[發明專利]一種基于Python的“智能停車場”在線教學系統

在審

• 申請號: 202010021786.0
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111258552A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 陳惠香;歐陽佳;鄧文新;余世娟
• 申請（專利權）人: 廣東技術師范大學
• 主分類號: G06F8/20
• 分類號: G06F8/20;G09B5/08;A63F13/52
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 陸瀅炎

本發明公開了提供了一種基于Python的“智能停車場”在線教學系統，屬于計算機與網絡技術領域。本發明所述在線教學系統，首次利用“智能停車場”在線演示趣味游戲模型，通過可視化的方式模擬展示信息技術課中數據結構和算法初步的部分知識點，趣味性強，學習體驗效果好，可以實現課前預習、課中演示輔助講解、課后復習強化等功能。系統結構簡單、使用方便、運行快速穩定，當用戶訪問本系統時，只需要使用有一個Web瀏覽器即可，不需下載安裝其他的軟件應用。此外，本系統已在IE9+、360瀏覽器、QQ瀏覽器、搜狗瀏覽器、FireFox、Chrome等瀏覽器上通過測試。系統的服務程序對用戶而言是透明的，用戶只需打開系統發布的網址即可訪問。

技術領域

本發明屬于計算機與網絡技術領域，特別是涉及可視化動態模擬在線教學系統。

技術背景

Python語言的由于簡潔性、易讀性以及可擴展性，在國外用Python做科學計算的研究機構日益增多，一些知名大學已經采用Python來教授程序設計課程。例如卡耐基梅隆大學的編程基礎、麻省理工學院的計算機科學及編程導論就使用Python語言講授。眾多開源的科學計算軟件包都提供了Python的調用接口，例如著名的計算機視覺庫OpenCV、三維可視化庫VTK、醫學圖像處理庫ITK。而Python專用的科學計算擴展庫就更多了，例如如下3個十分經典的科學計算擴展庫:NumPy、SciPy和matplotlib，它們分別為Python提供了快速數組處理、數值運算以及繪圖功能。因此Python語言及其眾多的擴展庫所構成的開發環境十分適合工程技術、科研人員處理實驗數據、制作圖表，甚至開發科學計算應用程序。

在現有的計算思維培養課程中，數據結構和算法初步的部分知識點由于比較抽象，特別是對于初高中學生來說，理解有一定難度，傳統的教學模式主要依靠教師面授講解，不利于激發學生學習的主動性和積極性，而且很難隨時實現遠程教學并方便學生在課前預習和課后復習強化。隨著計算機技術的不斷發展，在線教學系統不斷改進升級，但目前尚沒有一種基于Python的、結構簡單、操作方便且能夠以可視化方式形象地展示高中信息技術課中數據結構和算法初步的部分知識點的在線教學系統。

發明內容

針對以上技術問題，本發明提供了一種基于Python的“智能停車場”在線教學系統，利用“智能停車場”在線演示趣味游戲模型，通過可視化的方式模擬展示信息技術課中數據結構和算法初步的部分知識點，趣味性強，學習體驗效果好，可以實現課前預習、課中演示輔助講解、課后復習強化等功能。

本發明包含以下技術方案：

一種基于Python的“智能停車場”在線教學系統，包括前端、后端以及負責前端與后端通信的數據傳輸模塊；所述前端負責與用戶之間的交互，包括可供用戶點選的圖標以及可視化反饋用戶操作結果的“智能停車場”游戲界面，通過“智能停車場”游戲界面可視化地展示數據結構知識點；所述后端包括服務器，負責接收用戶在前端的通過點選圖標下達的命令，并將相應的處理結果反饋到游戲界面；所述系統采用瀏覽器/服務器(B/S)架構，使用前后端分離的技術，通過ajax的技術異步獲取頁面數據，以純Web方式發布應用功能，系統為純前端功能型網站。該系統結構簡單、使用方便、運行快速穩定，當用戶訪問本系統時，只需要使用有一個Web瀏覽器即可，不需下載安裝其他的軟件應用。此外，本系統已在IE9+、360瀏覽器、QQ瀏覽器、搜狗瀏覽器、FireFox、Chrome等瀏覽器上通過測試。系統的服務程序對用戶而言是透明的，用戶只需打開系統發布的網址即可訪問。

進一步的，該系統為純前端功能型網站，前端界面使用React前端技術棧(Redux+Router-antd UI)搭建頁面，網頁中作為網站核心的可視化小游戲使用Html5新增的canvas繪圖技術開發實現。

作為可選方式，在上述在線教學系統中，通過對停車場的建模模擬數組的概念、創建、遍歷以及插入操作。