۳-۷- مفروضات کلی مسائل برنامه ریزی دروس دانشگاهی
فرضیات مسئله زمانبندی کلاسها به نحوه ارائه دروس در دانشگاه و همچنین چگونگی استفاده از منابع دانشگاه برای زمانبندی کلاسها، بسیار وابسته است. برای تشریح فرضیات مسئله زمانبندی کلاسها در چهار گروه ساختار دروس، انواع دروس، منابع مورد نیاز و دوره های زمانی برای دروس مورد بررسی قرار میگیرد.
۳-۷-۱- ساختار دروس دانشگاهی
دروس در دانشگاه به صورت تئوری، عملی، پژوهشی و یا به صورت ترکیبی از دروس تئوری و عملی ارائه میگردند. دروس تئوری توسط استاتید ارائه میشوند و در برنامه هفتگی متناسب با تعداد واحدهای درس یک جلسه تا دو جلسه برای ارائه مورد نیاز است، لذا باید زمان ارائه درس در برنامه هفتگی و کلاسی که در آن درس ارئه می شود، مشخص گردد. دروسی مانند آمارمهندسی، ریاضی ۱ و غیره جزء دروس تئوری هستند.
دروس پژوهشی، دروسی هستند که دانشجویان فعالیتی مشخص را با راهنمایی اساتید انجام می دهند و نیاز به حضور در کلاس ندارند، لذا در برنامه زمانبندی هفتگی زمان خاصی برای این دروس در نظر گرفته نمی شود. دروس کارآموزی و پروژه از جمله این دروس هستند.
دروس عملی، دروسی هستند که دانشجویان با حضور در کارگاهها، آزمایشگاهها، مراکز کامپیوتری و مراکز تربیت بدنی دروس را به صورت عملی میگذارنند، بنابرین زمانهای ارائه این دروس در برنامه هفتگی مشخص میگردد، ولی برای ارائه آن ها کلاس درسی در نظر گرفته نمی شود. دورسی مانند کارگاه ریختهگری، آز مبانی برق، تربیت بدنی ۱ و غیره جزء دروس عملی هستند. زمان ارائه این دروس با هماهنگی آموزش و مرکز برگزارکننده از پیش تعیین میگردد و در برنامه زمانبندی هفتگی وارد می شود، بنابراین نیاز به برنامه ریزی مجدد نیست.
بعضی از دروس به صورت تئوری-عملی ارائه میگردند همانند سیستمهای اطلاعاتی که علاوه بر کلاس، نیاز به استفاده از مرکز کامپیوتر وجود دارد. در اینگونه دروس با توجه به آنکه برنامه ریزی برای در دسترس بودن کلاس در اولویت است، بهگونه ای برنامه ریزی میشوند که در برنامه هفتگی کلاسی برای ارائه در اختیار باشد.
در واقع اینگونه دروس مشابه دروس تئوری برنامه ریزی میشوند. با توجه به توضیحات بالا تنها دروس تئوری در مسئله زمانبندی کلاسهای درس دانشگاهی برنامه ریزی میشوند.
۳-۷-۲- انواع دروس دانشگاهی
در بسیاری از دانشگاهها دروس به دو گروه، دروس اجباری و اختیاری تقسیم میگردند. دروسی که آموزش دانشکده گذراندن آن ها را مورد نیاز دانسته و دانشجو بنابر رشته و گرایش ملزم به گذارندن آن ها میباشد به عنوان دروس اجباری شناخته میشوند. در سالهای ابتدای دانشگاه اکثر دروس، اجباری میباشند، بنابرین برنامه یکسانی که در آن دروس اجباری اکثریت را دارا هستند، برای تمام دانشجویان ورودی جدید ارائه می شود.
دانشجویان سالهای بالاتر تعداد بیشتری دروس اختیاری انتخاب میکنند. با توجه به آنکه هر رشته تحصیلی ممکن است دارای گرایشهای مختلفی باشد ممکن است یک درس برای یک گرایش از یک رشته اجباری و همان درس برای گرایش دیگر همان رشته اختیاری باشد. این امر به پیچیدگی مسئله زمانبندی کلاسهای درس می افزاید، زیرا زمانهای ارائه دروس اختیاری می توانند با یکدیگر تداخل داشته باشند ولی دروس اختیاری که برای گرایش خاصی اجباری باشد، نباید زمان ارائه آن با دروس اصلی آن گرایش تداخل داشته باشد.
