Algoritma penjadwalan. Tesis: Pengembangan model matematika dan perangkat lunak untuk permasalahan penjadwalan. Algoritma penyesuaian jadwal sekolah

Keheningan menyelimuti, yang dipecahkan oleh Schweik sendiri, sambil menghela nafas:
- ... Harus ada disiplin dalam dinas militer - tanpanya, tidak ada yang akan angkat bicara untuk tujuan tersebut. Letnan utama kami, Makovets, selalu berkata: “Disiplin, bodoh, itu perlu. Tanpa disiplin, Anda akan memanjat pohon seperti monyet. Dinas militer akan membuat Anda keluar dari masyarakat, orang bodoh yang tidak punya otak! Bukankah begitu? Bayangkan sebuah persegi, katakanlah, di Charles Square, dan di setiap pohon duduk seorang prajurit tanpa disiplin apa pun. Ini membuatku sangat takut.
Jaroslav HASHEK PETUALANGAN SCHWEIK SOLDIER YANG BAIK

Jadwal kelas merupakan gabungan ruang dan waktu suatu disiplin ilmu (mata pelajaran), guru (guru), penonton dan kelompok (subkelompok, aliran) siswa.

Rumusan masalah

Saya akan menjelaskan secara singkat.

  • Saat memimpin kelas, ada peserta yang boleh tidak hadir, misalnya pada rapat departemen, siswa biasanya tidak datang, atau siswa pergi ke departemen militer (mereka punya jadwal sendiri), dan untuk jenis itu kelas tidak ada disiplin, guru dan penonton.
  • Biasanya, kesinambungan (tanpa jendela) merupakan persyaratan penting bagi siswa dan sebaiknya bagi guru.
  • Jadwal dapat disusun untuk semester/setengah semester per minggu, dua minggu dan pembilang/penyebutnya (minggu ganjil/minggu genap). Ada juga jadwal bulanan.
  • Kelas harus dapat diatur dalam mode manual (dengan kata lain, dalam editor). Misalnya dewan akademis atau sepasang bos besar, atau bahkan pekerjaan hanya pada orang baik.
  • Harus ada sistem larangan bagi seluruh peserta kelas. Misalnya, sekarang hampir semua guru mendapat uang sampingan (kalau tidak, Anda tidak akan bisa bertahan) atau dana kelas dibagi antar fakultas dan kelas tidak bisa diadakan di sebagian ruang kelas setelah makan siang.
  • Adanya keinginan canggih dari guru, yang satu sehari diberi 5 kelas untuk mengisi hari-hari lain, dan yang satu lagi tidak diberi lebih dari dua kelas sehari, ia kelelahan, dan jika ada perkuliahan, maka satu kelas dan pasti kelas 2 atau 3.
  • Kelas di gedung yang berbeda memerlukan lebih banyak waktu transisi daripada waktu istirahat antar kelas. Kondisi meminimalkan gerakan juga wajar.

Kesimpulan. Terlihat dari pernyataannya, kualitas jadwal baru dapat dinilai setelah disusun secara lengkap. Oleh karena itu, penggunaan algoritma genetika dapat memungkinkan untuk membangun solusi terhadap masalah yang diinginkan dan bahkan memperoleh, dalam arti tertentu, salah satu solusi yang baik. Pada saat yang sama, algoritma genetika dengan cepat menyatu ke optimal di awal, yang berarti praktis tidak ada batasan jumlah data masukan.

Gambar diambil dari sini.

Algoritma genetika

Secara retoris murni, saya akan mengulangi tahapan utama dari algoritma genetika:

  1. Menetapkan fungsi sasaran (kebugaran) bagi individu dalam populasi
  2. Buat populasi awal
  3. (Awal siklus)
    1. Reproduksi (kawin silang)
    2. Mutasi
    3. Hitung nilai fungsi tujuan untuk semua individu
    4. Pembentukan generasi baru (seleksi)
    5. Jika kondisi berhenti terpenuhi, maka akhir perulangan, jika tidak (awal perulangan).

Kesalahan paling umum dalam penggunaan algoritma genetika adalah pada pemilihan gen. Seringkali gen yang dipilih hanyalah solusinya sendiri. Pemilihan gen adalah elemen yang paling tidak sepele dan kreatif saat membuat algoritma genetika. Secara pribadi, saya yakin bahwa pemilihan gen harus memenuhi dua persyaratan dasar berikut.

  1. Berdasarkan kumpulan gen, solusi terhadap masalah yang diinginkan harus dibangun dengan cepat dan jelas.
  2. Apabila disilangkan, keturunannya harus mewarisi sifat-sifat induknya.

Komentar. Kumpulan gen harus menyediakan seluruh rangkaian solusi (mungkin optimal) terhadap masalah. Pada prinsipnya, tidak perlu mengharuskan satu-ke-satu, cukup dengan memetakan gen ke dalam ruang solusi pada(dugaan).

