新高考智能分班方法、系统、计算机设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种新高考智能分班方法、系统、计算机设备及存储介质，所述方法包括：读取学生的基本信息，并随机安排到初始分班表中，得到第一分班表；将所有第一分班表视为种群，每张第一分班表视为种群内的一个染色体，将每一代的种群进行适应度最优排序，对于每一代的X个染色体中，选择排名靠前的Y个染色体；对选择操作后的第一分班表进行交叉操作，得到第二分班表；计算第二分班表的适应度，若第二分班表符合设定的分班类型，则直接将第二分班表作为最佳分班表输出；否则，继续进行选择操作和交叉操作，不断循环迭代，直到符合设定的分班类型，输出最佳分班表。本发明专利技术通过测试表明进行行政班和教学班的分班可以满足学校的实际需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
新高考智能分班方法、系统、计算机设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及一种新高考智能分班方法、系统、计算机设备及存储介质，属于智能分班


技术介绍

[0002]如何基于选科结果制定符合学校有限资源走班教学模式，给教务人员带来了巨大的挑战，单单依靠人工计算进行合理规划分班将变得异常困难。
[0003]在实际教学中，如何将一批学生进行合理的分班，一直以来就是教务工作的痛点，当新高考制度颁布之后，不仅仅要满足分数和男女比例的均衡，还要根据学校的要求进行选科组合的优化组合和走班教学班的分班。传统的人工方法中，不仅仅需要花费教务员大量的工作时间，而且一旦行政班和教学班的分班结果确定，由于教学班与行政班存在关联关系，后续调整也将变得特别不方便。
[0004]近些年来，有一大批学者为了解决教务人员的难题，将各种不同的算法应用于走班的分班，例如动态规划算法、贪心算法、蚁群算法、模拟退火算法等等。不过以上的传统算法在针对新高考的行政班与教学班的分班实际应用中，效果欠佳。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种新高考智能分班方法、系统、计算机设备及存储介质，其应用于新高考的行政班和教学班的分班，借助计算机强大的计算力，能够解决针对新高考政策下的走班分班难题，通过测试表明进行行政班和教学班的分班可以满足学校的实际需求。
[0006]本专利技术的第一个目的在于提供一种新高考智能分班方法。
[0007]本专利技术的第二个目的在于提供一种新高考智能分班系统。
[0008]本专利技术的第三个目的在于提供一种计算机设备。
[0009]本专利技术的第四个目的在于提供一种存储介质。
[0010]本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0011]一种新高考智能分班方法，所述方法包括：
[0012]读取学生的基本信息，并随机安排到初始分班表中，得到第一分班表；
[0013]将所有第一分班表视为种群，每张第一分班表视为种群内的一个染色体，将每一代的种群进行适应度最优排序，对于每一代的X个染色体中，选择排名靠前的Y个染色体；
[0014]对选择操作后的第一分班表进行交叉操作，得到第二分班表；
[0015]计算第二分班表的适应度，若第二分班表符合设定的分班类型，则直接将第二分班表作为最佳分班表输出；否则，继续进行选择操作和交叉操作，不断循环迭代，直到符合设定的分班类型，输出最佳分班表。
[0016]进一步的，所述读取学生的基本信息，并随机安排到初始分班表中，得到第一分班表，具体包括：
[0017]将学生学号作为唯一键值，通过该键值找到该学生的基本信息；
[0018]采取一个随机算法，将学生的顺序打乱；
[0019]根据班级数量和每班最大人数，进行随机初始化，将每个学生的学号填入初始分班表中，得到第一分班表。
[0020]进一步的，所述对选择操作后的第一分班表进行交叉操作，具体包括：
[0021]在选择操作后的第一分班表中，任取两个班级，并在这两个班级中任取两个学生进行交换。
[0022]进一步的，所述适应度采用适应度函数计算，该适应度函数如下式：
[0023][0024]其中，ω
i
为每个适应度函数的权重，其大小由约束的优先级决定，f
i
为每个约束的适应度评价函数，如下式：
[0025][0026]其中，N
i
为每个约束在染色体中出现的次数，为惩罚因子。
[0027]进一步的，所述约束包括分数约束、男女比例约束、信息熵约束和分班类型约束，其中：
[0028]所述分数约束是指根据学生输入的参考分数，设定一个分数阈值；
[0029]所述男女比例约束是指通过设定一个男女比例阈值，控制每个班级的男女比例；
[0030]所述信息熵约束是指利用信息熵计算每个班级选科组合的混乱程度，捕捉每个班级的选科组合统计结果；
[0031]所述分班类型约束是指设定分班类型。
[0032]进一步的，所述利用信息熵计算每个班级选科组合的混乱程度，捕捉每个班级的选科组合统计结果，如下式：
[0033][0034]其中，H为信息熵，n为总个数，P
i
