Stundenplan-Constraints

Curriculumregeln im Stundenplan: Perioden, Doppelstunden, Blöcke und Verteilung

Wie Curriculumanforderungen zu Platzierungsrandbedingungen werden und der Überbeschränkungsfehler, der Stundenpläne unmöglich macht.

Juho Isola, Gründer von Smootables

Curriculumregeln formen, wohin Stunden gehen können, bevor irgendein Wunsch betrachtet wird: erforderliche Perioden pro Fach, Doppelstundenbedarf, Fachkombinationen, die parallel als Blöcke unterrichtet werden, und Verteilungswünsche.

Manche davon sind von Natur aus hart, manche sind Richtlinienentscheidungen, und manche sind Wünsche, die immer wieder für Anforderungen gehalten werden. An dieser letzten Gruppe sterben Stundenpläne: Der dokumentierte Modellierungsfehler ist, Wünsche als verpflichtend zu behandeln, bis die Menge insgesamt unmöglich ist.

Dieser Leitfaden sortiert Curriculumregeln auf die Hart-weich-Linie. Die Linie selbst definieren harte Randbedingungen und weiche Randbedingungen.

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Erforderliche Perioden pro Fach sind das Rückgrat; Doppelstunden, Blöcke und Verteilung bauen darauf auf.
  • Blöcke binden Gruppen und Lehrkräfte zusammen, also vervielfacht jeder Block die Wechselwirkungen der Randbedingungen.
  • Verteilungs- und Platzierungswünsche gehören mit Strafen in die weiche Menge.
  • Stufen Sie Curriculumregeln als hart, fest oder weich ein; eine insgesamt unmögliche Pflichtmenge tauscht unvorhersehbar.

Die Regeln, die das Curriculum schickt

Vier Familien, absteigend nach Härte geordnet.

  • Erforderliche Perioden pro Fach und Woche, das nicht verhandelbare Rückgrat
  • Doppelstundenbedarf, wo eine Stunde einen zusammenhängenden Block braucht
  • Parallele Blöcke: Fachkombinationen, die gleichzeitig laufen müssen
  • Verteilungswünsche: wie sich Stunden über die Woche verteilen
  • Schülerkollisionsregeln, hart oder weich nach Schulrichtlinie
  • Platzierungswünsche (vormittags, nicht letzte Periode), die Wünsche bleiben, so laut sie auch vorgetragen werden

Curriculumregeln einstufen, bevor Sie sie modellieren

Die belegte Praxis: als hart, fest oder weich einstufen, statt alles für verpflichtend zu erklären.

  1. Listen Sie die erforderlichen Perioden jedes Fachs auf und bestätigen Sie sie gegen das veröffentlichte Curriculum.
  2. Markieren Sie, welche Stunden wirklich zusammenhängende Doppelstunden brauchen.
  3. Kartieren Sie jeden Block: welche Fächer, Gruppen und Lehrkräfte er zusammenbindet.
  4. Legen Sie Verteilungs- und Platzierungswünsche mit Gewichten in die weiche Menge.
  5. Entscheiden Sie die Schülerkollisionsrichtlinie ausdrücklich und halten Sie fest, wer sie verantwortet.
  6. Prüfen Sie die harte Teilmenge vor der Generierung auf gemeinsame Unmöglichkeit.

So geht es in Smootables: Dauern, Verteilung und Gleichtagsregeln

Wöchentliche Stundenzahlen liegen auf den Platzierungen des Periodenplans, die erforderlichen Perioden pro Fach sind also die Eingabe, die der Solver platziert. Eine Stunde doppelter Länge wird als Dauer der Platzierung gesetzt (eine Stunde mit 90 oder 120 Minuten belegt den zusammenhängenden Block), nicht über einen separaten Doppelstundenschalter.

Verteilung ist das Gewicht Fachverteilung in den Solver-Einstellungen: Es bestraft dasselbe Fach mehr als einmal an einem Tag, was die Stunden über die Woche auseinanderschiebt. Der umgekehrte Wunsch existiert je Platzierung als Alle Stunden am selben Tag unter Zeitplan-Präferenzen. Zwei verschiedene Fächer vom selben Tag fernzuhalten gehört nicht zu den sechs Gewichten; behandeln Sie fachübergreifende Paarungen also als manuellen Prüfpunkt, nicht als Regel, die der Solver durchsetzt.

Die Überbeschränkungsspirale

Das Muster ist dokumentiert und vorhersehbar. Wünsche kommen als Anforderungen herein, einer nach dem anderen, jeder für sich vertretbar. Der machbare Raum schrumpft unsichtbar. Irgendwann ist die Menge insgesamt unmöglich, und ein Solver, dem gesagt wurde, dass alles verpflichtend ist, produziert unvorhersehbare Zielkonflikte, weil Sie nie gesagt haben, was geopfert werden darf.

Die belegte Reparatur ist die Rangfolge: hart für Machbarkeit, fest für Regeln mit benanntem Notfall, weich mit Gewichten für den Rest. Schritt-für-Schritt-Anleitungen gibt es für die drei häufigsten Regeln: Doppelstunden, Stunden über die Woche verteilen und Stundenpaare am selben Tag vermeiden. Die Curriculumplanung, aus der diese Regeln entstehen, behandelt die Kurskatalogplanung.

Fragen von Planern zu Curriculumregeln

Sind Doppelstunden eine harte Randbedingung?

In der Struktur meist ja (eine Praxisstunde, die einen zusammenhängenden Block braucht, passt oder passt nicht) und in der Platzierung nein (auf welchem Tag sie landet, ist Wunsch). Teilen Sie die Regel so auf, und beide Hälften werden leicht zu modellieren.

Was macht Blöcke teuer?

Ein Block plant mehrere Fächer parallel, also müssen mehrere Lehrkräfte und Gruppen gleichzeitig frei sein, bei jedem Termin des Blocks. Jeder Block ist ein Bündel von Gleichzeitigkeitsanforderungen, und Bündel kollidieren.

"Keine Theorie in der letzten Periode am Freitag": hart oder weich?

Das ist das belegte Beispiel für Überbeschränkung. Erfassen Sie es als gewichteten Wunsch. Wäre es wirklich hart, würde die Schule die Stunde eher absagen, als sie am Freitagnachmittag laufen zu lassen, und fast keine Schule würde das tun.

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