Algoritma penjadwalan

Saya hanya akan menjelaskan gen itu sendiri, algoritma untuk membangun solusi berdasarkan gen tersebut, persilangan dan mutasi.

Bagaimana petugas operator yang berpengalaman membuat jadwal. Kata berpengalaman artinya petugas operator sudah satu kali menyusun jadwal dan mengetahui hambatannya. Misalnya, kurangnya penonton streaming atau kelas komputer dalam jumlah besar. Kursus pertama, karena mereka memiliki banyak kuliah streaming dan sekaligus kelas dalam subkelompok di kelas komputer, Bahasa Inggris/Inggris dari awal/Jerman/Prancis, dll., dan pihak berwenang mengharuskan kursus pertama tidak memiliki jendela dan tidak ada lebih dari dua kuliah per hari dan hari-harinya terisi secara merata. Oleh karena itu, petugas operator yang berpengalaman mengatur “kelas sempit” pertama, kelas untuk pihak berwenang atas permintaan mereka, dan kelas untuk guru yang sangat mengganggu. Kemudian, dengan menggunakan kelas-kelas yang diatur sebagai kerangka, dia dengan cepat menyelesaikan jadwalnya. Mari kita coba meniru proses ini.

Beberapa kelas sudah sesuai jadwal kami, selebihnya akan diberi nomor urut. Kami akan menganggap susunan nomor pekerjaan sebagai genom, meskipun pada prinsipnya hanya urutan pekerjaan yang penting di sini. Untuk membuat jadwal, kami akan mengekstrak nomor kelas secara berurutan dan memasukkan kelas yang dipilih ke dalam jadwal, memenuhi persyaratan yang diperlukan dan memaksimalkan fungsi tujuan untuk siswa, guru, dan penonton (mereka juga memiliki kriteria pekerjaan).
Jika persyaratan yang diperlukan tidak dapat dipenuhi, maka individu dengan genom seperti itu dapat dibuang karena tidak dapat hidup. Jika tidak memungkinkan untuk membuat jadwal, maka Anda dapat mengganti persyaratan yang diperlukan dengan penalti pada fungsi tujuan.

Penyeberangan dapat diatur dengan beberapa cara. Misalnya saja salah satunya. Mari kita memiliki gen berikut

3 1 2 5 6 4 7
2 3 5 7 1 4 6

Di sini terlihat bahwa aktivitas 3 terjadi pada kedua gen hingga posisi 2 inklusif, dan misalnya dari posisi 2 hingga posisi 5 terdapat interval untuk 1 aktivitas. Mari kita buat tanda berikut

_ * * * * _ _ untuk 1 pelajaran
* * * _ _ _ _ untuk pelajaran 2
* * _ _ _ _ _ untuk pelajaran 3
_ _ _ _ _ * _ untuk pelajaran 4
_ _ * * _ _ _ untuk pelajaran 5
_ _ _ _ * * * untuk pelajaran 6
_ _ _ * * * * untuk pelajaran 7

di sini tanda bintang menunjukkan kemungkinan posisi nomor pekerjaan keturunan. Anda dapat memilih dari satu atau lebih solusi yang mungkin sebagai anak atau anak dari orang tua tersebut. Selalu ada solusi dalam memilih gen suatu keturunan, misalnya kedua orang tua sendiri yang memenuhinya. Mari kita tulis ulang tabel melalui kumpulan posisi yang memungkinkan

1 posisi (2, 3)
Posisi ke-2 (1, 2, 3)
Posisi ke-3 (1, 2, 5)
Posisi ke-4 (1, 5, 7)
5 posisi (1, 6, 7)
Posisi 6 (4, 6, 7)
7 posisi (6, 7)

Untuk membangun solusi, Anda dapat menggunakan algoritma berikut. Pertama kita akan memasukkan jumlah kelas yang kurang umum. Jika kita mengurutkannya dalam urutan menaik, kita akan mendapatkannya
1 kali 4
2 kali 3,5
3 kali 2, 6
4 kali 1, 7
Oleh karena itu, pertama-tama kita letakkan pelajaran 4 di posisi ke-6, kemudian pelajaran 3 atau 5 masing-masing di posisi (1, 2) atau (3, 4). Di setiap langkah Anda bisa melempar sekotak korek api. Sebagai hasilnya, Anda bisa mendapatkan, misalnya, langkah-langkah berikut untuk algoritma penyeberangan

* * * * * 4 *
3 * * * * 4 *
3 * * 5 * 4 *
3 * * 5 * 4 6
3 * 2 5 * 4 6
3 * 2 5 7 4 6
3 1 2 5 7 4 6

Karena ada kemungkinan urutan yang benar tidak dapat dibangun, sebaiknya algoritma disusun dalam bentuk rekursi sederhana agar dapat mengulangi algoritma tersebut, yaitu. mengatur beberapa pencarian.

