Σχεδιασμός και ανάπτυξη διαδικτυακής εφαρμογής για τον προγραμματισμό εκπαιδευτικών επισκέψεων

• Κύριος συγγραφέας: Πράππα, Αδαμαντία
• Άλλοι συγγραφείς: Prappa, Adamantia
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Εκπαιδευτικές εκδρομές; Εκπαιδευτικές επισκέψεις; Προγραμματισμός; Θεωρία γραφημάτων; Σταθερά ταιριάσματα; Αλγόριθμος των Gale και Shapley; Εφαρμογή παγκοσμίου ιστού; Educational visits; Scheduling; Stable matchings; Algorithm by Gale and Shapley; Web-based application; WordPress

Η χρήση Τεχνολογιών Πληροφοριών και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) στις διάφορες βαθμίδες εκπαίδευσης (πρωτοβάθμια, δευτεροβάθμια, τριτοβάθμια, κτλ.) έχει συνεισφέρει σημαντικά τόσο στη διεύρυνση όσο και στη βελτίωση της ποιότητας των παρεχόμενων υπηρεσιών. Συνήθως, η χρήση ΤΠΕ στην εκπαίδευση συσχετίζεται με την εκπαιδευτική διαδικασία και, ειδικότερα, με την υποστήριξη της διδασκαλίας, Ωστόσο, οι ΤΠΕ μπορούν να αξιοποιηθούν και στο πλαίσιο διαδικασιών σχετικών με τη διαχείριση πόρων, ανθρώπινων, οικονομικών, υποδομών, κτλ. Η πραγματοποίηση εκπαιδευτικών επισκέψεων αποτελεί μέρος της εκπαιδευτικής διαδικασίας σε σχεδόν όλες τις βαθμίδες εκπαίδευσης. Οι επισκέψεις πραγματοποιούνται συνήθως σε σημεία πολιτιστικού, επιστημονικού, τεχνολογικού ενδιαφέροντος. Η επιλογή του σημείου επίσκεψης γίνεται συνήθως με βάση κριτήρια όπως η απόσταση, το επαγόμενο κόστος, η διαθεσιμότητα, η καταλληλόλητα ως προς το πλήθος των επισκεπτών, το επιδιωκόμενο μαθησιακό αποτέλεσμα, κτλ. Τα κριτήρια αυτά αξιολογούνται διαφορετικά από κάθε οντότητα (π.χ., εκπαιδευτική μονάδα). Επιπλέον, οι φορείς που επιβλέπουν τα σημεία ενδιαφέροντος (π.χ., μουσεία, εκθεσιακοί χώροι, ινστιτούτα, κτλ.) επιλέγουν τις ομάδες που θα δεχτούν για επίσκεψη με βάση κριτήρια όπως πληθυσμός, προβολή, έσοδα, κτλ. Τα κριτήρια αυτά, επίσης, αξιολογούνται διαφορετικά από κάθε φορέα. Στην ιδανική περίπτωση, στόχος θα ήταν ο κατάλληλος προγραμματισμός εκπαιδευτικών επισκέψεων ώστε να μεγιστοποιείται η ικανοποίηση τόσο των εκπαιδευτικών μονάδων όσο και των φορέων που επιβλέπουν σημεία ενδιαφέροντος. Στη Θεωρία Γραφημάτων ο γάμος εκφράζεται μέσω προβλημάτων ταιριάσματος (matching problems) σε γραφήματα όπου οι ακμές αναπαριστούν συμβατότητα, δηλ., δύο κορυφές που συνδέονται με ακμή μπορούν να ταιριαστούν ή να "παντρευτούν". Ταίριασμα σε δοσμένο γράφημα είναι ένα υπογράφημά του στο οποίο κάθε κορυφή έχει βαθμό 1. Όταν στο ταίριασμα υπάρχουν όλες οι κορυφές του γραφήματος, το ταίριασμα καλείται πλήρες (perfect matching). Στόχος των προβλημάτων ταιριάσματος είναι η δημιουργία μέγιστου πλήθους συμβατών ζευγαριών. Επιπλέον, ένα ταίριασμα καλείται σταθερό (stable) όταν δεν υπάρχουν ζευγάρια που τα μέλη τους να προτιμούν το ένα το άλλο περισσότερο από τους συντρόφους τους στο ταίριασμα. Στο πλαίσιο της βασικής εκδοχής του γραφοθεωρητικού Προβλήματος του Σταθερού Γάμου (the Stable Marriage Problem - SMP), δίνονται δύο ισομεγέθη σύνολα αγοριών, Β, και κοριτσιών, G. Κάθε μέλος του συνόλου B (αντίστοιχα του G) διατηρεί τη δική του διαταγμένη λίστα προτιμήσεων για κάθε στοιχείο του συνόλου G (αντίστοιχα του B). Οι προτιμήσεις δεν είναι κατ’ ανάγκη συμμετρικές και δεν μεταβάλλονται. Στόχος του προβλήματος είναι η δημιουργία σταθερού πλήρους ταιριάσματος, δηλ., η πραγματοποίηση σταθερού "γάμου" μεταξύ όλων των συμμετεχόντων. Το Πρόβλημα του Σταθερού Γάμου έχει μελετηθεί εκτενώς στην βιβλιογραφία, κυρίως λόγω της ευρείας πρακτικής εφαρμογής του σε πολλούς διαφορετικούς τομείς. Επιπλέον, η ανάπτυξη του αλγορίθμου των Gale και Shapley [D. Gale, L. S. Shapley. College Admissions and the Stability of Marriage. American Mathematical Monthly, 69, pp. 9–14, 1962] για την επίλυσή του έφερε σημαντικές αλλαγές, ιδιαίτερα στους κλάδους των Οικονομικών, της Υγείας και της Πληροφορικής. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας προτείνουμε ένα web-based σύστημα αυτόματου προγραμματισμού εκπαιδευτικών επισκέψεων. Ειδικότερα, μετατρέπουμε το πρόβλημα προγραμματισμού εκπαιδευτικών επισκέψεων σε στιγμιότυπο του Προβλήματος του Σταθερού Γάμου και χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο των Gale και Shapley επιτυγχάνουμε προγράμματα εκπαιδευτικών επισκέψεων που είναι ικανοποιητικά τόσο για τις εκπαιδευτικές μονάδες όσο και για τους φορείς που επιβλέπουν σημεία ενδιαφέροντος.