Una nueva aproximación al Problema de Balanceo de Currículo Académico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Clayton Brás de Souza
Data de Publicação: 2023
Outros Autores: Assis, Luciana Pereira de, Andrade, Alessandro Vivas, Pitangui, Cristiano Grijó, Dorça, Fabiano Azevedo
Tipo de documento: Artigo
Idioma: por
Título da fonte: Revista Brasileira de Informática na Educação
Texto Completo: https://journals-sol.sbc.org.br/index.php/rbie/article/view/2965
Resumo: Academic Curriculum Balancing is an alternative for building curricular paths, with a focus on planning the student's workload, by assigning subjects to periods in a balanced way in relation to the number of credits and respecting the prerequisites. This work presents the development of a multi-objective model entitled Balancing Academic Curriculum with Subjects Failure Data, which has three objectives: distribute credits more evenly between periods, bring interrelated disciplines closer and more adequately balance disciplines with high retention. The model was transcribed using an exact Mixed Quadratic Integer Programming and Constraint Programming, and given its multi-objective feature, the Weighted Sum method was applied in the achievement of the solutions, constituted in the Pareto frontier. The experimental results obtained by tests in a higher education curriculum provided significant improvements in the balance of student workload. A computational tool that encompasses the new model was developed, in order to enable the application of the proposed approach in real scenarios, favoring learning and completion of the course in the ideal time. In an survey carried out with students and managers, the fulfillment of the objectives of tool and its applicability remained demonstrated.
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This work presents the development of a multi-objective model entitled Balancing Academic Curriculum with Subjects Failure Data, which has three objectives: distribute credits more evenly between periods, bring interrelated disciplines closer and more adequately balance disciplines with high retention. The model was transcribed using an exact Mixed Quadratic Integer Programming and Constraint Programming, and given its multi-objective feature, the Weighted Sum method was applied in the achievement of the solutions, constituted in the Pareto frontier. The experimental results obtained by tests in a higher education curriculum provided significant improvements in the balance of student workload. A computational tool that encompasses the new model was developed, in order to enable the application of the proposed approach in real scenarios, favoring learning and completion of the course in the ideal time. In an survey carried out with students and managers, the fulfillment of the objectives of tool and its applicability remained demonstrated.El Equilibrio Curricular Académico es una alternativa para la construcción de trayectorias curriculares, con foco en la planificación de la carga horaria del estudiante, mediante la asignación de asignaturas por periodos de forma equilibrada en relación al número de créditos y respetando los prerrequisitos. Este trabajo presenta el desarrollo de un modelo multiobjetivo titulado Equilibrio Curricular con Datos de Fracaso en las Materias, el cual tiene tres objetivos: distribuir créditos de manera más equitativa entre periodos, acercar disciplinas interrelacionadas y equilibrar más adecuadamente disciplinas con alta retención. El modelo fue transcrito utilizando un algoritmo exacto de Programación Entera Mixta y Programación por Restricciones, y dada su característica multiobjetivo, se aplicó el método de Suma Ponderada en la obtención de soluciones, constituidas en la frontera de Pareto. Los resultados experimentales obtenidos al probar un plan de estudios de educación superior proporcionaron mejoras significativas en el equilibrio de la carga de trabajo de los estudiantes. Se desarrolló una herramienta computacional que engloba el nuevo modelo, con el fin de posibilitar la aplicación del enfoque propuesto en escenarios reales, favoreciendo el aprendizaje y culminación del curso en el tiempo ideal. En una Encuesta de Opinión realizada a estudiantes y directivos se demostró el cumplimiento de los objetivos de la herramienta y su aplicabilidad.O Balanceamento de Currículo Acadêmico é uma alternativa de construção de percursos curriculares, com o foco no planejamento da carga de trabalho do estudante, ao atribuir disciplinas a períodos de forma balanceada, com relação ao número de créditos, e respeitando os pré-requisitos. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo multiobjetivo, intitulado Balanceamento de Currículo Acadêmico com Dados de Retenção, que possui três objetivos: distribuir de forma mais homogênea os créditos entre os períodos, aproximar as disciplinas inter-relacionadas, e balancear mais adequadamente as disciplinas com índices de retenção elevados. O modelo foi transcrito utilizando um algoritmo exato de Programação Inteira Quadrática Mista, e Programação por Restrições. Devido à sua característica multi-objetivo, foi aplicado o método da Soma Ponderada na consecução das soluções, constituídas na fronteira de Pareto. Os resultados experimentais obtidos pelos testes em um currículo do ensino superior, proporcionaram melhorias significativas no equilíbrio da carga de trabalho dos estudantes. Uma ferramenta computacional que abarca o novo modelo foi desenvolvida, de modo a possibilitar a aplicação da abordagem proposta em cenários reais, favorecendo a aprendizagem e a conclusão do curso no tempo ideal. Em uma Pesquisa de Opinião realizada com estudantes e gestores, restou demonstrado o cumprimento dos objetivos da ferramenta, e a sua aplicabilidade.Sociedade Brasileira de Computação2023-10-01info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPeer-reviewed articleArtículo revisado por paresArtigo avaliado pelos paresapplication/pdfhttps://journals-sol.sbc.org.br/index.php/rbie/article/view/296510.5753/rbie.2023.2965Revista Brasileña de Informática en la Educación; Vol. 31 (2023); 631-658Revista Brasileira de Informática na Educação; Vol. 31 (2023); 631-658Brazilian Journal of Computers in Education; Vol. 31 (2023); 631-6582317-61211414-5685reponame:Revista Brasileira de Informática na Educaçãoinstname:Sociedade Brasileira de Computação (SBC)instacron:SBCporhttps://journals-sol.sbc.org.br/index.php/rbie/article/view/2965/2365Copyright (c) 2023 Clayton Brás de Souza Lopes, Luciana Pereira de Assis, Alessandro Vivas Andrade, Cristiano Grijó Pitangui, Fabiano Azevedo Dorçahttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessLopes, Clayton Brás de SouzaAssis, Luciana Pereira deAndrade, Alessandro VivasPitangui, Cristiano GrijóDorça, Fabiano Azevedo2024-01-09T17:44:03Zoai:journals-sol.sbc.org.br:article/2965Revistahttps://journals-sol.sbc.org.br/index.php/rbieONGhttps://journals-sol.sbc.org.br/index.php/rbie/oaipublicacoes@sbc.org.br2317-61211414-5685opendoar:2024-01-09T17:44:03Revista Brasileira de Informática na Educação - Sociedade Brasileira de Computação (SBC)false
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