Mutasi dapat diatur secara sederhana dengan mengatur ulang nomor pekerjaan secara acak.

Kesimpulan

Ini adalah kelanjutan, dalam arti tertentu, dari postingan saya Program penjadwalan kelas di universitas dan Menghitung beban kerja untuk departemen.

Saya kembali mengusulkan solusi berikut (sketsa).

  • GUI di PyQt atau PySide
  • DBMS PosgreSQL (saya sudah menyiapkan sekitar 80% di sini), selain jadwalnya sendiri, juga berisi aplikasi dan beban kerja guru, kurikulum dan banyak lagi (untuk tujuan ini saya akan menerbitkan satu atau lebih topik)
  • antarmuka web di CherryPy+Cheetah (tetapi ini bisa didiskusikan)
  • ekspor laporan apa pun (jadwal, kartu tugas pelatihan, dll.) dalam format OpenDocument (GOST R ISO/IEC 26300-2010. Gosstandart Rusia (01/06/2011)) melalui ODFPY
  • algoritma penjadwalan dari saya (topik ini tentang itu)
  • produksi dari saya
  • bagi mereka yang tertarik, kerjakan inti yang sama
  • bagi yang berminat, adaptasi dengan universitasnya sendiri dan kemampuan mengubah segalanya secara fleksibel, hidup terus berjalan, dan pejabat tidak tidur

Terima kasih kepada semua orang yang merespons, setelah membahas topik ini akan dimungkinkan untuk menjadi terorganisir.

Baru-baru ini, topik penjadwalan kelas muncul di sini, dan saya ingin berbicara tentang pengalaman saya dalam membangun algoritma penjadwalan untuk sebuah universitas, atau lebih tepatnya, lebih banyak tentang heuristik yang saya gunakan.

Belum lama ini pada tahun 2002, ketika saya lulus dari sebuah universitas (MESI cabang Yaroslavl), dengan jurusan “Informatika Terapan di bidang Ekonomi,” saya dihadapkan pada tugas untuk memilih tesis. Daftar topik yang diusulkan sangat menyedihkan, sebagian besar merupakan pengembangan database yang membosankan. Pada prinsipnya, saya dapat mengambil beberapa perkembangan saya yang ada sebagai dasar, seperti yang disarankan oleh kepala sekolah. departemen, tapi darahku mendidih, aku ingin melakukan sesuatu yang menarik dan baru untuk diriku sendiri. Saya mengusulkan kepada manajer topik penjadwalan, terutama karena saya bekerja di layanan TI sebuah universitas, dan saya bertanggung jawab atas sistem KIS UZ (Sistem Informasi Terpadu Manajemen Institusi Pendidikan), produk dari perusahaan Yaroslavl. KIS UZ bagus, tapi dia sendiri tidak bisa membuat jadwal. Selain itu, dengan ini saya mengejar tujuan untuk melakukan sesuatu yang bermanfaat, tetapi ternyata tidak ada upaya untuk mengimplementasikannya, mungkin setidaknya menerbitkannya di Habré akan bermanfaat bagi seseorang.

Oleh karena itu, perlu diajarkan komputer untuk membuat jadwal kelas mingguan, dan sebaik mungkin. Menyadari besarnya ruang pencarian, saya tidak menetapkan tujuan untuk menemukan opsi terbaik. Pertama, Anda perlu menentukan kelas apa, dan apa yang baik dan apa yang buruk. Model berikut dipilih, yang memiliki data masukan berikut:
- jumlah hari dalam seminggu
- jumlah kelas per hari
- daftar guru
- daftar grup, subgrup, dan utas
- jumlah penonton menurut tipe tertentu
- sekumpulan kelompok tugas (kegiatan):

  • kelas
  • guru
  • benang atau kelompok
  • tipe audiens
  • jumlah kelas dalam kelompok kelas ini
  • waktu, jika sutradara ingin “secara kaku” mengatur kegiatan ini pada waktu tertentu
Prosesnya harus mengatur kelas-kelas pada grid waktu - jadwal. Ada 4 parameter yang terlibat dalam evaluasi jadwal - jumlah “jendela” dalam jadwal kelompok dan guru, pemerataan kelas dalam beberapa hari untuk kelompok dan guru. Pentingnya parameter ini ditentukan oleh sutradara. Awalnya saya ingin menerapkan metode analisis hierarki dalam fungsi tujuan, tetapi saya harus memperkenalkan perbandingan berpasangan dari parameter-parameter ini, jadi saya puas dengan fungsi linier.

