天课时分配下的多阶段新高考走班制排课算法

• 作者: 张宇瞳 刘静 郝星星
• 来源期刊: 计算机工程与应用
• 关键词: 新高考改革 排课问题 多阶段优化 教案平齐 爬山算法
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 工程与应用|Engineering and Applications
• 页码范围: 266-278
• 页数: 13页
• 分类号: TP311
• 语种: 中文
• DOI: 10.3778/j.issn.1002-8331.2003-0337

摘要

伴随新高考改革,高中排课过程需要考虑学生的科目选择.潜在的学生上课时间冲突提高了排出可行课表的难度,排课过程中对课表的复杂要求也更难得到满足.针对这些挑战提出一种多阶段优化算法解决高中"走班制"教学课程时间表优化问题.优化侧重点从课表时段分配转为天课时分配,即对每个课程班每天的课时数目进行决策.除需要满足课时不冲突的约束条件外,主要优化目标为"课时分布均匀""教案平齐""同时上课".根据问题特点设计了三种课表变换算子用于在教学班天课时分配阶段提升新设计的爬山算法的寻优能力.在三组不同难度和规模的实验数据上,多阶段优化算法以高于85％的概率排出可行课表.相较大规模真实案例,人工生成案例和中规模真实案例在目标函数上得到较为理想的优化.整体课表的教案平齐违反主要源于行政班课表.发现同时上课的设置具有指导其他目标函数优化的能力.