高校上課教室最優(yōu)規(guī)劃與TOPSIS評(píng)價(jià)

　　摘要：本文圍繞著高校學(xué)生上課教室安排問(wèn)題進(jìn)行討論。通過(guò)設(shè)計(jì)合適的算法計(jì)算出題目所要求的數(shù)據(jù)，分別對(duì)更改課表中的上課地點(diǎn)和上課時(shí)間的合理方案進(jìn)行了深入研究。首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，剔除異常數(shù)據(jù)，其次利用0-1矩陣表示每周、每天、每節(jié)課、各教學(xué)樓、各樓層和各教室的上課情況，從而建立每天每節(jié)課各教學(xué)樓各樓層的人數(shù)計(jì)算公式。針對(duì)各教學(xué)樓進(jìn)出人數(shù)和通過(guò)南北通道的人數(shù)，通過(guò)對(duì)附件表中數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律和機(jī)理分析，設(shè)計(jì)相應(yīng)算法。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合計(jì)算結(jié)果，給高校課表制定者提出了一些合理化建議。最后，對(duì)模型進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

　　關(guān)鍵詞：上課教堂；0-1矩陣；算法

　　一、模型的假設(shè)

　?、偌僭O(shè)課間只包括上午1-2節(jié)和3-4節(jié)之間的課間和下午5-6和7-8節(jié)之間的課間；②假設(shè)學(xué)生沒(méi)有課會(huì)立即離開(kāi)教學(xué)樓；③假設(shè)附件中沒(méi)有注明樓層數(shù)的默認(rèn)為一樓；④假設(shè)學(xué)生都可以嚴(yán)格遵守課表上課，且不會(huì)遲到；⑤假設(shè)一個(gè)班級(jí)不會(huì)一上午或一下午都在同一個(gè)教室上課。

　　二、數(shù)據(jù)的預(yù)處理

　　對(duì)于題目附件已給數(shù)據(jù)，我們進(jìn)行了數(shù)據(jù)正確性和合理性的篩選與排查。針對(duì)“6_2015秋季課程安排表”，我們發(fā)現(xiàn)22—25周期間內(nèi)并沒(méi)有課程安排，所以我們首先將這四縱列數(shù)據(jù)全部刪除；接著，我們對(duì)比查看“6_2015秋季課程安排表”和“2_教室代碼”兩表，發(fā)現(xiàn)在“6_2015秋季課程安排表”中的某些課程所安排的教室在“2_教室代碼”中并無(wú)對(duì)應(yīng)，即“教室代碼”并不完全對(duì)應(yīng)，以此類推，對(duì)比觀察“6_2015秋季課程安排表”和“4_班級(jí)人數(shù)”，發(fā)現(xiàn)存在一些數(shù)據(jù)的“班級(jí)代碼”不對(duì)應(yīng)；對(duì)比觀察“6_2015秋季課程安排表”和“5_教學(xué)任務(wù)表”，發(fā)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)的“上課教師代碼”并不對(duì)應(yīng)。最后，我們觀察“1_教學(xué)日歷”發(fā)現(xiàn)該學(xué)校并未在本學(xué)期安排11、12節(jié)課，所以我們也將課程安排表中的11、12節(jié)所有課程數(shù)據(jù)全部刪除。依照以上篩選條件，我們分別對(duì)各個(gè)表格進(jìn)行了匹配、篩選，篩選結(jié)果如下：

　　圖1

　　通過(guò)對(duì)附件表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到每天上下午的課間進(jìn)出各教學(xué)樓的人數(shù)。

　　2.3通過(guò)學(xué)校南北通道的人數(shù)

　　考慮到數(shù)據(jù)較多，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下算法來(lái)計(jì)算一天內(nèi)課間經(jīng)過(guò)學(xué)校南北通道的人數(shù):

　　圖2

　　由此得到每天各課間通過(guò)學(xué)校南北通道的人數(shù)，以第一周星期一為例，結(jié)果如下：每個(gè)課間通過(guò)學(xué)校南北通道的人數(shù)：上午課間724人，下午課間1348人。

　　四、合理化建議的提出

　　課表編排要做到“以人為本”，了解教師和學(xué)生的各種需要，盡最大努力為學(xué)生和教師的各種需要改善外部條件，激發(fā)教師和學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和能動(dòng)性，現(xiàn)建議如下：

　　編排的課表要方便教師授課。具體要考慮教師的授課時(shí)間的均衡，以防教師過(guò)度疲勞，影響教學(xué)效果和個(gè)人健康。對(duì)于身體欠佳的教師，應(yīng)使其課表盡量分散以便給以教師休息時(shí)間，并且安排樓層較低的教學(xué)樓上課；

　　編排的課表要方便學(xué)生學(xué)習(xí)。考慮學(xué)生課業(yè)安排要均衡、課程間隔要合理、教室分配要妥當(dāng)?shù)鹊?，?duì)于前后兩門課之間上課教室所在教學(xué)樓距離較遠(yuǎn)，學(xué)生和教室在課間經(jīng)常奔波于兩棟教學(xué)樓之間，甚至是南區(qū)北區(qū)之間，往往出現(xiàn)人流量大、時(shí)間緊張的情況，在排課時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避免。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]司守奎，孫兆亮.數(shù)學(xué)建模算法與應(yīng)用（第二版）[M]，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2015.4

　　[2]姜啟源，謝金星，葉俊.數(shù)學(xué)模型（第4版）[M],北京：高等教育出版社，2011.1

　　作者李夢(mèng)琳1馬雯秋2

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