Kalau ruang kelas saya sederhanakan, hapus dari jadwal, jadikan batasan, saat mencari, jumlah ruang kelas kosong pada waktu tertentu diperhitungkan. Setelah membuat jadwal tepat waktu, penonton pun diatur. Secara umum, ini adalah model sederhana yang saya uraikan. Saya bereksperimen sedikit dengan algoritma genetika, membuat sketsa program berdasarkan perpustakaan pada siang hari, tetapi saya tidak menyukai hasilnya, dan tanpa berpikir dua kali, saya beralih ke algoritma lain. Saya pikir hasil buruknya adalah karena pendekatan saya yang tidak berdasar; kemungkinan besar, saya tidak berhasil mengkodekan model dalam istilah GA. Saya mulai memikirkan tentang metode cabang dan terikat. Ruang pencarian adalah sebuah pohon, dimana sebuah level mewakili sebuah pekerjaan dan sebuah cabang mewakili sebuah elemen grid waktu. Jadwal dianggap sebagai jalur dari akar pohon ke salah satu simpul gantung. Dalam perjalanannya, dalam proses percabangan, kemungkinan dan kelayakan bypass diperiksa berdasarkan berbagai kriteria: kesibukan guru, kelompok, penilaian. Melewati pohon, secara alami, secara mendalam. Di setiap level ada sel grid gratis untuk tugas saat ini. Jika direktur telah “secara kaku” menugaskan tugas tertentu untuk waktu tertentu, maka satu cabang yang sesuai dengan waktu tertentu akan dibangun. Selanjutnya, melewati sepanjang cabang, ditemukan perkiraan batas atas (plus, kontrol dilakukan untuk kehadiran penonton gratis jenis ini), dan jika perkiraan batas atas lebih tinggi dari perkiraan jadwal terbaik ditemukan saat ini (dan jika ada audiens gratis jenis ini), maka kita melalui cabang, jika tidak kita lanjutkan ke cabang berikutnya. Dalam metode cabang dan batas, kunci dan poin penting adalah algoritma untuk mencari estimasi batas atas. Tanpa basa-basi lagi, saya menilai jadwal tidak lengkap saat ini dan membandingkannya dengan jadwal terbaik yang ditemukan saat ini. Karena selanjutnya estimasi jadwal yang tidak lengkap akan menjadi lebih buruk, maka jika sudah lebih buruk dari estimasi jadwal terbaik, maka cabang tersebut ditolak. Jadi, setelah memprogram semuanya, menyiapkan data (saya mengambilnya dari sistem berdasarkan data nyata), saya meluncurkannya di malam hari dan pulang. Di pagi hari, ketika saya mulai bekerja, saya mengunggah yang terbaik dari miliaran jadwal yang ditemukan ke UZ CIS, tetapi tidak mungkin untuk melihatnya tanpa air mata. Saya kecewa, sedih dan tidak tahu apa yang harus saya lakukan selanjutnya. Di malam hari saya pergi bersama teman-teman untuk minum bir, dan sekarang saya berdiri di halte, mabuk dan menunggu trem terakhir, dan di kepala saya hanya ada pohon, cabang, batas, perkiraan... dan kemudian fajar menyingsing pada saya bahwa entah bagaimana di setiap tingkat, ketika menentukan cabang, mengurutkannya, memastikan bahwa opsi-opsi tersebut didahulukan yang lebih mungkin menjadi bagian dari jadwal terbaik dibandingkan yang lain. Tapi bagaimana cara melakukan ini? Pikiran itu muncul ketika saya sudah menghabiskan rokok kedua saya. Pertama-tama, penting untuk membuat jadwal ideal Anda sendiri untuk setiap subjek jadwal, dan untuk setiap cabang, menghitung tingkat penyertaan dalam jadwal ini, dan mengurutkannya berdasarkan itu. Di pagi hari saya berjalan ke tempat kerja lebih cepat dari biasanya, sambil menggambar detail teknis di kepala saya; saat makan siang, heuristik sudah terpasang, hasilnya terlihat cukup baik di UZ CIS, dan saya tersenyum selama sisa setengah hari kerja .

PS. Belakangan, ketika saya mendengar tentang PageRank, saya mengira ada sesuatu yang mirip dengan heuristik ini.

Misalkan ada satu set N prosesor yang identik, ditunjuk, dan m tugas independen
yang perlu diselesaikan. Prosesor dapat bekerja secara bersamaan, dan tugas apa pun dapat dijalankan pada prosesor mana pun. Setelah pekerjaan dimuat ke dalam prosesor, pekerjaan itu tetap berada di sana hingga akhir pemrosesan. Waktu Pemrosesan Pekerjaan diketahui dan setara
Atur pemrosesan tugas sedemikian rupa sehingga seluruh rangkaian tugas diselesaikan secepat mungkin.

