5.6 Automatischer Ablauf der Poolverplanung

Ziel Die Verplanung des Unterrichtseinheiten-Pools kann automatisch ablaufen.

Dies geht etwas über die eigentliche Willi-Philosophie hinaus, dass der Stundenplaner jeden Schritt kontrolliert. Allerdings sollen in einem Pool nur eine überschaubare Menge von Unterrichtseinheiten zusammengefasst werden; durch die automatische Verplanung werden keine weiteren Verplanungen geändert. Zur Kontrolle durch den Stundenplaner stehen geeignete Hilfsmittel zu Verfügung.

Eine Vollautomatik zur Verplanung aller Unterrichtseinheiten des Stundenplans ist hier nicht vorgesehen.
Aufruf Wenn der Einheiten-Pool bereits angelegt ist, kann die automatische Verplanung mit der Schaltfläche im Hauptmenü oder den Menüpunkt Vorschläge automatisch ausführen - Automatische Ausführung starten im Überblicksfenster gestartet werden.

Mit der Schaltfläche unter dem Klasssenplan im Hauptdialog wird ein Klassenpool für die aktuelle Klasse angelegt und sofort die automatische Verplanung gestartet.

In beiden Fällen gibt es für den Start der Automatik zwei Varianten, die beim Klick auf den Pfeil neben der Schaltfläche ausgewählt werden können. Im ersten Fall startet Willi die automatische Suche und zeigt einen gefundenen Verplanungsvorschlag sofort an. In der zweiten Variante (Best-Suche) werden innerhalb einer gewissen Zeit (Vorgabe 5s) mehrere Vorschläge ermittelt und bewertet. Die von Willi am besten bewerteten werden gespeichert, der beste wird angezeigt.

Im Menü des Überblicksfensters hat man zusätzlich die Möglichkeit der Protokollierung, die im Falle des Misserfolgs hilfreich sein kann.

Im automatischen Poolmodus sind bestimmte Funktionen, wie z.B. die Verlegungsketten deaktivert.
Ablauf der Suche Nach dem Start der automatischen Poolverplanung kann man deren Verlauf in der Kopfzeile des geöffneten Fensters verfolgen. Dort wird angegeben, welche Einheit gerade zu welcher Stunde verplant wird.

Nach erfolgreicher Verplanung aller Pool-Einheiten wird das Ergebnis aufgelistet:

Auswertung der Verplanung Im linken Bereich sind alle Verplanungsschritte aufgelistet. Die durch ++ gekennzeichneten Verplanungen wurden erzwungen, da keine Alternativen verfügbar waren.

Die Liste ermöglicht einen ersten Überblick über die Qualität der Verplanungen:

  • Durch Anwählen eines Eintrags in der Liste werden im Hauptdialog die Pläne der zugehörigen Klasse und Lehrkraft eingeblendet.
  • Wählt man umgekehrt in einem der Hauptpläne eine Stunde an, die von der Poolverplanung betroffen war, so wird die zugehörige Verplanung in der Liste markiert. Dies ist ggf. hilfreich für die Suche nach Verbesserungen.
  • Verplanungsschritte, die von Willi negativ beurteilt werden, können farbig hervorgehoben werden. Dabei wird unterschieden, ob sich eine bestimmte Verplanung negativ auf die Verplanungsqualität der Unterrichtseinheit, auf den Plan der Lehrkraft oder beides auswirkt. (vgl Farblegende).

Überblick über die Verplanungsqualität Im Konzept von Willi ist es wichtig, dass man bei automatisch ablaufenden Verplanungen schnell einen Überblick über die erfolgten Verplanungen erhält. Die Kontrolle erfolgt hinsichtlich der Verplanungsqualität der Unterrichte und der Auswirkungen auf die Pläne der Lehrkräfte.

Verplanungsqualität der Unterrichtseinheiten:
Mit dem Menüpunkt Verplanungsqualität - Verteilung der Einheiten oder der Taste F2 oder dem Schaltknopf im Hauptmenü öffnet sich das Verplanungsinfo mit allen Einheiten des Pools. Hier erkennt man schnell eventuelle Qualitätsprobleme bei der Stundenverteilung der Einheiten.

Auswirkungen auf die Lehrerpläne:
In der "gelben" Lehrerliste werden die von der automatischen Verplanung betroffenen Lehrkräfte samt der Veränderung der Planbewertungen aufgeführt; die Liste ist so geordnet, dass diejenigen Lehrkräfte, deren Plan sich am stärksten verschlechtert, oben stehen. Klickt man eine Lehrkraft an, so wird deren Plan im Hauptdialog zur Überprüfung eingeblendet.
Falls die Lehrerliste noch nicht angezeigt wird, blendet man diese mit dem Menüpunkt Verplanungsqualität - Betroffene Lehrerpläne oder über den Menüpunkt Anzeige ein.

