基于概率启发式技术的中学生选科编班方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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，本发明专利技术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。

A Class-making Method for Selecting Subjects for Middle School Students Based on Probabilistic Heuristic Technology

【技术实现步骤摘要】
基于概率启发式技术的中学生选科编班方法
本专利技术属于物理
，更进一步涉及信息处理
中的一种基于概率启发式技术的中学生选科编班方法。本专利技术可用于对中学学生按照其所选科目进行编班，经过对行政班之间的男女比例和成绩调整得到均衡的行政班。
技术介绍
自2014年教育部新高改意见发布以来，全国各地各省市陆续进入新高考模式，学生自主的从物理、化学、生物、政治、历史、地理和技术这7门科目(部分省市是6门科目，没有技术)中选择三门作为选考科目，剩下没选的科目是学考科目，共有35(20)种选科组合，在如此多选科组合的情况下，绝大部分学校在教室和老师资源的限制下倾向于固二走一的分班模式，即由有两门选考科目相同的学生组成一个行政班，每位学生剩下的一门科目到相应的选考教学班上课。但是每个班级可能的固二类型有21(15)种，每个学生的固二类型也有3种，所以要找到全校各个行政班的两科组合类型以及学生分配组合、使得班级人数在规定范围之内并且学生尽可能多的分到行政班里，这是十分困难的，并且当学生数量和班级数量增加时，编班组合的搜索空间成指数增长。上海亿阁信息科技有限公司在其申请的专利文献“一种新高考选科排课人工智能分班算法”(申请号：201810669894.1公开号：CN108846786A)中公开了一种人工智能分班方法。该方法首先使各组合分班数和行政班数相同，然后将待分配人数和每个班的空位数进行组合分配，最后将将各科目的选科人数分配到对应科目班。该方法存在的不足之处是：该方法受数据欺骗性很大，由该方法得到的分班结果存在大量学生不能分入班级的缺点，并且分得的班级之间性别比例、成绩比例等差距较大。陈上仁在其申请的专利文献“一种学生选科报名编班方法及系统”(申请号：201810722508.0公开号：CN108961117A)中公开了一种学生选科报名编班方法及系统。该方法首先标定编班组合和普通组合，然后根据编班组合人数进行编班，最后如有人数不够组成一个班级，则从普通组合里面按一定优先级抽取学生组成班级。该方法存在的不足之处是：该方法没有进行班级的选择和调整，班级之间差距大，并且会出现部分班级只能固定一门科目的情况，对后续排课影响很大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于概率启发式技术的中学生选科编班方法，充分利用学生的选科信息，采用概率选择的方式，提高获得合理分班的可能性，得到所有班级都有两科相同选考科目的分班结果。实现本专利技术目的的思路是：统计各种两科组合类型的人数，利用轮盘赌选择方法从人数最多的几种里选择一种，固定为一个行政班的两科组合类型，然后依男女生选择概率将该两科组合类型里的学生分配到班级，编成一个行政班，重复上诉步骤，得到所有行政班的分班，重复编班多次，将剩余人数最少的一次编班作为行政班编班结果，对编班结果进行男女比例调整和性别比例调整得到最后的行政班分班结果，然后再划分各教学班。实现本专利技术目的的具体步骤如下：(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(本文档来自技高网...

【技术保护点】
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Cn

【技术特征摘要】
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Cn2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(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，徐周武，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61