Resolución del problema de balanceo de mallas curriculares mediante algoritmo de luciérnagas

Solving the balanced academic curriculum problem using firefly algorithm

En este artículo se propone resolver el problema de balanceo de mallas curriculares (BACP), que consiste en la asignación de una carga académica balanceada a periodos académicos de un plan de estudios, mediante una técnica de optimización basada en la atracción de las luciérnagas (FA). Se resolverán tanto instancias de prueba como instancias reales con el fin de medir el rendimiento del algoritmo y entregar un sistema que permita simplificar el proceso de diseño de una malla curricular en las Instituciones de Educación Superior. Los resultados obtenidos muestran que el algoritmo FA tiene una convergencia bastante rápida y encuentra el óptimo conocido en la mayoría de las pruebas realizadas.

INTRODUCCIÓN

Cuando se diseñan mallas curriculares para un programa de estudios en educación superior se consideran factores tales como; la cantidad de asignaturas que posee la carrera, el número de periodos en el que se deben asignar estos cursos, la carga académica mínima y máxima aceptable, y el número de cursos permitido por semestre. Con toda esta información se conforman las restricciones o regulaciones académicas relacionadas al plan de estudios, las cuales son usadas para su construcción mediante un enfoque de prueba y error hasta lograr una malla adecuada.

Si se considera que el grado de esfuerzo que se requiere para aprobar una asignatura se puede medir en créditos, el éxito que puedan tener los estudiantes tiene directa relación con la carga académica que enfrenten en cada periodo. La carga académica corresponde al número de créditos por semestre. Es por esta razón que las mallas curriculares deben estar "balanceadas", es decir, la cantidad de créditos para cada periodo debe ser similar para que la carga que enfrenten los alumnos sea la mínima posible. Por lo tanto, es de interés minimizar este costo diseñando un plan de estudios mediante un algoritmo que realice este esfuerzo de manera automática y sin errores.

Este problema es conocido en la literatura como el problema de balanceo de mallas curriculares (BACP), y es del tipo CSP (Problema de Satisfacción de Restricciones); en este tipo de problemas se busca satisfacer todas las restricciones asociadas y luego optimizar la calidad de la solución encontrada. Se han estudiado diversos modelos que resuelven el BACP, donde generalmente este problema ha sido abordado utilizando el paradigma de programación con restricciones y algoritmos híbridos utilizando algoritmos genéticos, esquemas de colaboración y búsquedas locales, entre otras técnicas.