Sistem bekerja sebagai berikut: prosesor gratis pertama mengambil tugas berikutnya dari daftar. Jika dua atau lebih prosesor dibebaskan secara bersamaan, maka prosesor dengan nomor terendah akan menjalankan tugas berikutnya dari daftar.

Contoh. Misalkan ada tiga prosesor dan enam pekerjaan, waktu eksekusi masing-masing sama dengan:

Pertimbangkan jadwalnya Pada saat awal waktu T=0, prosesor mulai memproses pekerjaan , prosesor - tugas , dan prosesor - tugas . CPU menyelesaikan tugas pada suatu saat
, sedangkan prosesor Dan masih mengerjakan tugas aslinya. Pada T=3 CPU menyelesaikan tugasnya lagi dan mulai memproses tugas , yang berakhir saat ini T=4. Kemudian dia mulai menyelesaikan tugas terakhir . Prosesor Dan menyelesaikan tugas kapan T=5, tapi karena daftarnya L kosong, mereka berhenti. CPU menyelesaikan tugas pada T=12. Jadwal yang dipertimbangkan diilustrasikan pada Gambar 1. diagram waktu yang dikenal sebagai Bagan Gantt. Tentu saja jadwalnya tidak maksimal. Anda dapat “memilih”, misalnya, jadwal yang memungkinkan Anda menyelesaikan semua tugas T* = 8 satuan waktu (Gbr. 2.).

Sekarang mari kita lihat jenis masalah penjadwalan lainnya untuk sistem multiprosesor. Daripada menanyakan penyelesaian tercepat suatu kumpulan tugas untuk sejumlah prosesor tertentu, sekarang kita mengajukan pertanyaan tentang jumlah minimum prosesor yang dibutuhkan untuk menyelesaikan serangkaian tugas tertentu dalam waktu tetap. . Tentu saja sudah waktunya akan memakan waktu tidak kurang dari waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas yang paling padat karya.

Dalam rumusan ini, masalah penjadwalan setara dengan masalah pengepakan berikut. Biarkan setiap prosesor sesuai dengan kotaknya ukuran . Biarkan setiap tugas cocok dengan ukuran barang , sama dengan waktu pelaksanaan tugas , Di mana
Sekarang, untuk menyelesaikan masalah penjadwalan, Anda perlu membangun sebuah algoritma yang memungkinkan Anda menempatkan semua item dalam jumlah kotak minimum. Tentu saja, Anda tidak dapat mengisi kotak melebihi kapasitasnya. , dan objek tidak dapat dipecah menjadi beberapa bagian.

literatur

1. T. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest

Algoritma: konstruksi dan analisis. M.: MTsNMO, 2000.

2. D. Knuth The Art of Programming, volume 1. Algoritma dasar. Uch. desa M.: Ed. Rumah Williams, 2000.

3. Wirth N. Algoritma dan struktur data.: Per. Dari bahasa Inggris - M.: Mir, 2001.

4. Khusainov B.S. Struktur dan algoritma untuk pemrosesan data. Contoh pada

bahasa C Buku pelajaran uang saku. M: Keuangan dan Statistik, 2004.

5. A. Aho, J. Hopcroft, J. Ullman, Struktur data dan algoritma M: St. Petersburg: Kyiv: Williams, 2001.

Jadwal pelajaran mengatur ritme kehidupan sekolah, pekerjaan dan istirahat siswa serta guru.
Efektivitas seluruh proses pendidikan sangat bergantung pada kualitasnya.

Kelayakan pelajaran dan jadwal sekolah

Rezim pendidikan sekolah harus sesuai dengan kemampuan fungsional siswa. Volume, isi dan pengorganisasian proses pendidikan harus memastikan keadaan tubuh di mana rasa lelah akan hilang sepenuhnya selama waktu istirahat.

Kriteria utama penilaian pembelajaran ditinjau dari kemampuan fungsional siswa adalah kesulitan dan kebosanan. Kelelahan ditandai dengan adanya perubahan kinerja, dan kesulitan mata pelajaran ditandai dengan tingkat kinerja, yaitu derajat penguasaan materi pendidikan. Oleh karena itu, kedua faktor tersebut perlu dipertimbangkan secara seimbang saat menjadwalkan.

Dalam aspek hukum, permasalahan penyusunan jadwal sekolah tercermin dalam persyaratan higienis baru dalam penyusunan jadwal, yang didasarkan pada data penelitian ilmiah modern tentang bioritmologi kinerja mental dan tabel kesulitan mata pelajaran oleh I.G. Sivkova. Namun, bagi wakil direktur sekolah yang menyusun jadwal, penting untuk tidak hanya mengetahui betapa sulitnya mata pelajaran tersebut, tetapi juga membayangkan kuatnya pengaruh melelahkan dari pelajaran suatu mata pelajaran tertentu terhadap kesehatan siswa. . Sayangnya, tabel kesulitan I.G. Sivkova tidak memperhitungkan komponen pelatihan seperti mata pelajaran yang membosankan, yang terutama mempengaruhi kesehatan siswa.

