Geração otimizada da grade horária das disciplinas do ciclo básico da Escola Politécnica da Usp (2021)
- Authors:
- USP affiliated author: AMATUZZI, ISABELLA GONDIM - EP
- School: EP
- Sigla do Departamento: PRO
- Subjects: UNIVERSIDADE; HORÁRIO DE AULA
- Language: Português
- Abstract: O agendamento de aulas em universidades, definindo a grade horária dos alunos dos cursos e das turmas das disciplinas no início de cada período letivo, é uma das principais atividades nestas instituições educacionais. A elaboração manual desta tarefa gera grande esforço realizado por parte dos coordenadores envolvidos, podendo exigir dias de dedicação para finalização e, ainda assim, resultar em uma versão não otimizada do agendamento, não estando de acordo com as preferências de professores e alunos. Este problema é enfrentado no Ciclo Básico da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, em que os coordenadores elaboram de forma manual a grade horária de cada um dos quatro períodos no início de cada ano. O foco deste Trabalho de Formatura é a aplicação de técnicas de Pesquisa Operacional para solução de Problemas de Agendamento de Aulas em Universidades no caso real enfrentado por esta instituição. Após estudo desta categoria de problemas, com a revisão da literatura na área de pesquisa, e conversas com os coordenadores para levantamento das especificidades associadas ao caso, é elaborado um modelo de otimização original que captura em detalhes as principais características do problema analisado e tem como objetivo a alocação dos alunos nas turmas das disciplinas, cujas aulas são alocadas a horários e dias de um horizonte de planejamento. Dentre os aspectos abordados pelo modelo estão: a eliminação de conflitos de horário, impedindo a alocação de aulas no mesmo dia e horário para um mesmo grupo de alunos; o respeito à carga horária de cada curso, devendo todos os alunos ser alocados à exatamente uma turma de todas as disciplinas de sua grade curricular e à carga horária exigida por estas; e a consideração das características de cada disciplina, atendendo a frequência, duração, número de turmasdisponibilidade de professores. Além disso, o modelo busca contemplar as preferências de professores e alunos por meio da função objetivo, que inclui a minimização dos seguintes elementos: o número de disciplinas com encontros em dias consecutivos do horizonte de planejamento; o número de janelas na grade horária dos alunos; o número de dias em que um grupo de alunos possui aulas; o número de dias em que aulas das turmas de uma dada disciplina são ministradas; o número máximo de alunos em turmas de uma dada disciplina. Após a elaboração do modelo matemático, o mesmo é implementado na linguagem Python e o resolvedor Gurobi é utilizado para a realização de experimentos computacionais que geram a grade horária para cada um dos quatro períodos do Ciclo Básico. Os benefícios gerados pela automatização da geração de grades horárias por meio do modelo matemático incluem a praticidade e redução do esforço demandado pelo coordenadores, além da maior aderência às preferências de professores e alunos. Além disso, o modelo proposto pode vir a ser estendido para incorporar outros aspectos relacionados ao agendamento de aulas, como decisões relacionadas ao ensino híbrido e outras preferências de professores e alunos.
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ABNT
AMATUZZI, Isabella Gondim. Geração otimizada da grade horária das disciplinas do ciclo básico da Escola Politécnica da Usp. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/863e67b3-7745-4b22-bc8b-177a747f8264/ISABELLA%20GONDIM%20AMATUZZI%20PRO2021.pdf. Acesso em: 26 abr. 2024. -
APA
Amatuzzi, I. G. (2021). Geração otimizada da grade horária das disciplinas do ciclo básico da Escola Politécnica da Usp (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/863e67b3-7745-4b22-bc8b-177a747f8264/ISABELLA%20GONDIM%20AMATUZZI%20PRO2021.pdf -
NLM
Amatuzzi IG. Geração otimizada da grade horária das disciplinas do ciclo básico da Escola Politécnica da Usp [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 26 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/863e67b3-7745-4b22-bc8b-177a747f8264/ISABELLA%20GONDIM%20AMATUZZI%20PRO2021.pdf -
Vancouver
Amatuzzi IG. Geração otimizada da grade horária das disciplinas do ciclo básico da Escola Politécnica da Usp [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 26 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/863e67b3-7745-4b22-bc8b-177a747f8264/ISABELLA%20GONDIM%20AMATUZZI%20PRO2021.pdf
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