教育信息化
人工智能在计算机自动排课算法中的应用
郑策 袁璐 山东工程职业技术大学
摘要：学习进行日常管理的基础工作之一便是排课工作。随着不断深入的教育改革，对排课工作的改革也在进行，安排更具科学化和
任性化的学校课程，学生与教师的个体需要和个性化发展也是当下课程安排的重点。因此，想要满足现有学校的课程安排工作需求，传统的排课工作以及无法达到了，因此重新建立学校的拍客模型越发离不开新的指导思想和理论，使教育教学的需要得到进一步满足，帮助学校更高效的开展教学工作。本文主要就计算机自动排课算法应用人工智能进行研究，将排课模型建立在人工智能算法之上。
关键词：人工智能 计算机 自动 排课算法对高校教务管理工作非常熟悉的人都知道，占据教务管理工作量很大百分比的便是课程安排工作，也就是排课工作。随着我国社会的不断发展，教育事业的改革也开始萌芽，我国进行教育体制改革的原则是要以人为本、因材施教，大多高校的学生都在进行自主选课，打破了传统自然班的束缚。将个体转变为学生本人，随之而来的便是难度加大的排课工作，需要根据方方面面的因素进行人工排课，会出现较大的出错率，也很容易出现冲突，轻则可能是学生、教师与教室发生个别冲突，进行课程重调的变动会非常大，对学校的正常教学造成影响，还会出现教学事故的问题。严重的情况下会对课程无法进行合理安排，更不用说教学、教育体制的改革了。
一、传统排课软件的特点1.本土化特征明显
大多软件都是专门为某些学校而开发的，只能满足暂时的需要，具有稽查的数据扩展能力，一旦学校的设施和资源出现一点点的改变，软件就不能够继续满足学校要求。但是现实的学校状况是处于一个动态运动中的，不得不随时随地更新着学校的软件和硬件措施，出现的后果便是很多学校要对排课软件进行不停的修改，使人力资源和物力资源都出现浪费。
2.缺少人性化特征
有很多从事教务管理的专家在实践过程中有着宝贵的经验，这些经验是值得我们吸收和借鉴的，但是软件的算法求解问题是根据其推理机制去决定的，导致不满足其结果，所以要管理人员大量的修改和完善该排课方法。
3.操作繁琐，难以理解
出现的排课软件和以往的人工输入不具有兼容性，所以加大了叫我管理人员的工作量，碰见稍微复杂一点的功能，例如操作繁琐等，会出现操作人员难以理解的问题，这也是目前大多数流行软件所普遍存在的问题。
二、人工智能在计算机自动排课算法中的应用1.人工智能的理论
计算机技术在发展到一定阶段之后，出现的其中一个计算机科学的分支门类，人工智能。人工智能主要研究的是用计算机模拟人脑，对各种人工智能活动进行操作，用通俗的语言解释，用计算机实现一系列人脑所进行的推理、策划和思考等活动便是人工智能，将一些需要人类才能完成的复杂性问题进行解决。目前的工厂、医学、生物地理研究甚至游戏开发都会应用到人工智能，其研究对象是各种符号代替的知识，借助非常规的启发式推理式进行研究。
2.对学校的实际排课情况进行分析
根据教育改革和一般学校的教育工作安排的现状，使学校的日常管理工作面临巨大挑战。需要在设计时注意排课系统的灵活性、方便性和实用性。要充分贴合学校所利用的各种教学资源，最大化教学质量。这就必须使排课软件必须具备灵活性，根据应用对象的不同和学校实际教学状况对教学资源进行合理分配，在计算机自动排课算法中应用人工智能需要考虑到的因素有以下几点：
2.1老师
每位教师的授课门类都是相对稳定的，一次在利用人工智能对排课软件进行设计是，可以采取一对一的教师资源分配，另外，还需要考虑到每位教师的实际特点，灵活分配排课软件。例如因为特殊原因导致某天无法上课的某位教师，所以在安排教师课程上要切合实际灵活安排。
2.2课程
能够对课程安排进行直接制约的还有课程本身，安排课程时，还需要对课程本身的实际情况和学生的实际心理特点进行分析，从而科学的、合理的安排课程，例如较为重要的基础性专业课程，如语文、外语等课程需要安排在上午，不建议在下午或周五下午进行安排，而类似体育课等辅助性课程则不建议安排在上午进行，因此在进行课程安排事需要实际考虑课程的因素。
2.3班级
还要对班级的实际情况进行分析，之后在进行课程安排，例如在
一周的某个特点时间，某个班级需要进行实践活动等。碰见上述情况时，
则不能给其安排课程。
2.4学校
除了上述因素外，还需要对学校的实际情况进行分析，例如某些学校会规定某一特定时间进行班会或者大扫除等，在将此类情况考虑到之后在进行排课，而拥有人工智能的排课软件会在考虑到以上的实际情况进行排课，尽量保证课程的高效性和实用性，还能相应减少学校管理人员的工作量。
3.设计排课系统在考虑到教学资源、学生群体和教师资源的实际情况等因素后，开始设计排课系统，不同学校会有不同的课程使用对象特点，因此要从校务管理人员群体、学生群体和教师群体等三个方面对排课系统进行设计。
3.1校务管理人员
在应用了人工智能的排课系统形成课表后，管理人员还需检查课程安排，课表中存在少数软件无法安排的特殊课程，则需要切合学校实际情况下，校务管理人员对其进行人工手动调节，使课程得到进一步完善。除此之外，管理人员还需要平时根据随时变化的有关课程进度对课程进行合理、灵活的调整，以及发布和维护相关课程信息等，保证能够正常开闸相关课程。借助计算机自动生成管理员模块界面。
3.2学生群体
学生可以借助有效证件在学生系统模块对自己本学期或本学年需要学习的课程进行查询，能够方便学生提前做好准备，碰见不能接受的已安排课程，可以通过反馈功能项工作人员反馈。借助计算机自动生成学生模块。
3.3教师群体
教师想要查询自身的课程安排则可以登录教师系统，对有异议的系统自动安排课程可以借助反馈功能向管理人员进行反馈协商，使课程安排得到优化。借助计算机自动生成教室模块。
4.借助人工智能算法设计排课系统
设计排课系统时需要将时间因素作为核心，还需符合学校的实际教学状况。对直接影响学校课程安排的教师、教室和学生三大因素进行合理分析，假设某校每周教师、教师和学生的可用教学时间段有36个，那么安排一门课程就要考虑到某个时间段三者是否都可以利用，基于这一思路去借助人工智能算法设计排课系统。
借助人工智能算法设计排课系统可以帮助管理人员减少工作量，还能快速从已输入的信息库中获取想要的相关数据和信息，在进行选择或提取相关信息时，出于对相关条件和限制的考虑，选择完毕相关数据后会自动进行混合型算法分析和筛选有关数据，综合匹配和搭配各个因素，得到最终最优化的数值。
三、结束语综上所述，在排课系统的设计中应用人工智能理论能够对学校日常化管理起到促进作用，让学校日常化管理更具科学性和高效性，因此排课系统的设计在学校日常管理工作中具有非常重要的作用。据了解，我国目前排课工作中所使用到的排课系统和排课软件仍然缺少高校性和实用性，因此对排课软件设计应用人工智能的研究还需继续进行。当下学校采用人工智能设计排课系统是教育管理研究的其中一个热点，在未来学者们还进一步深入研究借助高效化、智能化程度更高的人工智能算法设计排课系统，对我国教学工作起到推动作用。
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数码世界 P.187
人工智能在计算机自动排课算法中的应用
