学生排课系统分析与设计

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计划、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基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体现，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，也能体现出学校教育教学管理的能力和水平。

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、规范地进行，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则，而对于不同学校的特点考虑不足，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买过多个排课软件，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排课系统分析2.1 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部分。

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、规范、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。

本论文以昆明理工大学排课为背景，对校院两级排课进行设计。

2.2排课业务流程学院先制定各个专业的教学计划，根据教学计划的要求、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计划，审核通过后，根据学院上报的开课计划，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、计算机基础、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计划设置开始排课标志，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。

其业务流程如下图所示：2.3 排课原则课程、时间、教师、班级、教室是排课的五大基本要素，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，符合学生身心发展。

编排者必须对这五要素的信息有较全面的了解：（1）课程包括课程名称、课程性质（如：学科基础课、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）。

（2）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。

（3）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。

（4）班级：所在院系、年级、专业、班级人数。

（5）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、所属部分情况。

3排课系统管理图2-1 排课业务流程图根据排课工作流程和排课原则，排课系统应具备教学资源管理、教室资源分配管理、教学计划管理、开课计划管理、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。

3.1 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规范化、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：(1)、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；(2)、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； (3)、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；(4)、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；(5)、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；(6)、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；(7)、为教学管理提供教师信息的各种统计查询功能。

3.2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。

3.3 教学计划管理所谓教学计划管理就是从专业设置、教学计划框架、课程设置、教学计划要求、毕业条件几个方面入手对其相关信息进行规范化、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：(1)、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基础信息；(2)、通过教学计划管理模块为专业教学计划所涉及的各种信息提供整体管理方案，包括创建和维护教学计划的各种信息体（如课程设置、毕业学分要求、课程修读模式、培养目标等）；(3)、提供教学计划的整体复制功能（即在创建新的教学计划时允许全部继承某一份已有教学计划数据）；(4)、提供教学计划调整功能，以调整教学计划的执行年份以及控制课程有效性； (5)、为教学计划的管理提供一个“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计划进行管理的权限；(6)、为院级用户提供方便的上报课程教学大纲的用户界面；(7)、为教学计划数据的使用提供各种方便的统计查询以及数据转出功能。

3.4开课计划管理所谓开课计划管理就是以教学计划课程库为源头，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计划课程表，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：(1)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计划提供统一控制；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；(2)通过专业课开课计划管理模块为全校各个学院提供统一的、方便的开课计划编辑环境；(3)通过素质课开课计划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；(4)提供以专业年级为单位的开课计划整体上报机制，以方便开课计划以及课程表的管理；(5)为开课计划的管理提供一个“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计划进行管理的权限，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计划，而各个学院的用户只能管理本学院的开课计划；但都使用统一的操作界面；(6)为院级用户提供方便的上报开课计划的用户界面，同时为以专业年级为单位的开课计划的审核上报提供便捷的操作方式；(7)提供开课计划相关的各种信息的查询统计功能。

3.5 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计划成批地设置“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计划，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。

3.6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。

3.7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。

3.8 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规范的课程表。

4.排课系统设计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，将系统划分为比较独立的10个功能模块进行相应的设计和开发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。

4.2.1.1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。

其逻辑设计思想如图4-2所示。

4.2.1.2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。