Penelitian modern memberikan wawasan tentang hubungan antara kebosanan dan kesulitan mata pelajaran, meskipun pada beberapa mata pelajaran indikator ini sangat bervariasi. Representasi ini memungkinkan untuk menggabungkan dua indikator menjadi satu - penerimaan item. Oleh karena itu, tabel I.G. Sivkov, dimungkinkan untuk mengusulkan alternatif - skala penerimaan mata pelajaran, yang akan mempertimbangkan komponen kesulitan dan kebosanan pembelajaran, serta karakteristik masing-masing lembaga pendidikan dan kurikulum setiap kelas.

Skala akseptabilitas terdiri dari kolom “Item berdasarkan peringkat”, yang berisi item-item yang peringkatnya diperoleh berdasarkan hasil diagnosa tingkat kesulitan dan kebosanannya dengan menggunakan metode penilaian ahli - algoritmanya disajikan pada Lampiran 1. skala yang diusulkan memiliki struktur yang konstan, tetapi isinya bervariasi (lihat tabel 1).

Tabel 1

Perkiraan Skala Penerimaan Item

Terlihat pada Tabel 1, skalanya terdiri dari lima kelompok kesulitan. Setiap kelompok memiliki skor - ini adalah komponen skala yang konstan dan tidak dapat diubah. Konten (yaitu kumpulan item) dari setiap kelompok dapat berubah tergantung pada hasil diagnostik. Ini mewakili bagian variabel dari skala.

Di sekolah menengah No. 618 di St. Petersburg, kami menerima skala penerimaan mata pelajaran berikut (lihat Tabel 2).

Meja 2

Skala Penerimaan Barang

Algoritma penjadwalan

Karena setiap lembaga pendidikan mempunyai penerimaan mata pelajarannya masing-masing, pembaca tidak boleh meniru skala satu-ke-satu yang diberikan. Disarankan untuk mendiagnosis tingkat kesulitan dan kebosanan mata pelajaran di sekolah Anda dengan menggunakan metode penilaian ahli.

Selain itu, ketika menyusun jadwal, masuk akal untuk dipandu oleh tabel peringkat tingkat kinerja siswa di kelas yang berbeda dalam pelajaran yang berbeda selama minggu sekolah (lihat Lampiran 2).

Kami telah membuat algoritme untuk membuat jadwal berbasis fisiologis yang mempertimbangkan persyaratan kebersihan yang realistis. Algoritma ini dapat digunakan untuk membuat jadwal pendidikan baik di sekolah dengan jumlah kelas dua dan tiga yang banyak, maupun di lembaga pendidikan yang relatif kecil. Algoritma ini ditujukan untuk spesialis yang membuat jadwal tanpa menggunakan program komputer.

Saat menggunakan program otomatis, disarankan untuk menyusun objek menggunakan program otomatis secara bertahap berdasarkan algoritma yang diusulkan. Seperti yang ditunjukkan oleh praktik, program ini hanya dapat digunakan sebagai alat bantu untuk:

  • penataan awal benda, dilanjutkan dengan penyelesaian manual;
  • menyimpan informasi dan mencetaknya.

Setelah pembagian objek secara otomatis (program, sebagai suatu peraturan, mengatur dari 40 hingga 70%), hampir tidak mungkin untuk memperhitungkan persyaratan higienis untuk jadwal pelajaran, karena tidak hanya diperlukan untuk mengirimkan sisa objek yang tidak diatur. , tetapi juga mengubah secara signifikan (hingga 60%) pengaturan otomatis objek sesuai dengan prinsip “hanya mengaturnya”.

Oleh karena itu, ketika menggunakan program komputer untuk membuat jadwal yang rasional, dengan mempertimbangkan persyaratan higienis dan pedagogis yang realistis, dan spesifikasi lembaga pendidikan, perlu untuk mengatur mata pelajaran secara bertahap menggunakan algoritma yang diusulkan di atas. Dalam hal ini, setiap tahapan penataan sekelompok benda harus diakhiri dengan finishing manual dengan fokus pada persyaratan di atas. Ini akan memungkinkan Anda membuat jadwal yang lebih rasional dan, jika mungkin, memperhitungkan semua kondisi yang diperlukan.

Tata cara perubahan jadwal

Algoritma penyesuaian jadwal sekolah

Jika Anda perlu mengubah jadwal selama tahun ajaran, yang cukup sering terjadi, Anda perlu bekerja dengan tata letak meja. Untuk mengubah jadwalnya, Anda perlu melakukan perhitungan dan penataan ulang berikut.