Auswirkungen auf andere Pläne Da insbesondere im Klassenpool auch die Auswirkungen auf abhängige Unterrichtseinheiten bei den Verplanungsmöglichkeiten beachtet werden, kann es sein, dass auch jenseits der Pool-Einheiten weitere Verplanungen erzwungen werden. Sie sind zwar in der linken Liste enthalten, können aber separat zusätzlich aufgelistet werden. Auch hier werden beim Anwählen die entsprechenden Pläne im Hauptdialog angezeigt.

Über Anzeige - Externe Verplanungen wird die Liste ggf. eingeblendet.

Misserfolge Die automatische Verplanung kann auf drei Arten unbefriedigend sein:
Steuerung der weiteren Suche Weist ein Gesamtverplanungsvorschlag zwar ein oder zwei Mängel auf, ist aber ansonsten akzeptabel, so kann man ihn akzeptieren und die Mängel nach Schließen des Pools mit Hilfe der Verlegungsketten beheben.

Falls man innerhalb des Pools einen anderen Gesamtvorschlag suchen will, kann man den aktuellen Vorschlag über das Menü Speichern sichern, so dass er später wieder abrufbar ist. (siehe auch Poolvorschläge speichern und vergleichen)

Damit eine unerwünschte Verplanung beim nächsten Versuch nicht wieder vorkommt, wird sie zunächst in der Liste angewählt, damit markiert und dann über das Menü Möglichkeiten verbieten für weitere Vorschläge gesperrt. Sind alle unerwünschten Verplaungen gesperrt, so wird mit Neu ab markierter Stufe nach einem neuen Gesamtvorschlag gesucht.

Die Verplanungen unterhalb der markierten Stufe können zwar erhalten bleiben, möglicherweise muss das Programm zur Ermittlung eines Gesamtvorschlags aber weitere Stufen zurückgehen.

Der Prozess des Verbietens und Weitersuchens (ggf. Speicherns) kann mehrfach wiederholt werden.
Die Stufe, ab der neu gesucht wird muss nicht mit einem Verbot verknüpft sein, auch wenn das oft sinnvoll ist.

Zur Steuerung der Suche kann auch das Kontextmenü nach dem Klick mit der rechten Maustaste auf eine Verplanungsstufe verwendet werden. Es bietet die Möglichkeit, eine Verplanung zu verbieten, den Verplanungsablauf bis zu dieser Stelle zu fixieren oder auf dieser Stufe gezielt eine andere Fortsetzung zu wählen.
Fixierte Stufen werden bei der weiteren Suche lachsfarben hinterlegt.
Abbruch mit Misserfolgsmeldung Nach der Bestätigung der Misserfolgsmeldung gelangt man (wieder) in die kontrollierte Poolverplanung. Durch Aktivierung des Protokolls, Wiederholung der automatischen Verplanung und anschließender Analyse des Protokolls wird man i.d.R. die Ursache des Scheiterns erkennen. Zur Behebung wird man wohl den Pool schließen und manuell oder mit Hilfe der Verlegungsketten eine Lösung suchen.
"Hänger" Wenn die Titelliste immer wieder die gleichen Verplanungsstufen wiederholt, um zwischendurch wieder auf tiefere Stufen zurückzugehen, hat man den Eindruck, dass sich der Algorithmus in einer Endlosschleife befindet. Das stimmt zwar nicht, da jeweils wieder neue Wege gesucht werden, dennoch sollte der Stundenplaner reagieren:

Mit dem Menüpunkt wird der Prozess angehalten, der (unvollständige) Verplanungszustand wird angezeigt. Anschließend sind zwei Vorgehensweisen möglich:

  • Über den Menüpunkt Protokoll - aktivieren wird die Protokollierung eingeschaltet, mit Suche fortsetzen wird die Suche nach einem Gesamtvorschlag kurze Zeit weitergeführt; nach einer weiteren Unterbrechung wird das Protokoll mit Protokoll - anzeigen analysiert.
    Die Problemmeldungen werden bei aktiviertem Protokoll auch laufend in der Statuszeile genannt, so dass ein explizites Lesen des Protokolls evtl. unnötig ist. Wenn man die Ursache des Scheiterns erkennt, wird man sie i.d.R. außerhalb des Pools beheben.
  • Häufig hilft folgender Trick: Nach der Unterbrechung startet man mit Automatik neu starten die Suche erneut.
    Da sich der Algorithmus die vorherigen Engpässe gemerkt hat, werden diese nun vorrangig bearbeitet, so dass häufig eine Gesamtverplanung in kurzer Zeit gefunden werden kann.
Veränderungen Über den Menüpunkt Veränderungen werden die Unterschiede zweier aufeinanderfolgender Gesamtverplanungen farbig hervorgehoben (siehe auch Poolvorschläge speichern und vergleichen).
Speicherung Über das Menü Speichern kann man Verplanungsvorschläge automatischer Poolverplanungen zwischenspeichern, vergleichen und wieder zurückzuholen (siehe auch Poolvorschläge speichern und vergleichen).
Beenden des automatischen Ablaufs Nach erfolgreicher Gesamtverplanung wird man den ersten Menüpunkt wählen; der dritte ist allenfalls sinnvoll, wenn man nach Unterbrechung der Suche eine unvollständige Verplanung des Pools mit Hilfe der kontrollierten Poolverplanung weiter entwickeln möchte.

Eine Rücknahme aller automatischen Verplanungen des Pools ist sinnvoll, wenn man aufgrund der Analyse des Protokolls eine Lösung von Problemen durch manuelle Verplanung oder andere Werkzeuge herbeiführt.

Nach Verlassen der automatischen Verplanung bleiben Verbote, intern vermerkte Engpässe und das Protokoll erhalten und sind auch bei einem Neustart der automatischen Verplanung gültig. Erst beim Schließen des Pools verlieren sie ihre Gültigkeit.
Nach Verlassen der automatischen Verplanung werden vorher gesperrte Funktionen, wie z.B. die Verlegungsketten, wieder aktiviert.

Weitere Anzeigen Das Automatikfenster bietet neben der Auflistung der Schritte des Verplanungsablaufs einige weitere Listen, die mit Hilfe des Menüpunkts Anzeige aktiviert oder deaktiviert werden. Die zuletzt gewählten Anzeigeoptionen werden abgespeichert und beim nächsten Automatikstart wieder verwendet.

Ergänzungen zur Best-Suche
  • Zwischen der sofortigen Anzeige einer Lösung und der Best-Suche kann während eines Automatikaufrufs gewechselt werden.
  • Bei aktivierter Best-Suche ist die Suchzeit einstellbar.
  • Zwei Optionen können die Best-Suche beeinflussen.
    • Bei langer "vergeblicher" Suche kann Willi die Suche automatisch abbrechen und neu starten (s.o. "Hänger")
    • Damit Willi nicht nur die letzten Verplanungsschritte permutiert, kann man auch größere Rücksprünge erlauben.
  • Willi speichert die 11 Verplanungsvorschläge mit den besten Bewertungen, der allerbeste wird angezeigt. (vgl. Poolvorschläge speichern und vergleichen)
Sammeleinheiten Durch die Verwendung von Sammeleinheiten werden bei Schulen, an denen eine Lehrkraft viele Fächer und Stunden in einer Klasse unterrichtet, bei der automatischen Suche viele in dieser Planungsphase unwichtige Permutationen von Stunden vermieden. So erhaltene Verplanungsvorschläge sollte man aber daraufhin prüfen (können), ob die Verplanung der Sammeleinheit eine spätere Aufteilung auf die zusammengefassten Einzeleinheiten ermöglicht. Dabei ist vor allem der Test auf die Umsetzung der Doppelstundeneigenschaften der Einzeleinheiten von Bedeutung.

Bei der automatischen Poolverplanung mit sofortiger Anzeige jeder einzelnen Lösung wird die Möglichkeit der Aufspaltung unmittelbar geprüft. Ungünstige Doppelstundeneinstellungen der Einzeleinheiten könnten so aber auch das Finden einer Lösung verhindern.
Bei der Bestsuche kann eingestellt werden, ob jede Lösung getestet werden soll, was aber die Bestsuche erheblich bremst.

Deshalb können angezeigte Verplanungsvorschläge über das Kontextmenü nachträglich hinsichtlich Aufspaltungsmöglichkeiten getestet werden. Ruft man im Kontextmenü einer Sammeleinheit Splitten prüfen auf, so wird bei erfolgreichem Test eine mögliche Aufteilung eingeblendet.

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Der Test zeigt nur, dass eine mit den Doppelstundeneinstellungen verträgliche Aufspaltung existiert, die Teilung selbst erfolgt dann mittels Teilen von Unterrichtseinheiten.