为物理、化学、生物、历史、地理和政治六科中，每科出现的概率。
[0035]进一步的，所述分班类型包括定一走二、定二走一和三科优先，其中：
[0036]定一走二是指在三科选科中，班级的每个学生其中一科无需走班上课，剩下两科需到指定走班教室上课；
[0037]定二走一是指在三科选科中，班级的每个学生其中两科无需走班上课，剩下一科需到指定走班教室上课；
[0038]三科优先是指首先将选科组合一样的学生尽可能多的分在同一个班级，保证这些学生不需走班上课，然后将剩下的学生进行分班，而剩下的学生，基本选科科目都需要进行走班上课。
[0039]本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0040]一种新高考智能分班系统，所述系统包括：
[0041]随机安排模块，用于读取学生的基本信息，并随机安排到初始分班表中，得到第一分班表；
[0042]选择模块，用于将所有第一分班表视为种群，每张第一分班表视为种群内的一个染色体，将每一代的种群进行适应度最优排序，对于每一代的X个染色体中，选择排名靠前的Y个染色体；
[0043]交叉模块，用于对选择操作后的第一分班表进行交叉操作，得到第二分班表；
[0044]计算模块，用于计算第二分班表的适应度，若第二分班表符合设定的分班类型，则直接将第二分班表作为最佳分班表输出；否则，继续进行选择操作和交叉操作，不断循环迭代，直到符合设定的分班类型，输出最佳分班表。
[0045]本专利技术的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0046]一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述的新高考智能分班方法。
[0047]本专利技术的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0048]一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的新高考智能分班方法。
[0049]本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0050]1、本专利技术通过读取学生的基本信息，并随机安排到初始分班表中，得到第一分班表，将所有第一分班表视为种群，每张第一分班表视为种群内的一个染色体，将每一代的种群进行适应度最优排序，即将每一代的种群内的染色体进行适应度从好到坏排序，按照一定比例选取排名靠前的个体，这样就能保证每次遗传都能选择到最优的部分种群，使迭代更加迅速。
[0051]2、本专利技术引入信息熵的概念，利用信息熵计算每个班级选科组合的混乱程度，捕捉每个班级的选科组合统计结果，即可以敏锐捕捉科目总数每一次细微的变化，使每次变化的信息熵都往熵最低的方向进行。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新高考智能分班方法，其特征在于，所述方法包括：读取学生的基本信息，并随机安排到初始分班表中，得到第一分班表；将所有第一分班表视为种群，每张第一分班表视为种群内的一个染色体，将每一代的种群进行适应度最优排序，对于每一代的X个染色体中，选择排名靠前的Y个染色体；对选择操作后的第一分班表进行交叉操作，得到第二分班表；计算第二分班表的适应度，若第二分班表符合设定的分班类型，则直接将第二分班表作为最佳分班表输出；否则，继续进行选择操作和交叉操作，不断循环迭代，直到符合设定的分班类型，输出最佳分班表。2.根据权利要求1所述的新高考智能分班方法，其特征在于，所述读取学生的基本信息，并随机安排到初始分班表中，得到第一分班表，具体包括：将学生学号作为唯一键值，通过该键值找到该学生的基本信息；采取一个随机算法，将学生的顺序打乱；根据班级数量和每班最大人数，进行随机初始化，将每个学生的学号填入初始分班表中，得到第一分班表。3.根据权利要求1所述的新高考智能分班方法，其特征在于，所述对选择操作后的第一分班表进行交叉操作，具体包括：在选择操作后的第一分班表中，任取两个班级，并在这两个班级中任取两个学生进行交换。4.根据权利要求1-3任一项所述的新高考智能分班方法，其特征在于，所述适应度采用适应度函数计算，该适应度函数如下式：其中，ω
i
为每个适应度函数的权重，其大小由约束的优先级决定，f
i
为每个约束的适应度评价函数，如下式：其中，N
i
为每个约束在染色体中出现的次数，为惩罚因子。5.根据权利要求4所述的新高考智能分班方法，其特征在于，所述约束包括分数约束、男女比例约束、信息熵约束和分班类型约束，其中：所述分数约束是指根据学生输入的参考分数，设定一个分数阈值；所述男女比例约束是指通过设定一个男女比例阈值，控制每个班级的男女比例；所述信息熵约束是指利用信息熵计算每个班级选科组合的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周燕，谢炯明，曾凡智，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：