[发明专利]基于概率启发式技术的中学生选科编班方法

摘要

本发明公开了一种基于概率启发式技术的中学生选科编班方法，其实现步骤是：统计学生信息，划分行政班，处理剩余学生，调整行政班男女比例和平均成绩，划分选考教学班和学考教学班。本发明主要解决现有编班方法编班没有考虑男女比例和平均成绩、编班结果固定、容易陷入局部最优情况、所得的编班结果中存在只固定一门科目相同的行政班的缺陷，本发明能够得到同一行政班内学生都有两门相同选考科目、不能编入行政班的学生人数达到最少、行政班之间平均度比较高、教学班的划分对后续排课影响很小的编班结果。

主权项

1.一种基于概率启发式技术的中学生选科编班方法，其特征在于，划分行政班，处理剩余学生、转移行政班间的学生、调整行政班的男女比例和平均成绩、划分选考教学班和学考教学班，该方法的步骤包括如下：(1)选取科目：每个学生从门类科目表中任选3门科目，所述的门类科目表由规定的n门可选科目组成，每两门科目构成一种两科组合类型，共C_n²种两科组合类型，其中,n表示可选科目数，C表示组合数计算操作；(2)统计未分入行政班学生的选科信息：(2a)统计未分入行政班学生中各种两科组合的选科人数；(2b)将两科组合类型按选科人数降序排列；(3)划分行政班：(3a)根据选科人数，用轮盘赌选择技术从前m种两科组合类型中选取一个，作为一个行政班的两科组合类型，其中，m表示备选两科组合类型的数量；(3b)统计选取的两科组合类型包含的未分入行政班学生中的男生人数和女生人数；(3c)利用男女生选择概率公式，分别计算两科组合类型包含的未分入行政班学生中男生和女生的选择概率；(3d)将两科组合类型包含的学生依男女生选择概率编入当前行政班，完成一个行政班的编班；(4)判断已编行政班数量是否与规定的行政班数量相等，若是，则将当前分班次数加1后执行步骤(5)，否则，执行步骤(2)；(5)判断当前分班次数是否小于最大的分班次数，若是，则执行步骤(6)，否则，执行步骤(15)；(6)判断Q＜L是否成立,若是，则执行步骤(9)，否则，执行步骤(7)，其中，Q表示剩余学生中选科情况不属于已编行政班中任意一个班级两科组合类型的学生人数，L表示当前所有次行政班分班中最少的剩余学生人数；(7)将已编行政班中的所有学生归入未分入行政班学生；(8)将已编行政班数量重置为0后执行步骤(2)；(9)处理剩余学生：(9a)从剩余学生中任选一个未选过的学生；(9b)判断所选学生是否满足编入条件，若是，则执行步骤(9c)，否则，执行步骤(9d)；(9c)将所选学生编入行政班后执行步骤(9e)；(9d)将所选学生归入剩余学生后执行步骤(9e)；(9e)判断所有的剩余学生是否都被选过，若是，则执行步骤(10)，否则，执行步骤(9a)；(10)转移已编行政班间的学生：(10a)任选一个已编行政班；(10b)判断所选行政班是否满足接收条件，若是，则执行步骤(10c)，否则，执行步骤(10g)；(10c)从其它的已编行政班中任选一个未选过的学生；(10d)判断所选学生是否满足转出条件，若是，则执行步骤(10e)，否则，执行步骤(10f)；(10e)将所选学生转入所选行政班后执行步骤(10f)；(10f)判断是否选完其它的已编行政班中的所有学生，若是，则执行步骤(10g)，否则，执行步骤(10b)；(10g)将迭代次数加1；(11)判断t＞T是否成立，若是，则将迭代次数置0后执行步骤(12)，否则，执行步骤(9)，其中，t表示迭代次数，T表示剩余学生处理最大迭代次数，参数T的取值范围为50‑100；(12)判断G＜L是否成立,若是，则用G更新L后执行步骤(13)，否则，执行步骤(7)，