闯关式发动机修理在线教学系统方案设计
孙志丹，冉东岳，马冬冬，王 斌，宋胜利
（陆军工程大学，江苏 南京 210007）
摘 要 ：文章介绍的系统是将发动机修理相关知识和技能以闯关进阶的方式进行教学的在线系统，主要讲解系统的功能、评价体系和系统架构。
关键词： 闯关式教学；发动机修理；在线系统
一、引言
发动机修理是一项烦琐且复杂的工作，也是教学的一个难点，如果按部就班地教学，学生不容易记住和掌握修理知识。闯关式发动机修理在线教学系统将发动机修理所需的知识、技巧和方法融入在一起，并结合游戏元素，采用闯关晋级等手段，从而激发学生的兴趣，达到寓教于乐的效果。
二、系统功能
本系统包括三大模块，若干子模块，功能如图1所示：
图1 系统功能图
用户管理模块中，除了【登录注册】、【修改密码】、【删除用户】等基本功能外，重点是可以对用户（训练人员）的等级进行管理，训练人员的等级包括技工、技师、高级技师三级，其中技工包括初级、中级、高级三个层次。新用户注册后，默认等级为初级技工，经过【维修闯关】后可以晋级，也可以在【等级管理】模块中进行配置。
题库管理主要实现题库的上传、编辑与生成功能。此外，个人闯关评测或多人比赛后，可以在线评分。
试验点耕地土壤质地为壤土，土层中厚，大部分在0.5-1.0m之间，土壤类型为栗钙土。耕作层土壤有机质含量1-1.8g/kg，碱解氮23-112mg/kg，速效磷0.8-6mg/kg，速效钾75-510mg/kg，pH值7.8。
个人评测是从发动机的基本原理、故障诊断与排除等角度对学生的知识水平和能力进行测评，测评或闯关通过后，用户可以升级，相应的等级可以提高。
三、系统架构
（一）架构方式
系统采用BS架构，即服务器（Server）/浏览器（Browser）架构方式，同时充分发挥客户端的CPU、内存等硬件资源。系统部署图如图2所示：
图2 系统部署图
图2中，系统主要包括服务端与客户端两大部分，中间采用以太网相连。其中服务端包括数据库服务器、Tomcat服务器和Web Service服务器，分别用于存放管理数据、对外提供网络服务和Web Service服务。客户端可以有多种形式，包括笔记本电脑、台式机、手机等。
（二）技术架构
系统采用SSM软件技术架构，即Spring+Spring MVC+MyBatis方式，分别实现业务层逻辑处理、表示层控制和持久化管理等功能，如图3所示。
图3 软件技术架构
从图3可以看出，数据库处理层用于对数据进行管理，并持久化到数据库，同时为业务逻辑层和Web Service服务层提供数据接口。客户层通过表示层将请求发送到控制层，再由控制层转交给业务逻辑层，从而实现数据从客户到数据库的连接。同时Web Service服务层作为公共服务，可以为各层提供公共服务。
（三）关键技术
3.维护调整及保养。发动机的维护调整是对发动机进行保养优化的重要工作之一，如气门间隙调整、喷油正时调整如何实现？
四、闯关设计
维修闯关是系统的核心功能之一，闯关之前首先需要建立题库和评价体系，然后由自测人员进行闯关训练。
表1 系统关键技术或产品
（一）建立题库
4.部件拆装。发动机的部件如何拆卸和安装，拆装过程的注意事项是什么？[7]
题库分为六大类，分别为发动机基本组成、结构原理、维护调整及保养、部件拆装、初级故障排除、综合故障排除。重点考察内容如下：
1.发动机基本组成。柴油机四大系、汽油机五大系分别是什么？两大机构分别是什么？各组成结构名称是什么？能够识别主要零部件。
式（6）中，Winb和Wiqb分别定时虚拟操作时完成数量及质量的权重值，Nb和Qb分别为各自基准值，Nitb和Qitb分别为测试过程中各自成绩。
根据图3描述，本系统采用分层结构处理方式，不同层次采用不同的技术，各层关键技术如表1所示。
题库重点从工程装备内燃机、底盘的日常保养、维护、故障诊断与排除出发，着重对应试者故障诊断排除知识问答、理论知识、虚拟操作进行考查，从而多角度评价其水平。
4．中国的明治文学本质研究，在文学研究方法、研究内容重心选择甚至结论的获得等方面，受日本影响较大，能找出与日本的一一对应关系，原创研究较少。
我竟然学会了自己做东西吃，锅里放上米和黄豆煮上，就着也能吃。再后来，我破天荒学会了煎豆腐，迷黄的豆腐在热油下面滋滋颤动着，香味馋得我口水都来了。
（二）评价体系
1.评价过程。评价是考核的一个重要手段，也是是否过关的重要依据，同时能够全面了解学生是否掌握所学知识。评价过程包括具体内容考核、归一化处理、权重分配等主要环节，如图4所示。
图4 评价过程
图4中，通过基本理论、维护调整、故障排除的所花时间、完成数量等指标数据来对结果进行评价。但是各种考核的所需时间不一样，完成数量的含金量也不相同，因此需要进行归一化和权重分配处理。
Ai为二元组，其值为：
2.评价运算。评价总成绩的公式为：
式（1）中，score为闯关总成绩，∑Ai为基本理论考核的总成绩，∑Bi为维护调整考核总成绩，∑Ci为故障诊断与排除总成绩，Gi为应试者的等级系数。
归一化就是将各项指标除以基准值，从而得到该指标所获得的成绩。权重分配由完成工作的复杂决定，难度越大，权重越高，反之权重越低。
式（2）中，Ait和Aiq分别为经过归一化和权重处理后的值，公式为：
式（3）（4）中，Wita、Wiqa为各自的权重值，Ta、Qa为各自的基准值。Tia、Qia为应试者测试过程中取得的实际成绩。
将式（3）（4）用矩阵表示应试者测试的单次成绩为：
式（5）可以看出，矩阵左侧为权重值，右侧为单次成绩除以基准值，因此当需要增加对应试者进行考核时，仅需在矩阵中增加对应的维度即可。所以虚拟操作、理论考核可以在式（5）中直接合并，如式（6）所示：
