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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

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）52-0223-03

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：

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。

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。

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

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。

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。

（一）建立题库

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。

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。

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]

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？

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]

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。

（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。

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。

2.评价运算。评价总成绩的公式为：

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：

3.闖关流程。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。

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。

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.