其中，G表示剩余学生人数，L表示所有次行政班分班中最少的剩余学生人数；(13)将各行政班保存为最好的各行政班；(14)判断所有次行政班分班中最少的剩余学生人数是否为0，若是，则执行步骤(15)，否则，执行步骤(7)；(15)将各行政班更新为最好的行政班分班中的各行政班；(16)调整行政班的男女比例和平均成绩：(16a)从所有行政班中任选一个行政班；(16b)判断所选行政班的男女比例是否高于全校男女比例，若是，则执行步骤(16c)，否则，执行步骤(16g)；(16c)将男女比例低于全校男女比例的行政班作为接收行政班；(16d)从所选行政班中任选一名未选过的男生；(16e)判断所选男生是否满足转移条件，若是，则将所选男生转移到接收行政班后执行步骤(16f)，否则，执行步骤(16f)；(16f)判断所选行政班中的男生是否选完，若是，则执行步骤(16k)，否则，执行步骤(16d)；(16g)将男女比例高于全校男女比例的行政班作为接收行政班；(16h)从所选行政班中任选一名未选过的女生；(16i)判断所选女生是否满足转移条件，若是，则将所选女生转移到接收行政班后执行步骤(16j)，否则，执行步骤(16j)；(16j)判断所选行政班中的女生是否选完，若是，则执行步骤(16k)，否则，执行步骤(16h)；(16k)判断所选行政班的平均成绩是否高于全校平均成绩，若是，则执行步骤(16l)，否则，执行步骤(16n)；(16l)从平均成绩低于全校平均成绩的行政班中任选一个低分行政班；(16m)若所选行政班中的学生成绩高于低分行政班中的学生成绩，且两学生选科情况同时属于两个班的两科组合类型，则将两学生进行交换后执行步骤(16p)；(16n)从平均成绩高于全校平均成绩的行政班中任选一个高分行政班；(16o)若所选行政班中的学生成绩低于高分行政班中的学生成绩，且两学生选科情况同时属于两个班的两科组合类型，则将两学生进行交换；(16p)将迭代次数加1；(17)判断s＞S是否成立，若是，则执行步骤(18)，否则，执行步骤(16)，其中，s示迭代次数，S表示比例调整最大迭代次数，参数S的取值范围为100‑200；(18)划分选考教学班：(18a)创建各科学生集合；(18b)从每个行政班的学生中任选一个未选过的学生；(18c)将所选学生分配到该学生所选的第三门科目对应的学生集合中；(18d)判断是否选完所有行政班中的学生，若是，则执行步骤(18e)，否则，执行步骤(18b)；(18e)根据每门科目对应的学生集合人数和班级人数范围确定每门科目的选考教学班数量；(18f)将每门科目对应的学生集合根据每门科目的选考教学班数量分成每门科目的各个选考教学班；(19)划分学考教学班：(19a)计算各个学生上该生所有选学分开的学考科目所需要的时间段；(19b)构建一个a×b的二维表格，其中，a表示各个学生需要的时间段中最大的一个，b表示所有选学分开的学考科目的数量，表格的行表示选学分开的学考科目的上课时间段，表格的列表示选学分开的学考科目；(19c)从所有行政班中任选一个未选过的学生；(19d)按照表格列固定的学考科目顺序确定所选学生的学考科目的编号；(19e)找到所选学生的学考科目编号表示的行与学考科目表示的列对应的格子；(19f)将所选学生分配到该学生对应的格子；(19g)判断是否选完所有行政班中的学生，若是，则执行步骤(19h)，否则，执行步骤(19c)；(19h)根据每个格子里的学生集合人数和班级人数范围确定各科各时段的学考教学班数量；(19i)将每个格子里的学生集合根据各科各时段的学考教学班数量分成各科各时段的学考教学班；(20)输出最后的行政班、选考教学班和学考教学班。