Metode pembuatan jadwal yang diusulkan tidak memakan waktu lebih lama dari biasanya, tetapi memungkinkan Anda membuat jadwal dengan benar, yaitu:

  • membuat skala penerimaan mata pelajaran (kesulitan dan kebosanan) sendiri untuk menciptakan jadwal sekolah yang lebih rasional;
  • menyimpan sejumlah besar informasi yang diperlukan di hadapan wakil direktur sekolah;
  • mendistribusikan pelajaran secara merata untuk setiap hari (hindari jumlah pelajaran ketujuh yang berlebihan);
  • memulai semua kelas dari pelajaran pertama, yang memungkinkan pembelajaran dalam ritme yang sama, karena siswa akan memulai hari sekolah pada waktu yang sama setiap hari;
  • mengatur tingkat kesulitan hari sekolah tergantung pada dinamika kinerja mingguan anak sekolah;
  • mengatur pelajaran tanpa "jendela" atau dengan jumlah minimum, yang memungkinkan Anda menjaga ritme kerja guru dan menciptakan lingkungan kerja yang mendukung;
  • secara rasional mengganti objek dari arah yang berbeda;
  • mengatur pelajaran ganda yang diperlukan secara rasional;
  • cepat mengubah dan menyesuaikan jadwal karena kebutuhan produksi.

Selain itu, cara ini tidak memerlukan kertas kosong yang banyak (tabel tambahan, apalagi jika sekolah tersebut memiliki banyak kelas kelas dua dan tiga (30 atau lebih).

Untuk menyiapkan jadwal berkualitas tinggi yang sesuai dengan kemampuan lembaga pendidikan tertentu, perlu dilakukan diagnosis sendiri mengenai tingkat kesulitan dan kebosanan mata pelajaran di setiap paralel. Siswa harus menjadi ahli dalam hal ini, karena tidak ada yang bisa mengatakan lebih baik dari mereka mata pelajaran mana yang sulit dan membosankan.

Kriteria penilaian higienis jadwal sekolah

1. Banyaknya kelas sekolah dasar adalah ______.

2. Jumlah kelas pada sekolah dasar dan menengah adalah ___________.

3. Jumlah ruang kelas yang digunakan untuk pelajaran – ___________.

4. Ketersediaan skala penerimaan institusi pendidikan Anda:

5. Memperhatikan skala akseptabilitas mata pelajaran dalam kurikulum sekolah:

6. Pembagian pelajaran per hari bagi siswa :

7. Semua kelas memulai pembelajarannya dengan pelajaran pertama:

8. Pergantian rasional subjek dengan arah dan kompleksitas berbeda:

9. Kesesuaian kinerja siswa sesuai jadwal (dinamika mingguan):

10. Penataan pelajaran yang rasional bagi guru:

11. Jumlah maksimum pelajaran per guru per hari:

a) maksimal 4 pelajaran – untuk____ guru – ______ (%);

b) pelajaran 5 dan 6 - ____ guru - _____ (%);

c) 7 pelajaran atau lebih - ___ guru - ___ (%).

12. Hari metodis yang tersedia (sebutkan jumlah guru):

a) dengan beban kerja hingga 24 jam seminggu – untuk____ guru;

b) dengan beban kerja 25 sampai 30 jam per minggu – untuk ___ guru;

c) dengan beban kerja lebih dari 30 jam seminggu – untuk___ guru.

  1. Siapkan set dengan nama benda dari kelas 5 sampai kelas 11.
  2. Sediakan kepada siswa satu set kartu nama mata pelajaran dan lembar jawaban.
  3. Tawarkan untuk memilih kartu dengan nama mata pelajaran yang dipelajari di kelas ini (menggunakan buku harian).
  4. Memperjelas konsep “kesulitan” benda.
  5. Tawarkan untuk secara mandiri menentukan tingkat kesulitan setiap mata pelajaran berdasarkan peringkat, mis. menyusun kartu-kartu dalam urutan tingkat kesulitan mata pelajaran (letakkan kartu dari atas ke bawah, yaitu yang pertama di atas adalah kartu dengan mata pelajaran yang paling sulit, di bawah adalah yang paling sulit, dll.).
  6. Tuliskan susunan soal yang dihasilkan pada lembar jawaban.
  7. Setelah itu menganalisis dan memperjelas konsep “melelahkan” suatu benda.
  8. Lakukan prosedur pemeringkatan serupa dan tuliskan perataan yang dihasilkan pada lembar jawaban.
  9. Kumpulkan dan olah lembar jawaban (lihat formulir tabel ringkasan di bawah).