۳-۷-۳- دسترسی به منابع
منابع مسئله زمانبندی کلاسهای درس، اساتید و همچنین فضای آموزشی است. زمانهای حضور اساتید توسط خودشان مشخص میگردد. در دانشکده فنی- مهندسی دانشگاه علم و هنر یزد، در ابتدای هر نیمسال تحصیلی اساتید زمانهایی را که در دانشکده برای ارائه دروس مدنظر دارند مشخص میکنند.
در دسترس بودن فضای آموزشی، توسط آموزش دانشکده مشخص می شود. آموزش دانشکده مشخص می کند که از یک کلاس در چه ساعاتی میتوان استفاده نمود. در بسیاری از دانشگاهها کلاسهای آموزشی جدای از دانشکده ها میباشند و فقط ساعات بخصوص در هفته در اختیار دانشکده ها قرار می گیرند. تعداد کلاسهای در دسترس این دانشگاه، محدود به کلاسهای دانشکده است.
۳-۷-۴- دوره های زمانی
دورهزمانی یک روز، دوره های زمانی هستند که در آن دروس برنامه ریزی میشوند. در این دانشکده از ساعت ۸صبح الی۷ بعدازظهر دوره های زمانی یک ساعت و نیم در نظر گرفته می شود و در هر دورهزمانی یک ساعت و نیم، ۳۰ دقیقه برای استراحت و تعویض کلاسها است.
تعداد واحدهای هر درس مشخص کننده زمان مورد نیاز برای ارائه آن درس است. دروس یک واحدی دروس عملی هستند که برنامه ها آن ها از قبل تعیین میگردد و یک دوره زمانی برای آن ها در نظر گرفته می شود. برای دروس دو واحدی فرض می شود که یک دوره زمانی نیاز است و برای آن ها یک دوره زمانی دو ساعته در برنامه هفتگی برنامه ریزی می شود. دروس سه واحدی به دو دوره زمانی نیاز دارند که بهتر است این دوره ها متوالی نباشند. دروس با واحدهای بیشتر مثل پروژه جزء دروس پژوهشی هستند و زمان مورد نیاز آن توسط استاد مربوطه مشخص میگردد (راستگار امینی، ۱۳۹۱).
۳-۸- تعریف کلی مسئله زمانبندی دروس دانشگاهی
با توجه به فرضیات ارائه شده در قسمت قبل، هدف، محدودیتها، خروجیهای مسئله زمانبندی کلاسهای درس به شکل زیر تعریف می شود:
۳-۸-۱- هدف
هدف مسئله زمانبندی کلاسها حداقل کردن فاصله بین دو کلاس متوالی در برنامه نیمسال گروه دانشجویان است. برنامه نیمسال دانشجویان تا حد ممکن بهم پیوسته باشد به این معنی که بهتر است که برنامه نیمسال گروه دانشجویان به گونه ای باشد که کمترین فاصله خالی بین کلاس آنها باشد(بجز ساعت استراحت بین دو کلاس) ، هدف دیگر برنامه ریزی دروس دانشگاهی تعیین کردن زمان کلاسها به گونه ای است که تعداد روزهایی که استاد در دانشگاه حضور داشته باشد به حداقل ممکن برسد.
۳-۸-۲- محدودیتهای سخت و نرم در مسائل برنامه ریزی دروس دانشگاهی
-
- ۱-CSP ↑
-
- ۲- David Montana et all ↑
-
- ۱ – Branimir Sigl et all ↑
-
- ۲- Yen-Zen Wang۳- Knut-Edvart Ellingsen, Manuel Penal oza ↑
-
- ۴ – A.Abbas,E.P.K Tsang ↑
-
- ۵- Kevin Soule ↑
-
- ۶- Sanjay R. Sutar, Rajan S. Bichkar ↑
-
- ۷ – Nondeterministic algorithm ↑
-
- – QAP ↑
-
- – GAP ↑
-
- – VRP ↑
-
- – SCP ↑
-
- – Exact methods ↑
-
- – Approximate methods ↑
-
- -Genetic Algorithm(GA) ↑
-
- -Simulated Annealing(SA) ↑
-
- -Tabu Search(TS) ↑
-
- -Ant Colony Algorithm(ACO) ↑
-
- – Pheromones ↑
-
- -Neural Network ↑
-
- -Shuffied Frog Leaping(SFL) ↑
-
- -Haney Bees Mating Optimization(HBMO) ↑
-
- -Particle Swarm Optimization(PSO) ↑
-
- -Fitness function ↑