Claroma (Classroom Management) ist ein Programm zur manuellen und halbautomatischen Sitzplanerstellung in einer Schulklasse.
Lehrkräfte können eine Liste ihrer Schülerinnen und Schüler anlegen und diese zusammen mit Tischen und anderen Gegenständen in einem Raster grafisch anordnen. In der anschließenden Optimierungsphase ist es dann sehr leicht, Schülerinnen und Schüler manuell „umzusetzen”, um persönlichen Wunschbedingungen der Form
• Elias möchte neben Julian sitzen
• Lena darf auf gar keinen Fall neben Sarah sitzen
• Marcel sollte möglichst in Türnähe sitzen
• Laura muss möglichst weit hinten sitzen
gerecht zu werden.
Wenn sie mit ihrem manuell erstellten Sitzplan noch nicht ganz zufrieden ist, kann die Lehrkraft ihre Wünsche im Programm abbilden und den Sitzplan vom programminternen Optimierer nachoptimieren lassen, der manchmal tatsächlich eine Sitzanordnung findet, die die vorgegebenen Randbedingungen noch besser erfüllt.
Inhaltsverzeichnis
I Bedienungsanleitung
1 Einführung
2 Anwendung des Programms
2.1 Die Oberfläche
2.2 Drucken
2.3 Optimieren
2.3.1 Nicht-personenbezogene Wünsche
2.3.2 Beispiel
II Unter der Haube
3 Blockschaltbild
4 claroma.html
4.1 <head>
4.2 <body>
4.2.1 seite_claroma
4.2.2 seite_speichern
4.2.3 seite_laden
4.2.4 seite_impressum
4.2.5 seite_optimieren
5 claroma.js
5.1 window.onload
5.2 initialisierung
5.3 alle_menschen_loeschen
5.4 leeren_raum_anlegen
5.5 neuen_menschen_anlegen
5.6 a_nach_b_kopieren
5.7 aussenwaende_ziehen
5.8 name_geaendert
5.9 leere_namen_auswerten
5.10 auf_ding_geklickt
5.11 auf_menschen_geklickt
5.12 in_zelle_eingetreten
5.13 in_zelle_geklickt
5.14 aus_zelle_ausgetreten
5.15 aktuellen_menschen_loeschen
5.16 menschen_in_zelle_loeschen
5.17 menschen_in_zelle_finden
5.18 speichern_anzeigen
5.19 datei_lesen
5.20 menschen_sortieren
5.21 tabelle_sortieren
5.22 zeile_verschieben
5.23 laden_anzeigen
5.24 impressum_anzeigen
5.25 claroma_anzeigen
5.26 document.onkeydown
5.27 sitzplan_optimieren
5.28 menschen_struktur_erstellen
5.29 beziehungen_einsortieren
5.30 festlegungen_einsortieren
5.31 neue_beziehung_erstellen
5.32 neue_festlegung_erstellen
5.33 zeile_loeschen
5.34 optimieren_anzeigen
5.35 finde_name_zu_id
5.36 optimierung_durchfuehren
5.37 beziehungen_aus_tabelle_lesen
5.38 festlegungen_aus_tabelle_lesen
5.39 obere_dreiecksmatrix_erzeugen
5.40 elemente_vertauschen
5.41 kostenfunktion
5.42 zwei_aus_n
6 claroma.css
A claroma.json
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel von Claroma ist die Bereitstellung eines Programms zur manuellen und halbautomatischen Sitzplanerstellung in Schulklassen, wobei Lehrkräfte individuelle Wünsche bezüglich der Sitznachbarschaft und räumlichen Positionierung mittels eines integrierten Optimierungsalgorithmus effizient umsetzen können.
- Manuelle und halbautomatische Sitzplanerstellung
- Definition von Sitznachbarschafts-Wünschen (positiv/negativ)
- Fixierung von Schülern/Lehrkräften im Raum
- Automatisierte Optimierung mittels Kostenfunktion
- Datenschutz durch lokale Speicherung
Auszug aus dem Buch
2.3 Optimieren
Nach dem Drücken der Optimieren-Schaltfläche auf der Hauptseite landen wir auf der Optimierungsseite (Abbildung 2.2), auf der wir Randbedingungen wie
• Stefan möchte neben Maria sitzen.
• Stefan sollte Fyn nicht gegenüber sitzen.
• Stefan sollte während der Optimierung nicht verschoben werden.
vorgeben können. Ein Optimierungsprogramm versucht dann, diese Wünsche möglichst alle zu erfüllen, bzw. einen optimalen Kompromiss zu finden.
Unter der Überschrift Wer soll (nicht) neben wem sitzen? können wir, nach Drücken der Neue Beziehung erstellen-Schaltfläche, beispielsweise Stefan und Maria mit einem Pluszeichen verknüpfen, um dem Optimierer mitzuteilen, dass die beiden gerne nebeneinander sitzen möchten. Entsprechend verknüpfen wir Stefan und Fyn mit einem Minuszeichen, um zu fordern, dass diese möglichst weit voneinander entfernt sitzen sollen.
