Alocação De Horários Dos Professores 323i4u

ALOCAÇÃO DE HORÁRIOS DOS PROFESSORES: ESTUDO DE CASO NA EMEIEF JOSÉ NOGUEIRA MOTA

Naiane Alves de Sousa¹ Gilmar Alves de Farias² Resumo: O problema de alocação de horários nas instituições de ensino sempre esteve presente e pela falta de uma automatização nesse processo, o planejamento se torna um trabalho demorado e cheio de complicações. Inicialmente, os professores informam sua disponibilidade de horário e esperam que a comissão gestora organize de modo a atender a todos sem causar transtornos. Em contrapartida, há um número de turmas e de disciplinas a ser ministradas e que variam anualmente, ou mesmo semestralmente, em algumas instituições. O presente trabalho tem como objetivo utilizar um software que auxilie nesse processo e que respeite as restrições necessárias, retornando uma solução satisfatória e que seu modelo possa ser alterado, fornecendo uma nova solução rápida. Através dele, pode-se atribuir pesos e alocar cada professor conforme seu grau de prioridade, manter o controle de disponibilidade de salas, substituir um professor, quando necessário, além de organizar as informações da escola. O software utilizado foi o Free Timetabling Program (FET), ele é livre e pode ser adquirido no site do fornecedor na internet. No trabalho aplicamos essa nova metodologia de planejamento de horários numa escola pública, EMEIFE JOSÉ NOGUEIRA MOTA, localizada no município de Maracanaú-CE. Mostrou excelentes resultados em comparação ao método antigo, o software foi instalado na escola e foi bem aceito, pois além de ser fornecido em diversos idiomas, sua plataforma é simples e de fácil compreensão. Palavras-chave: Alocação de Horários; Heurística; Metaheurísticas; FET. 1. Introdução O planejamento no início do ano letivo é motivo de muita preocupação nas instituições de ensino, públicas e privadas, principalmente na elaboração do cronograma anual de cada turma. Este problema é conhecido na literatura como “Timetabling Allocation Problem”, existem diversas aplicações em cima desse problema e muitas pesquisas já foram publicadas.

A dificuldade de encontrar uma solução ótima se dá pelo número de variáveis que aumenta ou diminui, de acordo com o problema e pelas restrições que surgem e dependem de diversos fatores. Portanto, a complexidade aumenta de acordo com as especificações que vão surgindo, que consequentemente, alteram o modelo, tornando-o inviável de ser utilizado, seja pelo tempo que ele levaria para retornar uma solução ou pela limitação computacional que temos atualmente. Pensando nisso, o presente trabalho propõe a automatização da escala de horários dos professores de uma escola pública, localizada em Maracanaú/CE. A escola fazia todo o planejamento anualmente, geralmente no mês de janeiro, utilizava apenas plataformas de texto, como o software word e excel, como auxílio. O software livre Free Timetabling Program (FET) foi proposto como solução para esse problema. A adoção do FET como ferramenta, foi utilizada para comparar a eficiência da utilização da informática na escola como meio de auxílio em alguns processos básicos. O FET não só gerencia as informações, mas utiliza um algoritmo baseado numa heurística com base na troca de atividades recursivas, visando o tempo gasto quando há uma complexidade maior nos horários. Vale lembrar, que ele é um software que utiliza otimização, ou seja, o trabalho também mostra a importância da pesquisa operacional como meio de solução para diversos problemas. 2. Metodologia A metodologia adotada foi o uso de um software livre chamado FET, no qual otimiza o tempo gasto na organização dos horários dos professores. Pensando em uma solução, em longo prazo, foi adotado o uso de uma ferramenta gratuita e de interface simples. No qual, a gestão da escola poderia reutilizá-lo sem precisar de um profissional da área de pesquisa operacional para auxiliá-lo toda vez que necessitasse alterar o modelo. Anualmente, existem várias alterações no quadro escolar, como a contratação de novos profissionais ou mesmo a transferência de alguns. Portanto, as variáveis do problema seriam mudadas, pois a cada ano os professores possuem horários diferentes disponíveis. Dessa forma, um software que utilizasse uma metaheurística eficiente para gerar uma solução mais próxima do ótimo seria fundamental para facilitar as alterações no modelo utilizado pela escola anteriormente. E que também