– dimana: mk – nilai rata-rata mata pelajaran pada satu kelas;

n – jumlah kelas paralel yang dipelajari;

atau dengan rumus:

– dimana: Mk – jumlah poin dalam suatu mata pelajaran dalam satu kelas;

n – jumlah siswa paralel yang sama yang berpartisipasi dalam penelitian.

Misalnya di kelas 7 paralel ada lima kelas, 130 orang ikut diagnosa. Jumlah poin dalam bahasa Rusia secara paralel adalah 469. Kami mengganti angka-angka tersebut ke dalam rumus:

Menikahi. B. pr.= (469/130) = 3,61 – nilai rata-rata bahasa Rusia di kelas 7 adalah 3,61, anak-anak menganggap mata pelajaran ini cukup sulit.

Dengan cara yang sama, skor rata-rata setiap mata pelajaran dalam hal kelelahan dihitung secara terpisah.

Skor penerimaan rata-rata untuk setiap mata pelajaran kemudian ditemukan. Untuk melakukan ini, dua indikator dijumlahkan: rata-rata skor kesulitan dan rata-rata skor kebosanan, kemudian hasilnya dibagi 2. Ini menghasilkan skor rata-rata penerimaan subjek.

Berdasarkan data yang diperoleh, disusun tabel individual kelayakan mata pelajaran pada lembaga pendidikan tertentu untuk setiap paralel.

Formulir tabel pivot untuk memproses respons

Lampiran 2

Pemeringkatan jam belajar selama seminggu
tergantung pada tingkat kinerja siswa di kelas yang berbeda

1 – jam yang paling disukai; 10 – yang paling tidak menguntungkan.

6–7 – penurunan tingkat kinerja (jam yang tidak menguntungkan untuk melaksanakan pelajaran).

8–10 – tingkat kinerja yang rendah (jam yang tidak menguntungkan untuk melaksanakan pelajaran).

Tabel distribusi beban kerja mingguan guru

Lampiran 3

Teknologi pelaksanaan tata letak tabel jadwal pelajaran

Untuk menyelesaikan tata letak, Anda perlu mempersiapkan:

  • 4 lembar karton (ketebalan 1–2 mm, tinggi – 42 cm, lebar – 22 cm; tinggi baris – 0.8 cm, lebar kolom – 1 cm)*;
  • 4 lembar kertas berwarna (lebih disukai warna terang) dengan kepadatan 200 g/cm dan dimensi serupa dengan lembaran karton;
  • pita transparan lebar;
  • lederin (kertas vinil) untuk merekatkan karton ke dalam map (lebar pita 4–5 cm; panjang 49–50 cm);
  • Lem PVA (cukup kuat, seperti “silakra”).

Algoritma eksekusi tata letak

1. Rekatkan lembaran karton ke dalam “kulit kerang”:

2. Tempatkan semua informasi yang diperlukan untuk membuat jadwal pada satu lembar kertas berwarna (tempatkan pada selembar karton No. 1); contoh: tabel di hal. 27.

3. Pada dua lembar kertas berwarna berikutnya, gambarlah sebuah kotak, tiga hari pada setiap lembar, 7 sel untuk setiap hari (letakkan pada lembar karton ke-2 dan ke-3).

4. Pada lembar ke-4, gambarlah kotak yang berkesinambungan tanpa membagi menjadi beberapa hari (sel berukuran sama).

5. Tutupi lembaran yang sudah dialasi dengan selotip agar tidak sobek saat sel dipotong.

6. Buat celah pada sel dengan ukuran 0,5–0,6 cm.

7. Rekatkan lembaran kertas di sepanjang sisi lembaran karton ke “kulit kerang” yang sudah jadi. Tata letaknya sudah siap.

8. Buatlah tag warna-warni secara terpisah dengan huruf kelas (A ke-5, G ke-7, dst.), jumlahnya berdasarkan beban kerja 5 atau 6 hari seminggu + tambahan untuk pelajaran yang kelasnya dibagi. menjadi subkelompok. Ukuran label: lebar – 8 mm; tinggi – 15 mm.

9. Siapkan label warna apa saja tanpa tulisan huruf nilai untuk menghitung beban kerja mingguan setiap guru. Dimensi: lebar 5 mm; tinggi 12–14mm.

Tata letak ini nyaman digunakan, karena semua informasi yang diperlukan selalu ada di depan mata wakil direktur. Dapat dilipat menjadi folder sehingga mudah dibawa. Dalam hal ini, tag akan ditahan di slot.

Informasi diperlukan untuk membuat jadwal

___________ *Ukuran lembaran karton bersifat individual, karena... Setiap sekolah memiliki jumlah guru yang berbeda, jam kerja yang berbeda (5 dan 6 hari sekolah dalam seminggu). Kami menyarankan ukuran jadwal berdasarkan minggu sekolah 6 hari dan sekolah dengan 50-55 guru.

Memuat...Memuat...