Manchmal gibt es keine Möglichkeit, alle Forderungen gleichzeitig zu erfüllen. Wenn beispielsweise Stefan und Fyn beide gerne neben Maria sitzen wollen, neben Maria aber nur ein Platz frei ist, können wir die Dringlichkeit eines Wunsches durch ein doppeltes (oder sogar dreifaches) Pluszeichen ausdrücken. Auf diese Weise wird dann beispielsweise Stefan durch ein doppeltes Pluszeichen mit größerer Wahrscheinlichkeit direkt neben Maria platziert und Fyn durch ein einfaches Pluszeichen auf den dann nächstliegenden Platz gesetzt.
Durch ein o kennzeichnen wir eine zu ignorierende Beziehung. Sie wird beim nächsten Optimierungslauf automatisch gelöscht. Alternativ können wir eine Beziehung auch unmittelbar mit der Schaltfläche Diese Beziehung löschen entfernen.
Unter der Überschrift Wer soll nicht verschoben werden? markieren wir alle Lehrkräfte, Schülerinnen und Schüler, die während der Optimierung nicht verschoben werden sollen. Sie können natürlich trotzdem in Beziehungen auftreten, solange ihr Beziehungspartner verschoben werden darf.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Das Kapitel erläutert das Grundkonzept von Claroma als Werkzeug für die manuelle und halbautomatische Sitzplanerstellung sowie die Datenschutzvorteile durch lokale Datenverarbeitung.
2 Anwendung des Programms: Hier wird die Bedienung der grafischen Oberfläche beschrieben, einschließlich der Anordnung von Objekten, der Druckfunktion und der Nutzung der Optimierungsfunktionen für Sitzplanwünsche.
3 Blockschaltbild: Das Kapitel visualisiert und beschreibt die Architektur der Software, unterteilt in Event-Handler und Hilfsunterprogramme sowie deren Zusammenspiel für die Grundfunktionen und die Optimierungslogik.
4 claroma.html: Es wird der Aufbau der HTML-Struktur der Webanwendung beschrieben, einschließlich der Einbindung von CSS und JavaScript sowie der Definition der verschiedenen Seitenelemente.
5 claroma.js: Dieses Kapitel liefert eine detaillierte technische Analyse aller JavaScript-Funktionen, die für die Logik der Sitzplanverwaltung, Dateiverarbeitung und den Optimierungsalgorithmus verantwortlich sind.
6 claroma.css: Hier wird die visuelle Formatierung der Webseite definiert, von der allgemeinen Schriftgestaltung bis zur farblichen Kennzeichnung der verschiedenen im Raum platzierbaren Objekte.
A claroma.json: Der Anhang bietet ein exemplarisches Beispiel für das JSON-Datenformat, in dem die Sitzpläne zur Speicherung auf dem lokalen Rechner serialisiert werden.
Schlüsselwörter
Claroma, Sitzplanerstellung, Klassenraum-Management, Optimierungsalgorithmus, JavaScript, HTML5, CSS3, JSON-Serialisierung, Sitznachbarschaft, Randbedingungen, Lehrkraft, Schüler, Schulklasse, Kostenfunktion, Lokal-Speicherung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in Claroma grundlegend?
Claroma ist ein Programm, das Lehrkräften bei der manuellen oder halbautomatischen Erstellung und Optimierung von Sitzplänen in Klassenräumen hilft.
Welche zentralen Themenfelder behandelt die Arbeit?
Die zentralen Themen sind die Gestaltung einer intuitiven Benutzeroberfläche zur Raumplanung, die datenschutzkonforme Speicherung und die technische Umsetzung eines Optimierungsalgorithmus zur Berücksichtigung individueller Sitzwünsche.
Was ist das primäre Ziel des Programms?
Das primäre Ziel ist es, Sitzordnungen zu finden, die vorgegebene Randbedingungen – wie gewünschte Nachbarschaften oder räumliche Einschränkungen – bestmöglich erfüllen.
Welche wissenschaftliche Methode wird für die Optimierung verwendet?
Es wird eine kombinatorische Optimierung angewandt, die ausgehend von einer Startanordnung mittels lokaler Suche (Zweiertausch-Kombinationen) und einer Kostenfunktion schrittweise eine bessere Anordnung anstrebt.
Was wird im technischen Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert detailliert die HTML-Struktur, die CSS-Formatierung und insbesondere die JavaScript-Implementierung der über 40 Unterprogramme, die für die Interaktion und Optimierung erforderlich sind.
Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit am besten?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Classroom-Management, Sitzplatzoptimierung, Web-Programmierung und kombinatorische Algorithmen charakterisieren.
Wie wird sichergestellt, dass Schüler während der Optimierung nicht versetzt werden?
Über das Interface können bestimmte Personen als „nicht zu verschieben“ markiert werden, was der Optimierer bei der Berechnung des Sitzplans als verbindliche Einschränkung berücksichtigt.
Warum verwendet Claroma ein lokales Speicherformat anstatt einer Datenbank?
Aus Datenschutzgründen erfolgt die Speicherung ausschließlich lokal auf dem Rechner des Nutzers; es werden keine personenbezogenen Daten im Internet verarbeitet oder gespeichert.
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- Prof. Dr.-Ing. Jörg Buchholz (Autor), Florian Buchholz (Autor), 2016, Claroma. Intelligente Sitzplanerstellung, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/339280
