[发明专利]一种基于Python的“智能停车场”在线教学系统

说明书

本发明公开了提供了一种基于Python的“智能停车场”在线教学系统，属于计算机与网络技术领域。本发明所述在线教学系统，首次利用“智能停车场”在线演示趣味游戏模型，通过可视化的方式模拟展示信息技术课中数据结构和算法初步的部分知识点，趣味性强，学习体验效果好，可以实现课前预习、课中演示辅助讲解、课后复习强化等功能。系统结构简单、使用方便、运行快速稳定，当用户访问本系统时，只需要使用有一个Web浏览器即可，不需下载安装其他的软件应用。此外，本系统已在IE9+、360浏览器、QQ浏览器、搜狗浏览器、FireFox、Chrome等浏览器上通过测试。系统的服务程序对用户而言是透明的，用户只需打开系统发布的网址即可访问。

技术领域

本发明属于计算机与网络技术领域，特别是涉及可视化动态模拟在线教学系统。

技术背景

Python语言的由于简洁性、易读性以及可扩展性，在国外用Python做科学计算的研究机构日益增多，一些知名大学已经采用Python来教授程序设计课程。例如卡耐基梅隆大学的编程基础、麻省理工学院的计算机科学及编程导论就使用Python语言讲授。众多开源的科学计算软件包都提供了Python的调用接口，例如著名的计算机视觉库OpenCV、三维可视化库VTK、医学图像处理库ITK。而Python专用的科学计算扩展库就更多了，例如如下3个十分经典的科学计算扩展库:NumPy、SciPy和matplotlib，它们分别为Python提供了快速数组处理、数值运算以及绘图功能。因此Python语言及其众多的扩展库所构成的开发环境十分适合工程技术、科研人员处理实验数据、制作图表，甚至开发科学计算应用程序。

在现有的计算思维培养课程中，数据结构和算法初步的部分知识点由于比较抽象，特别是对于初高中学生来说，理解有一定难度，传统的教学模式主要依靠教师面授讲解，不利于激发学生学习的主动性和积极性，而且很难随时实现远程教学并方便学生在课前预习和课后复习强化。随着计算机技术的不断发展，在线教学系统不断改进升级，但目前尚没有一种基于Python的、结构简单、操作方便且能够以可视化方式形象地展示高中信息技术课中数据结构和算法初步的部分知识点的在线教学系统。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供了一种基于Python的“智能停车场”在线教学系统，利用“智能停车场”在线演示趣味游戏模型，通过可视化的方式模拟展示信息技术课中数据结构和算法初步的部分知识点，趣味性强，学习体验效果好，可以实现课前预习、课中演示辅助讲解、课后复习强化等功能。

本发明包含以下技术方案：

一种基于Python的“智能停车场”在线教学系统，包括前端、后端以及负责前端与后端通信的数据传输模块；所述前端负责与用户之间的交互，包括可供用户点选的图标以及可视化反馈用户操作结果的“智能停车场”游戏界面，通过“智能停车场”游戏界面可视化地展示数据结构知识点；所述后端包括服务器，负责接收用户在前端的通过点选图标下达的命令，并将相应的处理结果反馈到游戏界面；所述系统采用浏览器/服务器(B/S)架构，使用前后端分离的技术，通过ajax的技术异步获取页面数据，以纯Web方式发布应用功能，系统为纯前端功能型网站。该系统结构简单、使用方便、运行快速稳定，当用户访问本系统时，只需要使用有一个Web浏览器即可，不需下载安装其他的软件应用。此外，本系统已在IE9+、360浏览器、QQ浏览器、搜狗浏览器、FireFox、Chrome等浏览器上通过测试。系统的服务程序对用户而言是透明的，用户只需打开系统发布的网址即可访问。

进一步的，该系统为纯前端功能型网站，前端界面使用React前端技术栈(Redux+Router-antd UI)搭建页面，网页中作为网站核心的可视化小游戏使用Html5新增的canvas绘图技术开发实现。

作为可选方式，在上述在线教学系统中，通过对停车场的建模模拟数组的概念、创建、遍历以及插入操作。