随着德阳市高等教育规模的扩大,传统手工排课方式已无法满足现代高校的教学需求。为了提升排课效率与合理性,本文提出了一种基于Python语言开发的智能排课系统。该系统利用图论中的邻接矩阵来表示教师、教室及学生之间的约束关系,并采用遗传算法进行优化求解。
首先,定义课程表数据模型如下:
class Course:
def __init__(self, name, teacher_id, room_id, duration):
self.name = name
self.teacher_id = teacher_id
self.room_id = room_id
self.duration = duration
class Room:
def __init__(self, id, capacity):
self.id = id
self.capacity = capacity
class Teacher:
def __init__(self, id, availability):
self.id = id
self.availability = availability

其次,构建课程冲突检测函数,用于判断是否存在时间重叠或资源冲突:
def check_conflicts(course_schedule, new_course):
for existing_course in course_schedule:
if (existing_course.room_id == new_course.room_id and
existing_course.teacher_id == new_course.teacher_id and
not is_time_slot_free(new_course.start_time, new_course.end_time, existing_course)):
return True
return False

最后,使用遗传算法对初始课程表进行迭代优化。关键步骤包括编码方案设计(将每门课的起始时间作为基因)、适应度函数计算(根据约束条件评分)以及选择、交叉、变异操作实现。
经过测试表明,此系统能够有效减少人工干预,显著改善德阳高校的排课质量。未来可进一步引入机器学习技术预测学生选课偏好,从而更精准地调整排课策略。
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