Фураева И.И.

Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева

АНАЛИЗ исходных данных для задачи расписания учебных занятий

Составление расписания учебных занятий является одной из самых важных и трудоемких задач планирования учебного процесса. Формирование расписания происходит на основе рабочих учебных планов специальностей (РУП), распределения учебной нагрузки на кафедрах и имеющегося аудиторного фонда, как специализированного, так и общего пользования. Расписание должно удовлетворять многочисленным требованиям организационного и методического характера, имеющим различные степени обязательности, часто противоречивым или даже взаимоисключаемым [1]. При составлении расписания используются ресурсы, такие как потоки, группы и подгруппы студентов, преподаватели и аудитории. Задача оптимизации расписания с помощью многокритериальной целевой функции в общем случае неразрешима. Стратегия составления расписания состоит в возможности адекватной постановки задачи многокритериальной оптимизации и отображении желаемых предпочтений в форме числовых зависимостей.

Для повышения эффективности составления расписания учебных занятий необходимо применение математических методов не только для оценки самого расписания по заданным критериям оптимальности, но используемых исходных данных. Все компоненты (РУП, распределение нагрузки на кафедре, количество специализированных аудиторий) влияют на качество расписания. Если учебная нагрузка кафедры равномерно распределена по семестрам, то это существенно облегчает процесс составления расписания. Особенно важно это в том случае, когда речь идет о сервисной кафедре, использующей учебные аудитории не общего, а специального назначения, такие как компьютерные классы, физические или химические лаборатории [2]. Равномерность использования аудиторий по семестрам на каждом факультете может быть достигнута с помощью управления процессом формирования рабочего учебного плана (РУП).

Системный анализ проблемных ситуаций в процессе формирования расписания учебных занятий позволяет выделить следующие направления:

- комплексный анализ рабочих учебных планов всех специальностей на текущий учебный год во взаимосвязи с контингентом студентов и формированием равномерной по семестрам нагрузки кафедр;

- комплексный анализ распределения учебной нагрузки в разрезе отдельных специальностей и курсов;

- расчет минимально количества аудиторий, как общего, так и специализированного использования для осуществления образовательной деятельности вуза в зависимости от контингента студентов и РУП.

Математическая модель управления учебным процессом вуза должна характеризоваться наличием обратной связи и позволять на основе информации о степени соответствия образовательного процесса требуемым критериям, вырабатывать управляющие учебные воздействия, позволяющие своевременно корректировать процесс функционирования образовательной системы вуза. Обобщенная математическая модель управления учебным процессом ориентирована на обеспечение решения проблемных ситуаций, сложившихся по отдельным его аспектам и эффективным коммуникациям между субъектами системы в процессе выработки и принятия управленческих решений. Для модели этого типа характерна высокая целевая направленность на конечный результат, а также высокая концентрация и тесная увязка каждого вида ресурса с его целевым назначением. Информационный аспект образовательной деятельности состоит в выделении основных потоков информации, вырабатываемых структурно-функциональными компонентами образовательной системы вуза.

В процессе управления аудиторным фондом в качестве средств, оказывающих влияние на результат, выступают рекомендации по использованию аудиторного фонда в соответствии с целью управления- оптимальным использованием имеющегося аудиторного фонда.

При составлении расписания учебных занятий для кредитной системы обучения обычно принимается, что СРСП (самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя) должны находиться в расписании после основных занятий. Проведем анализ на примере РУП двух специальностей «информатика» и «вычислительная техника и программное обеспечение», для которых доля занятий в специализированных аудиториях достигает 80% в отдельные семестры. Особенностью рассматриваемых специальностей является то, что СРСП по некоторым дисциплинам желательно проводить в компьютерных классах.

При пяти учебных днях (один день проходят занятия по начальной военной подготовке) и восьми занятиях в день пять приходятся на основные занятия и три на СРСП. Расчет, проведенный для нагрузки кафедры «вычислительной техники» показал, что в этом случае необходимо 14 компьютерных классов для проведения лабораторных занятий и 10 для проведения СРСП по спецдисциплинам. Если же занятия по СРСП проводить в любое время, то понадобится 9 аудиторий для лабораторных занятий и 4 для СРСП. Таким образом, для минимизации количества используемых специализированных аудиторий следует принять решение о порядке проведения СРСП.

Следующим важным исходным данным является распределение учебной нагрузки на кафедре. Нагрузка может быть распределена таким образом, что задача составления расписания не будет иметь решения. Анализ нагрузки проводится как для каждого потока студентов, так и для общей нагрузки выпускающей кафедры. Такой анализ позволяет на ранних этапах обнаружить такие несоответствия в распределении учебной нагрузки, которые приводят к некорректности постановки задачи расписания учебных занятий.

Литература:

1. Ерунов В.П. Формирование оптимального расписания учебных занятий в вузе. //Вестник ОГУ, 2001, № 3, с.55-63

2. Фураева И.И. Вопросы моделирования и автоматизации управления учебным процессом вуза. // Вестник ПГУ, 2007, № 1, с. 135-146