Все учебные дисциплины, входящие в план, связаны между собой, то есть в более поздних по времени изучения дисциплинах используется информация из ранее изученных без ее конкретизации, т.е. предполагается, что обучаемый знает, какой смысл вкладывается в то или иное определение или понятие.

Модуль, информационная база которого используется для последующего изучения других модулей, будем называть предком по отношению к этим модулям. Модуль, который использует информационную базу ранее изученных модулей, будем называть потомком по отношению к этим модулям.

Каждой дуге, отражающей связь модулей, можно поставить в соответствие некоторое число - тесноту связи. Тогда имеем некоторый граф, называемый графом связанности учебного материала.

Но если содержание обучения является связанным, то на качество его усвоения влияет его расположение во времени. Течение времени будем отслеживать понедельно, начиная с 0, т.е. начало первого семестра – 0.

Для прочного усвоения материала необходимо соблюдение логичности его изложения, т.е. модуль-предок должен изучаться раньше, чем модуль-потомок, чтобы введенные в нем понятия к моменту начала изучения модуля-потомка были известны обучаемому.

На процесс осмысленного запоминания влияют такие факторы, как структура материала, образование ассоциативных связей между понятиями, частота использования понятий.

Особенностью человеческой памяти является забывание информации, если она не повторяется в течение длительного промежутка времени. Поэтому чем меньше будет промежуток времени между информационно связанными модулями, тем лучше будет усвоен материал.

На этих соображениях основан выбор критерия минимизации суммарной величины временных разрывов между информационно связанными между собой модулями учебного плана с учетом тесноты связи.

Коэффициент f определяется из соотношения

Для возможности отбора наиболее важных для специальности модулей в план каждому модулю ставится в соответствие коэффициент значимости модуля для профессиональной подготовки.

Кроме того, алгоритм задачи предусматривает следующие ограничения, налагаемые на план:

1. Календарное время окончания реализации любого раздела учебной дисциплины не должно превышать установленного срока обучения в вузе.

2. Количество дисциплин  в плане не более заданного.

3. Количество дисциплин в семестре не более заданного.

4. Количество учебных часов в неделю не должно превышать заданной нормы.

5. На каждой учебной неделе сумма аудиторных часов занятий с учетом времени на самостоятельную работу не должна превышать недельного ресурса времени на аудиторные занятия и самостоятельную работу.

6. Начало и окончание изучения любого учебного модуля должно находиться "внутри" какого-либо семестра.

7. Интенсивность изучения каждого модуля на любой учебной неделе должна находиться в границах, заданных для соответствующей учебной дисциплины.

8. "Внутри" семестра интенсивность изучения любой учебной дисциплины должна быть величиной постоянной (это требование непосредственно отражает принцип типовой учебной недели при составлении учебного плана).

9. Изучение разделов должно быть организовано таким образом, чтобы обеспечить временное согласование связей между разделами (использование сведений из разделов может начинаться только после того, как эти разделы изучены).

Обеспечение этого ограничения не всегда возможно, поэтому его нарушение можно включить в критерий, допустив таким образом его нарушение.

10. По одной дисциплине в семестре планировать либо экзамен, либо зачет.

11. Количество экзаменов в одном семестре не более заданного.

12. Количество зачетов в семестре не более заданного.

13. В качестве рубежного контроля по дисциплине, изучаемой более одного семестра, планировать зачеты, а экзамены только а тех случаях, когда лекционный курс по дисциплине занимает более 80 часов.

Для отбора наиболее важных модулей в план используются критерии максимизации суммарной профессиональной значимости модулей, включенных в план и максимизации суммарной обобщенной значимости модулей, включенных в план.

Для синтеза каждого учебного плана исходными данными являются следующие:

• график учебного процесса;
• список циклов дисциплин;
• список предлагаемых для изучения дисциплин;
• список учебных модулей с содержанием (тезаурусом) и расчасовкой (количество часов лекций, лабораторных работ, практических занятий, самостоятельной работы);
• нормы времени по дисциплинам: каждой дисциплине может соответствовать максимально допустимая интенсивность изучения;
• нормы времени по циклам дисциплин: для каждого цикла возможно указание минимального количества часов в цикле;
• список экспертов;
• результаты экспертного опроса по коэффициенту значимости каждого учебного модуля для профессиональной подготовки;
• результаты экспертного опроса по коэффициенту тесноты связи между модулями;
• список курсовых работ и проектов с множеством учебных модулей для каждого, после изучения которых планируется курсовая работа или проект.
• список “жестко” назначаемых по семестрам модулей.

Назначение некоторых модулей “жестко” в определенные семестры.

Это может потребоваться для слабо информационно связанных с остальными модулей, но обязательных к обучению. В частности, для технических специальностей, это цикл гуманитарных и социально-экономических дисциплин. Дисциплины этого цикла можно назначить в нужные семестры. При этом уменьшается на соответствующую величину объем оставшегося учебного времени в семестре.

Отделение “жестко” назначенных модулей от графа связности.

Для каждого “жестко” назначенного модуля нужно задать параметр - отделять его от графа связности или нет. В случае отделения все связи, входящие в модуль и выходящие из него, отбрасываются и не анализируются. Этот модуль получается оторванным от графа связности. Он не является ни для каких других модулей базой и не использует базу других модулей. В случае, когда модуль не отделяется, все связи, входящие в него и выходящие из него, анализируются.

Назначение всех модулей без предков сразу в первый семестр или начинать заполнение только с одного модуля.

Во втором случае начальных вариантов расчета будет столько, сколько имеется модулей без предков в графе связности. В этом случае при большом количестве таких модулей значительно (в несколько раз) увеличивается время расчета.

Задание количества вариантов, которые оставляются для дальнейшей обработки после расчета каждого семестра.

Рекомендуемое значение - 20. При увеличении этого числа увеличивается время расчета. При уменьшении - могут быть удалены перспективные варианты заполнения учебного плана. Если быстродействие ПЭВМ позволяет увеличить это число, то рекомендуется это сделать, т.к. это позволяет обработать большее количество вариантов заполнения.

Выбор критерия оптимизации. Пользователь имеет возможность провести синтез плана по различным критериям, а именно:

• максимизация суммарной значимости модулей, включенных в план с учетом связности;
• максимизация суммарной обобщенной значимости модулей, включенных в план без учета связности;
• максимизация суммарной обобщенной значимости модулей, включенных в план с учетом связности.

Результатом расчета является  учебный план, состоящий из наиболее важных для профессии исходных модулей, разнесенных по семестрам оптимальным для усвоения образом в смысле выбранного критерия.