随着教育信息化的不断推进，传统的排课方式已难以满足现代高校教学管理的需求。为提高教学资源的利用效率，优化课程安排，江苏省部分高校开始引入“走班排课系统”。该系统通过网页版的形式，实现了对课程、教师、教室等资源的智能调度，提升了教学管理的科学性与灵活性。

一、引言

“走班排课”是指学生根据自身选课情况，灵活选择不同班级进行学习的一种教学组织形式。相较于传统固定班级的教学模式，走班制能够更好地适应学生的个性化发展需求，同时也有助于优化教学资源配置。然而，这种灵活的排课方式也对系统的智能化程度提出了更高的要求。

江苏省作为中国教育强省之一，在推动教育现代化方面走在前列。近年来，江苏省部分高校已经开始尝试采用“走班排课系统”，以提升教学管理水平。本文将围绕“走班排课系统”和“江苏”的实际应用，介绍其技术实现过程，并提供相关代码示例。

二、系统架构设计

“走班排课系统”是一个典型的Web应用系统，其主要功能包括课程管理、教师管理、教室管理、学生选课、自动排课等功能模块。系统采用前后端分离的架构设计，前端使用HTML、CSS、JavaScript构建用户界面，后端则使用Python（Django框架）或Java（Spring Boot框架）处理业务逻辑。

在江苏省高校的实际部署中，通常采用MVC（Model-View-Controller）架构，确保系统的可扩展性与维护性。前端通过AJAX技术与后端API进行通信，实现动态数据加载与交互操作。

1. 技术选型

前端：Vue.js 或 React.js 用于构建响应式用户界面；

后端：Django 或 Spring Boot 框架，支持RESTful API；

数据库：MySQL 或 PostgreSQL，用于存储课程、教师、教室等信息；

前端框架：Element UI 或 Ant Design 用于构建美观的界面组件；

服务器：Nginx 用于反向代理与负载均衡；

部署环境：Docker 容器化部署，便于快速上线与维护。

三、核心功能模块

系统的核心功能包括课程设置、教师分配、教室分配、学生选课、排课算法等。

1. 课程管理模块

课程管理模块主要用于添加、编辑、删除课程信息，包括课程名称、课程编号、学分、授课时间、授课教师等。

2. 教师管理模块

教师管理模块用于管理教师的基本信息，如姓名、职称、所属院系、可授课时间等。

3. 教室管理模块

教室管理模块用于管理教室的容量、设备配置、可用时间段等信息。

4. 学生选课模块

学生选课模块允许学生根据个人兴趣和时间安排选择课程，系统会根据选课情况进行实时反馈。

5. 自动排课模块

自动排课是整个系统的核心功能，它需要综合考虑课程、教师、教室等多个因素，确保排课结果合理且高效。

四、排课算法实现

排课算法是走班排课系统的关键部分，其目标是在满足所有约束条件的前提下，尽可能地优化课程安排，使教学资源得到最优利用。

1. 约束条件

排课过程中需要满足以下约束条件：

- 每位教师在同一时间段内只能教授一门课程；

- 每个教室在同一时间段内只能安排一个课程；

- 学生不能同时选修两门冲突的课程；

- 课程必须安排在合适的教室中，符合教室容量与设备要求。

2. 算法设计

常见的排课算法有贪心算法、遗传算法、模拟退火算法等。在本系统中，我们采用基于优先级的贪心算法，按照一定的规则依次为每门课程分配时间和教室。

以下是基于Python的排课算法示例代码：

# 示例代码：基于贪心算法的排课算法
import json

class Course:
    def __init__(self, course_id, name, teacher, time, classroom):
        self.course_id = course_id
        self.name = name
        self.teacher = teacher
        self.time = time
        self.classroom = classroom

class Classroom:
    def __init__(self, room_id, capacity, equipment):
        self.room_id = room_id
        self.capacity = capacity
        self.equipment = equipment
        self.schedule = {}  # 时间段 -> 课程ID