pudesse gerar uma solução nova caso necessário, sem precisar iniciar um novo modelo. 3. Caracterização do Problema de Alocação de Horários O problema de alocação de horários consiste em estabelecer um cronograma semanal para cada professor, levando em consideração as restrições relacionadas ao tempo de cada profissional. Segundo Barata (2013), algumas restrições para a construção da grade horária são descritas abaixo: a) Uma turma não pode ser ministrada por mais de um professor em um mesmo horário; b) Não alocar um professor para um horário que ele não esteja disponível; c) Não ultraar a carga horária de aula de cada turma; d) Respeitar o número de aulas de cada disciplina semanalmente para cada turma; e) Minimizar os horários ociosos de cada professor, evitando quebras de turnos. A gestão da EMEIEF Jose Nogueira Mota, no início de cada ano letivo, faz um planejamento anual com os professores para definir os horários e as salas que cada série irá ocupar. Levando em consideração o tempo disponível deles, já que alguns lecionam em outras escolas e isso dificulta a organização dos horários. No planejamento, faz-se a coleta de informações, acerca da disponibilidade dos professores, e a partir daí, a coordenação pedagógica cria os horários da escola. Esse processo é todo feito manualmente, utilizando apenas editores de texto padrão, como por exemplo, o software MS Word, apenas como ferramenta para auxiliar na organização do cronograma. Na literatura existem diversos métodos que apontam soluções aproximadas para resolução desse problema de modo otimizado. Como esses métodos podem se tornar complexos, não seria conveniente propor uma modelagem matemática ou um algoritmo robusto para a coordenação. Pensando nisso, foi proposto um software livre e de interface gráfica simples para tornar a organização dos horários um procedimento mais rápido e prático. De modo que o modelo pudesse ser salvo e reutilizado nos anos seguintes. Podendo ser feitas alterações no modelo sem prejudicar o modelo original. Dentre os softwares existentes, foi dada preferência a um software que possuísse versão em português, livre e de fácil manuseio. Dessa maneira, o que mais se

adequou foi o software livre FET, disponibilizado no site http://lalescu.ro/liviu/fet/. A versão utilizada neste trabalho é a 5.29.3, no qual o tempo de execução depende do número de variáveis e restrições que vão sendo inseridas. Nesta versão, é possível fazer o cadastro da instituição, dos professores, das turmas, das salas, das disciplinas e atividades extras. Também há o campo de cadastro de horários, intervalos e restrições dos horários para cada professor. Caso haja incompatibilidade de horários, o programa exibe uma mensagem na tela e pede para gerar uma nova solução. Entre outras configurações, desde a manipulação de horários até a organização das disciplinas. Os critérios adotados para a comparação entre o método informatizado e o manual foram: i) ii) iii) iv) v)

Tempo; Praticidade; Qualidade da solução; Facilidade de alteração; Usuários.

4. Considerações Finais A gestão escolar informou que leva mais de uma semana para fazer todo o estudo acerca dos horários. A qualidade da solução gerada manualmente foi considerada pela gestão escolar, como satisfatória. Já a facilidade de alteração no cronograma se mostra completamente complexa, ou seja, geralmente é necessário reiniciar o planejamento todo novamente. Em relação a praticidade, foi dada como nenhuma, visto que é um processo lento e exaustivo. O usuário foi definido como excelente, pois a interface é simples e em português. Analisando no ponto de vista informatizado, a escola classificou o software como rápido, a qualidade da solução foi dada como boa, porque permite verificar se há outras soluções disponíveis. A facilidade de alteração foi bastante elogiada, visto que não há necessidade de refazer o cronograma. Já em relação ao usuário, foi classificado como excelente, pois qualquer pessoa pertencente a gestão, pode fazer alterações sem muita dificuldade de compreensão. Logo, o software proposto mostrou ser mais eficiente, tanto em relação ao tempo gasto, quanto na escolha do melhor horário para cada professor, no qual a distribuição das disciplinas para cada turma também é satisfatória, distribuindo semanalmente de modo coerente, não atrapalhando o aprendizado dos alunos.

A satisfação nos resultados obtidos serve de motivação para estudos futuros, acerca de alocação de horários, visando encontrar uma solução mais aproximada do ótimo, com novas técnicas de metaheurísticas fornecidas pela literatura, ou mesmo uma heurística que possa vir a ser criada. 5. Referências http://lalescu.ro/liviu/fet/ UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ. Sistema de Bibliotecas. Guia de Normalização de Trabalhos Acadêmicos da Universidade Federal do Ceará. Fortaleza: Ed. UFC, 2013. BARATA, B. M. P.; MEDEIROS, R. de Medeiros; VIEIRA, C. E. C.; SILVA, J. C. Problema de Alocação de Horários: um Estudo de Caso Utilizando o software Livre FET. Revista Eletrônica TECCEN, Vassouras, v. 3, n. 2, Edição Especial, p. 13-22, abr./jun., 2010. ABENSUR, E. O.; OLIVEIRA, R.C. de; Um Método Heurístico Construtivo para o Problema da Grade Horária Escolar. Revista Eletrônica PODes, Rio de Janeiro, v. 4, n. 2, p. 230-248, maio de 2012. OLIVEIRA, J. G. de; VIANNA, D. S.; VIANNA, M. de F. D.; Uma Heurística GRASP+VND para o Problema de Programação de Horário Escolar. Revista Eletrônica Sistemas & Gestão, n. 7, p. 326-335, 2012. KOTSKO, E. G. da S.; MACHADO, A. L. da F.; SANTOS, E. M. dos. Otimização na Alocação de Professores na Construção de uma Grade Horária Escolar. Revista do Centro de Ciências Agrárias e Ambientais – Ambiência, v. 1, n. 1, jan./jun. 2005.