Modelado matemático y optimización exacta de la programación de cursos universitarios considerando las preferencias de los profesores
Autores: Chen, Mo; Werner, Frank; Shokouhifar, Mohammad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado matemático y optimización exacta de la programación de cursos universitarios considerando las preferencias de los profesores
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Programación de cursos universitarios
Método de optimización
Modelo de programación entera
Restricciones
Software GAMS
Conjunto de datos reales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
La programación de cursos universitarios (UCS) es uno de los problemas más importantes y que consume más tiempo al que todas las instituciones educativas se enfrentan anualmente. La mayoría de las técnicas existentes para modelar y resolver problemas de UCS han aplicado métodos aproximados, que difieren en términos de eficiencia, rendimiento y velocidad de optimización. Por lo tanto, esta investigación tiene como objetivo aplicar un método de optimización exacto para proporcionar una solución óptima al problema de programación de cursos. En otras palabras, en esta investigación se presenta un modelo de programación entera para resolver el problema de USC. En este modelo, las restricciones incluyen las instalaciones de las aulas, cursos de diferentes niveles y compresión del plan de estudios de los estudiantes, cursos fuera de la facultad y planificación para ellos, y el tiempo limitado asignado a los profesores. El objetivo es maximizar la suma ponderada de asignar tiempos disponibles a los profesores en función de sus preferencias en todos los períodos. Para evaluar la viabilidad del modelo presentado, se implementa utilizando el software GAMS. Finalmente, el modelo presentado se resuelve en una dimensión más grande usando un conjunto de datos reales de una universidad en China y se compara con el programa actual en la misma universidad. Los resultados obtenidos muestran que considerando las restricciones del modelo matemático y la función objetivo, el horario de los cursos de la facultad se reduce de 4 días a la semana a 3 días laborables. Además, los cursos de máster se planifican en dos días, y los cursos en los grupos educativos no interfieren entre sí. Además, al implementar el modelo propuesto para el estudio de caso real, las horas de enseñanza máximas de los profesores se reducen significativamente. Los resultados demuestran la eficiencia del modelo propuesto y del método de solución en términos de velocidad de optimización y precisión de la solución.
Descripción
La programación de cursos universitarios (UCS) es uno de los problemas más importantes y que consume más tiempo al que todas las instituciones educativas se enfrentan anualmente. La mayoría de las técnicas existentes para modelar y resolver problemas de UCS han aplicado métodos aproximados, que difieren en términos de eficiencia, rendimiento y velocidad de optimización. Por lo tanto, esta investigación tiene como objetivo aplicar un método de optimización exacto para proporcionar una solución óptima al problema de programación de cursos. En otras palabras, en esta investigación se presenta un modelo de programación entera para resolver el problema de USC. En este modelo, las restricciones incluyen las instalaciones de las aulas, cursos de diferentes niveles y compresión del plan de estudios de los estudiantes, cursos fuera de la facultad y planificación para ellos, y el tiempo limitado asignado a los profesores. El objetivo es maximizar la suma ponderada de asignar tiempos disponibles a los profesores en función de sus preferencias en todos los períodos. Para evaluar la viabilidad del modelo presentado, se implementa utilizando el software GAMS. Finalmente, el modelo presentado se resuelve en una dimensión más grande usando un conjunto de datos reales de una universidad en China y se compara con el programa actual en la misma universidad. Los resultados obtenidos muestran que considerando las restricciones del modelo matemático y la función objetivo, el horario de los cursos de la facultad se reduce de 4 días a la semana a 3 días laborables. Además, los cursos de máster se planifican en dos días, y los cursos en los grupos educativos no interfieren entre sí. Además, al implementar el modelo propuesto para el estudio de caso real, las horas de enseñanza máximas de los profesores se reducen significativamente. Los resultados demuestran la eficiencia del modelo propuesto y del método de solución en términos de velocidad de optimización y precisión de la solución.