class Teacher:
    def __init__(self, teacher_id, name, available_times):
        self.teacher_id = teacher_id
        self.name = name
        self.available_times = available_times
        self.schedule = {}  # 时间段 -> 课程ID

def schedule_courses(courses, classrooms, teachers):
    scheduled_courses = []
    for course in courses:
        for time_slot in course.time:
            if is_time_available(course, time_slot, classrooms, teachers):
                assign_course_to_time(course, time_slot, classrooms, teachers)
                scheduled_courses.append(course)
                break
    return scheduled_courses

def is_time_available(course, time_slot, classrooms, teachers):
    # 判断该时间段是否可以安排该课程
    for classroom in classrooms:
        if time_slot not in classroom.schedule and \
           course.teacher in [t.name for t in teachers] and \
           time_slot in [t.available_times for t in teachers]:
            return True
    return False

def assign_course_to_time(course, time_slot, classrooms, teachers):
    for classroom in classrooms:
        if time_slot not in classroom.schedule:
            classroom.schedule[time_slot] = course.course_id
            break
    for teacher in teachers:
        if time_slot not in teacher.schedule:
            teacher.schedule[time_slot] = course.course_id
            break

# 示例数据
courses = [
    Course(1, "数学", "张老师", ["Mon_9:00", "Wed_10:00"], "A101"),
    Course(2, "英语", "李老师", ["Tue_14:00", "Thu_13:00"], "B202")
]

classrooms = [
    Classroom("A101", 50, ["白板"]),
    Classroom("B202", 40, ["投影仪"])
]

teachers = [
    Teacher("T001", "张老师", ["Mon_9:00", "Wed_10:00"]),
    Teacher("T002", "李老师", ["Tue_14:00", "Thu_13:00"])
]

scheduled = schedule_courses(courses, classrooms, teachers)

for course in scheduled:
    print(f"课程 {course.name} 已安排在 {course.time}")
    print(f"教师 {course.teacher} 的时间表：{course.teacher}'s schedule")
    print(f"教室 {course.classroom} 的时间表：{course.classroom}'s schedule")
    print()
    

以上代码展示了基于贪心算法的排课流程，其中包含课程、教室、教师的类定义，以及排课函数的实现。该算法可以根据实际情况进行扩展，例如引入权重机制，对某些课程优先级更高。

五、网页版实现

在江苏省高校的应用中，“走班排课系统”通常以网页版形式呈现，方便师生随时随地访问。

1. 前端页面设计

前端页面采用响应式设计，适配多种设备，包括PC、平板和手机。页面主要包括课程列表、教师列表、教室列表、选课界面、排课结果展示等模块。

2. 前后端交互

前端通过AJAX请求与后端API进行数据交互，例如获取课程列表、提交选课信息、获取排课结果等。

以下是一个简单的前端请求示例（使用JavaScript）：

// 前端代码示例：获取课程列表
function fetchCourses() {
    fetch('/api/courses')
        .then(response => response.json())
        .then(data => {
            console.log('课程列表:', data);
            // 渲染到页面上
        })
        .catch(error => {
            console.error('请求失败:', error);
        });
}

3. 用户权限管理

系统支持多角色登录，包括管理员、教师、学生等。管理员可以管理课程、教师、教室等信息；教师可以查看自己的授课安排；学生可以进行选课。

六、江苏省高校的应用案例

江苏省某高校在引入“走班排课系统”后，显著提高了教学管理效率。通过系统自动化排课，减少了人工干预，避免了课程冲突，提高了教室利用率。

此外，系统还支持数据统计与分析，例如生成课程分布图、教师工作量分析、教室使用率报表等，为学校管理层提供了决策依据。

七、结论

“走班排课系统”在江苏省高校中的应用，标志着教育信息化迈出了重要一步。通过网页版的实现，系统具备良好的可访问性和易用性，能够有效提升教学管理的智能化水平。

本文介绍了系统的整体架构、核心功能模块、排课算法实现及网页版的具体实现方式，并提供了相关代码示例。未来，随着人工智能和大数据技术的发展，走班排课系统将更加智能化、个性化，进一步推动高校教育的创新发展。