High-Precision, Fair University Course Scheduling During a Pandemic

要約

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）などのパンデミックに対応して導入された社会的距離の確保の要件により、教室の定員が削減されている場合、大学のコースのスケジュールを立てることはさらに困難になります。
この研究では、コース配信モードの拡張分類を提案し、整数プログラムを提示し、パンデミック中にすべてのコース セクション (最大のものであっても) が重要な教室学習コンポーネントを持つことができるようにするコース スケジューリング アルゴリズムを開発します。
私たちのアプローチは、すべてのコースセクションの指導の一定部分が教室で行われるようにすることで公平になります。
これまでの研究とは異なり、私たちは輪番出席を認めず、その代わりに、セクション内のすべての学生が同時に 1 ～ 5 つの部屋に集まる同時出席を要求しますが、通常の学期よりも頻度は少なくなります。
これらの集団会議は、対面での中間試験やグループ活動の機会を生み出すものであり、単一の繰り返し週ではなく、学期の全日にわたって高精度でスケジュールされます。
高速ヒューリスティック アルゴリズムにより、スケジュールが 1 時間で作成されます。
結果: [UniversityXYZ] の 2022 年秋学期の 1834 の対面コース セクション、172 の教室、96 日間を考慮します。
パンデミックにより教室の平均収容人数が 75% 減少した場合でも、私たちのアプローチでは、各セクションの少なくとも 25% の授業、およびキャンパス全体のすべての授業の 49% 以上を教室で行うことができます。
私たちの方法は、通常の教室での課題でも優れた結果をもたらします。
管理上の影響: 公平性と同時出席の原則に基づいたアルゴリズムにより、パンデミック時と平時の大学の授業スケジュールを大幅に改善できます。
さまざまなパンデミックの可能性にキャンパスを備える高精度のスケジュールを最小限の管理労力で作成でき、アウトブレイクが発生した場合には学期前または学期中に即座に有効化できます。

要約(オリジナル)

Scheduling university courses is extra challenging when classroom capacities are reduced because of social distancing requirements that are implemented in response to a pandemic such as COVID-19. In this work, we propose an expanded taxonomy of course delivery modes, present an integer program, and develop a course scheduling algorithm to enable all course sections — even the largest — to have a significant classroom learning component during a pandemic. Our approach is fair by ensuring that a certain fraction of the instruction in every course section occurs in the classroom. Unlike previous studies, we do not allow rotating attendance and instead require simultaneous attendance in which all students in a section meet in 1-5 rooms at the same time but less often than in a normal semester. These mass meetings, which create opportunities for in-person midterm exams and group activities, are scheduled at high precision across all days of the semester rather than a single, repeating week. A fast heuristic algorithm makes the schedule in an hour. Results: We consider the 1834 in-person course sections, 172 classrooms, and 96 days in the fall 2022 semester at [UniversityXYZ]. If average classroom capacity is reduced by 75% due to a pandemic, our approach still allows at least 25% of the instruction in every section, and more than 49% of all instruction across the entire campus, to be in the classroom. Our method also produces excellent results for regular classroom assignment. Managerial implications: An algorithm based on the principles of fairness and simultaneous attendance can significantly improve university course schedules during a pandemic and in normal times. High-precision schedules that prepare a campus for various pandemic possibilities can be created with minimal administrative effort and activated at a moment’s notice before or during a semester if an outbreak occurs.

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