基于Python的扬州走班排课系统开发实践

2025-12-30 07:10

在扬州某中学的教务处里，李老师正对着电脑屏幕皱眉。他刚收到一封来自其他学校的邮件，询问是否有现成的排课表软件可以推荐。

李老师：“哎，这学期的走班排课太麻烦了，手动排的话容易出错，而且还要考虑不同班级的课程安排和教室资源。”

张工程师（从技术部过来）：“你是不是想要一个自动排课系统？我们部门最近正在研究这个方向，或许可以帮你解决这个问题。”

李老师：“真的吗？那太好了！我听说你们那边有开发排课表软件的经验？”

张工程师：“是的，我们之前做过一些类似的项目。不过现在我们想做一个更智能、更灵活的系统，特别是针对‘走班制’这种教学模式。”

李老师：“走班制？就是说学生不是固定在一个班级上课，而是根据课程选择不同的教室和老师对吧？”

张工程师：“没错。扬州很多学校已经开始采用这种教学方式，尤其是高中阶段，为了满足学生的个性化学习需求。”

李老师：“那我们的排课系统需要支持哪些功能呢？”

张工程师：“首先，我们需要能够导入教师、学生、课程、教室等信息；其次，要能根据规则自动分配课程时间与教室；最后，还要提供可视化界面，方便老师查看和调整。”

李老师：“听起来挺复杂的，但如果我们有了这样的系统，应该能节省不少时间。”

张工程师：“是的，而且我们可以用Python来实现。Python语言简洁，适合做这类数据处理和算法逻辑。”

李老师：“Python？那我可以学吗？”

张工程师：“当然可以，不过如果你只是想使用系统，可能不需要自己写代码。但如果你想深入了解，我们可以一起学习。”

李老师：“好啊，那就先让我看看这个系统的大概结构。”

张工程师：“好的，我先给你讲讲整体架构。我们打算使用Python + Flask框架搭建一个Web应用，前端用HTML/CSS/JavaScript，后端用Flask处理请求，数据库用SQLite或MySQL存储数据。”

李老师：“那具体的排课逻辑怎么实现呢？”

张工程师：“我们采用一种贪心算法，先按优先级排序课程，然后依次为每门课程分配时间和教室。同时，我们还需要考虑冲突检测，比如同一时间同一教室不能安排两门课。”

李老师：“听起来有点像调度问题。”

张工程师：“没错，这就是一个典型的调度问题，属于NP难问题，但我们可以通过启发式算法来近似求解。”

李老师：“那具体怎么编写代码呢？”

张工程师：“我来给你写一段示例代码，展示如何用Python实现基础的排课逻辑。”

李老师：“太好了！”

张工程师：“这是个简单的排课类，用来管理课程和教室资源。”


class Course:
    def __init__(self, course_id, name, teacher, time, room):
        self.course_id = course_id
        self.name = name
        self.teacher = teacher
        self.time = time
        self.room = room

    def __str__(self):
        return f"课程: {self.name}, 教师: {self.teacher}, 时间: {self.time}, 教室: {self.room}"

class Schedule:
    def __init__(self):
        self.courses = []
        self.rooms = {}

    def add_course(self, course):
        if course.room not in self.rooms:
            self.rooms[course.room] = []
        self.rooms[course.room].append(course)
        self.courses.append(course)

    def check_conflict(self, new_course):
        for room, courses_in_room in self.rooms.items():
            if new_course.room == room:
                for course in courses_in_room:
                    if new_course.time == course.time:
                        return True
        return False

    def schedule_courses(self, course_list):
        for course in course_list:
            if not self.check_conflict(course):
                self.add_course(course)
            else:
                print(f"课程 {course.name} 无法安排，时间冲突。")

# 示例数据
courses = [
    Course(1, "数学", "王老师", "08:00-09:30", "A101"),
    Course(2, "英语", "李老师", "09:40-11:10", "B202"),
    Course(3, "物理", "张老师", "08:00-09:30", "A101")
]

schedule = Schedule()
schedule.schedule_courses(courses)

for course in schedule.courses:
    print(course)

李老师：“这段代码看起来不错，它能检查时间冲突并安排课程。”

排课表软件