5.故障排除。具备初级故障排除和综合故障排除能力，如内燃机敲缸、拉缸响的原因是什么？发动机温度过高或过低的原因是什么？如何排除等。
十九大报告指出，中国特色社会主义进入了新时代，但《共产党宣言》中的全球空间思想依然对新时代的全球空间形成和发展具有指导意义和启示，中国倡导构建的人类命运共同体，需要以马克思主义全球空间思想为理论指引，并立足于当代实践，以物质利益为基础，建立世界人民的价值共识，推动全球空间治理新秩序的形成，保障全球空间发展的正确方向。
（1）冷料冷补。冷料冷补技术属于应急性修补工艺，先将坑槽病害开槽成型，再将松散物、淤泥或灰尘清理洁净，最后倒入冷补料并压实[3]。该技术的冷补料可以长期贮存，坑槽修补快捷方便，但存在修补寿命较短，冷补料价格偏高等不足，不宜作为全线日常修补技术。
2.结构原理。柴油机四大系、汽油机五大系、两大机构的工作原理是什么？如柴油机PT喷油器、PT泵的工作原理和特点是什么？汽油机冷却系的工作原理与工作过程分别是什么？[6]
结合式（1）和（6），本系统评价体系的成绩可以归纳为：
式（7）中，Wi矩阵为各自权重值，Si为单科成绩值，Li为基准值，Gi为参试人员等级修正系数。
打工潮、下海潮、创业潮，潮潮相继，人人寻求人生出彩；开发区、保税区、高新区，区区选代，处处争抢发展先机。
技术类岗位对“团队合作精神”、“语言表达沟通能力”、“分析处理问题能力”等综合素质提出了较大要求。在职业技能方面，企业对“网站建设与开发”、“网页平面设计”、“编程语言(Java、C++)”，以及“数据库管理(Oracle、SQL等)”等有较大的需求。同时，有接近40%的岗位要求会“英语”。可见，除必备的专业技能要求外，企业对于团队合作能力、跨文化交流等外籍应聘者的综合素养同样重视。
3.闯关流程。每个应试人为5个等级，分别为初级技工、中级技工、高级技工、技师、高级技师。初次注册人员为初级技工，计算成绩符合上述公式后，可以逐步升级。闯关过程流程图如下：
图5 闯关流程图
图5中，首先按照前述内容建立题库和评价体系。应试者登录系统后，根据权限和实际情况可以调整自己等级，如果需要调整，待审批完成后以新等级进行测试。闯关开始前，由系统自动生成测试人对应等级的题库，并由应试者抽选题目。待考核完成后，系统给出评价结果，结果合格后闯关成功，否则闯关失败。
五、总结
本文首先介绍了闯关式发动机修理教学系统的基本功能，然后说明系统的架构方式，包括系统架构、技术架构和关键技术，最后讲解系统的核心功能，即闯关设计，包括题库管理、评价运算和评价流程。
要让单张照片具有故事性，可以选择对你有特殊意义的事物，或是能与你产生共鸣的对象和场景来拍摄。画面中的每个元素都要考虑到。它能告诉观众什么？这个元素与画面中其他元素之间的关系意味着什么？
本系统既可以作为教学系统供学生学习、检测使用，也可以为学生之间的比赛提供参考。随着题库内容的增加，系统还可以为工程装备底盘、内燃机等课程教学服务。
2）注浆压力变化。注浆过程中，压力要在控制范围内，防止出现过大或过小现象，若压力过低，要检查是否漏浆或查找浆液是否通过地下某管道流走；压力过大，应检查是否管路或混合器被堵塞，施工时需要控制注浆压力小于规定的注浆压力值。
参考文献：
[1]https://blog.csdn.net/wqq/article/details/79032062
[2]https://blog.csdn.net/wisdom1201/article/details/79121773
[3]https://blog.csdn.net/u012410733/article/details/76732339
[4]https://baike.baidu.com/item/freemarker/9489366?fr=aladdin
[5]https://unity3d.com/
[6]姬慧勇,等.工程装备内燃机[M].国防工业出版社,2016.
[7]陈德阳,刘浩.汽车发动机构造与拆装[M].人民交通出版社股份有限公司,2017.
Design of Online Teaching System for Passing Levels Engine Repair
SUN Zhi-dan,RAN Dong-yue,MA Dong-dong,WANG Bin,SONG Sheng-li
(Army Engineering University,Nanjing,Jiangsu 210007,China)
Abstract: The system introduced in this paper is an online system for teaching engine repair related knowledge and skills by passing levels way.It mainly explains the system's functions,evaluation system and system architecture.
Key words: teaching by passing levels;engine repair;online system
中图分类号： G642.41
文献标志码： A
文章编号： 1674-9324（2019）52-0223-03
收稿日期： 2019-02-15
作者简介： 孙志丹（1978-），男（汉族），江苏洪泽人，陆军工程大学讲师，硕士，主要从事内燃机、工程装备信息管理等教学与研究。