Class Schedule Assignment Based on Students Learning Rhythms Using A Genetic Algorithm

Asignación de horarios de clase basado en los ritmos de aprendizaje de los estudiantes usando un algoritmo genético

El objetivo de esta propuesta es implementar un horario escolar que tenga en cuenta los ritmos de aprendizaje en los estudiantes de educación primaria y secundaria, utilizando un algoritmo genético.  La metodología considera los requerimientos legales y las restricciones necesarias para la asignación de maestros y aulas en instituciones educativas públicas de Colombia. Adicionalmente, se establecen un conjunto de restricciones relacionadas con el enfoque en los ritmos cognitivos, determinando las horas de la jornada en las que es más conveniente la ubicación de ciertas materias de acuerdo al área del conocimiento al que pertenecen. El algoritmo genético evoluciona mediante un proceso de mutación y selección, a través del cual se construye una solución completa a partir de la búsqueda de las mejores soluciones por grupo. Se Presentan los resultados de las pruebas realizadas para la asignación de una institución con 16 grupos. La calidad de las soluciones obtenidas de acuerdo al enfoque establecido es validada mediante la comparación de los resultados obtenidos con las soluciones de otro algoritmo.

1 INTRODUCCIÓN

La jornada escolar es el tiempo que las escuelas primarias y secundarias establecen para las actividades de enseñanza y aprendizaje. La asignación de los horarios de clase debe responder a los estándares de las exigencias legales vigentes, al proyecto educativo institucional y también al currículo de la escuela. En general, la planificación de la jornada escolar se basa en la disponibilidad de profesores y aulas y tiene en cuenta algunas condiciones especiales de cada escuela y la superposición de asignaciones de clases. Sin embargo, la asignación de los horarios de clase también debe tener en cuenta el rendimiento académico de los alumnos. Muchas escuelas no ven la importancia del rendimiento académico a la hora de asignar los horarios de clase, por lo que no se tienen en cuenta los ritmos de aprendizaje de los alumnos. La actividad mental de los seres humanos está sujeta a ciclos de mayor o menor precisión en la realización de tareas, que varían en frecuencia. Así, los alumnos no siempre tienen la capacidad cognitiva de asimilar determinados conocimientos o de realizar determinada actividad de aprendizaje en cualquier momento del día. Se han realizado numerosas investigaciones sobre los ritmos de aprendizaje de los alumnos, también conocidos como ritmos circadianos (períodos comprendidos entre las 20 y las 28 horas), que facilitan el análisis del rendimiento en función de factores como las características de la tarea (complejidad, componente motor), las diferencias individuales (edad, sexo, cronotipo, estilo cognitivo, nivel de motivación) y los factores socioculturales (urbano, rural) [1].

La jornada escolar (por la mañana o por la tarde) es un programa continuo dividido en períodos de tiempo predeterminados para las actividades de enseñanza y aprendizaje de una serie de asignaturas.