理等系统得以顺利实施的根底。教学方案管理分为院系专业维护、新建教学方案、培养目标管理、毕业学分管理、课程库管理、修读模式管理、教学大纲上报、教学方案调整等8个子功能模块。教学方案管理业务数据流程如图4-4所示：图4-4教学方案管理业务数据流程图.1院系专业维护该模块主要用于维护学院、专业、系所根本信息以及在学校内部进行相应的机构调整。如将一个专业从一个学院调整到另外一个学院，同时将该专业所对应的教学方案以及学生一起调整到另外一个学院。一、输入内容：全校各教学部门、本科生专业、研究生专业、本科生教学系所的相关内容；方式：用户手工输入；二、输出无三、处理过程添加学院〔1〕用户输入：学院代码、学院名称、学院性质、学院类别、办学类型。〔2〕学院代码编码规那么： 学院代码共2位，顺序编号；〔3〕检查用户输入的数据是否合法:i．检查学院代码是否冲突；ii.检查学院名称是否冲突；iii.检查其它数据是否为空；〔4〕将用户输入的数据存入数据表HLP_XY中。添加系所：用户先指定要在哪个学院中添加系所用户输入：系所代码、系所名称；系所代码编码规那么：系所代码共3位：学院代码〔2位〕+顺序编号〔1位〕；检查用户输入的数据是否合法：检查系所代码是否冲突；检查系所名称是否冲突；〔4〕将用户输入的数据存入数据表HLP_XS中。添加专业；用户先指定要在哪个学院或系所中添加专业用户输入：专业代码、是否是现行专业、专业名称、培养层次、所属科类、专业类别、授予学位；专业代码编码规那么： 专业代码共11位：培养层次代码〔2位〕+学院代码〔2位〕+代码性质〔1位，0表示采用国标、1表示是自定义编码〕+专业编码〔6位〕；检查用户输入的数据是否合法:i．检查专业代码是否冲突；ii.检查专业名称是否冲突；iii.检查其它数据是否为空；将用户输入的数据存入数据表HLP_ZY中。学院、系所、专业的修改操作： 在修改处理时，除了相应的编码不可修改外，其它处理与“添加”功能相同。 学院、系所、专业的删除操作：删除数据时，采用数据库的引用完整性约束，即用户不能删除正在被引用的数据记录。机构调整： 此功能用于将现有的某专业调整到别的学院或系所下。用户先选择要作调整的专业；用户指定要调整到的目标学院或系所；根据用户指定的目标学院或系所，修改数据表HLP_ZY中相应的字段内容。浏览与统计： 此功能用于给用户提供针对学院、系所、专业的统计报表。四、涉及的数据库表数据库表及视图名称表(视图)说明学院代码表HLP_XY专业代码表HLP_ZY系所代码表HLP_XS办学类型代码表HLP_BXLX用于形成下拉列表，供用户选择学院性质代码表HLP_XYXZ同上科类代码表HLP_KL同上专业类别代码表HLP_ZYLB同上学位代码表HLP_XW同上.2新建教学方案该模块用于新建一份教学方案管理目录或者继承一份旧教学方案的所有信息并生成一份新的教学方案。它主要用来形成一份教学方案的控制属性，如其归属专业、教学方案执行的起止年份、教学方案代码、以及教学方案创立日期等。一、输入内容：教学方案所属专业、教学方案执行起始年份、教学方案执行结束年份、