學(xué)科競賽促進(jìn)學(xué)生能力的培養(yǎng)

[摘 ?要：當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)重視多種能力的培養(yǎng)，但目前在綜合應(yīng)用能力和發(fā)展能力方面的培養(yǎng)有所欠缺，文章以風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)為例，提出了利用大賽為契機(jī)，讓學(xué)生參與大賽賽項(xiàng)的訓(xùn)練和比賽，提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

Abstract：Contemporary college students should pay attention to a variety of ability，but at present in the cultivation of the comprehensive application ability and innovation ability lacks，based on Installation and commissioning of wind-solar complementary power generation system as an example，the proposed use of competition as an opportunity，lets the student participate in the training and competition，promoting the comprehensive practical ability of students.

關(guān)鍵詞：學(xué)科競賽;綜合能力;風(fēng)光互補(bǔ)

Key words：Discipline competition; comprehensive ability; wind and photovoltaic hybrid power]

就能力的范疇來說，當(dāng)代大學(xué)生都應(yīng)具備一定的基礎(chǔ)能力、應(yīng)用能力和發(fā)展能力，對于高職院校來說，一般都是通過構(gòu)建一個由基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課程以及專業(yè)實(shí)踐課程為核心的教學(xué)計(jì)劃，通過這些課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的理論水平和實(shí)踐能力，而實(shí)踐應(yīng)用能力主要是通過課程實(shí)踐環(huán)節(jié)和獨(dú)立實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)得到提升。以電氣自動化專業(yè)為例，其開設(shè)的電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、PLC應(yīng)用方面的課程都是面向?qū)嵱玫?，但在?shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)上大多都是驗(yàn)證性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，缺乏綜合性、應(yīng)用性、探索性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，特別是缺少跨學(xué)科的綜合應(yīng)用項(xiàng)目，學(xué)生學(xué)都的都是局部性知識或技能，這對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，特別是發(fā)展能力極為不利。近年來，教育部或行業(yè)協(xié)會推出了眾多的學(xué)科競賽項(xiàng)目，這些項(xiàng)目普遍具備綜合性、跨學(xué)科性的特征，如果能參與這些學(xué)科競賽項(xiàng)目或接受類似的訓(xùn)練，無疑能在很在程度上提高學(xué)生的應(yīng)用能力和發(fā)展能力。

1學(xué)科競賽與課堂教學(xué)

我國目前推出的高校學(xué)科競賽，特別是工科類的賽項(xiàng)大多都是面向大學(xué)生的科技創(chuàng)新活動，要求理論知識和實(shí)踐應(yīng)用能力相結(jié)合，重視面向應(yīng)用的實(shí)際動手能力的培養(yǎng)，也具備對學(xué)生創(chuàng)新能力的考查，另外，還要求有團(tuán)隊(duì)合作精神，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的有效手段。這些都是大學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位后迫切需要的能力。因此，學(xué)科競賽與課堂教學(xué)是相輔相成的，是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有力的補(bǔ)充和深化，從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度看，學(xué)科競賽還可以有效地營造出創(chuàng)新教育氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。對學(xué)校來說，學(xué)科競賽也能促進(jìn)學(xué)校的學(xué)風(fēng)建設(shè)，也能推動專業(yè)課程體系的優(yōu)化，以及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革。對教師來說，能促使老師不斷地更新自己的知識，跟蹤新技術(shù)或當(dāng)前熱門的應(yīng)用性技術(shù)，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，提升實(shí)踐指導(dǎo)能力?？梢?，不論對學(xué)生、教師、學(xué)校等多方面來說，學(xué)科競賽與課堂教學(xué)有很好的良性關(guān)系，組織好學(xué)科競賽意義重大。

2風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要是指由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池組件、風(fēng)光互補(bǔ)控制器、儲能蓄電池以及逆變器構(gòu)成，通過風(fēng)力、太陽能發(fā)電，由風(fēng)光互補(bǔ)控制器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，例如無風(fēng)時(shí)主要靠太陽能發(fā)電，晚上無太陽能則可利用相對較充沛的風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，同時(shí)，通過逆變器為負(fù)載設(shè)備提供電能供給，并將多余的電能充入蓄電池實(shí)現(xiàn)儲能，當(dāng)無風(fēng)、無陽光時(shí)可利用蓄電池對負(fù)載設(shè)備供電。

教育部推出的“風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)”是基于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的功能進(jìn)行模擬的一個賽項(xiàng)，主要針對電氣自動化、機(jī)電一體化等專業(yè)學(xué)生。主要由光伏供電裝置、風(fēng)力供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等六大系統(tǒng)構(gòu)成。

2.1光伏供電裝置

主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器及控制盒、水平方向和俯仰方向擺桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)組成。投射燈模擬太陽光，照射到光伏電池組件發(fā)電，水平方向和俯仰方向擺桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)可以在PLC程序的控制下，手動或自動調(diào)整光源的角度，以便得到最高效的光能/電能的轉(zhuǎn)換。

2.2風(fēng)力供電裝置

主要由永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、測速儀、軸流風(fēng)機(jī)、單相交流電動機(jī)、風(fēng)場運(yùn)動機(jī)構(gòu)等設(shè)備與器件組成。軸流風(fēng)機(jī)用來模擬風(fēng)源，單相交流電動機(jī)和風(fēng)場運(yùn)動機(jī)構(gòu)在PLC程序的控制下用于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片對準(zhǔn)風(fēng)源的方向。

2.3光伏供電系統(tǒng)

主要由光伏電源控制單元、輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP信號處理單元、PLC控制器、開關(guān)電源等組成。負(fù)責(zé)光伏供電裝置中的運(yùn)動裝置的控制，以及光伏發(fā)電的負(fù)載電流、蓄電池充電電流的控制等。

2.4風(fēng)力供電系統(tǒng)

主要由風(fēng)力電源控制單元、風(fēng)電輸出顯示單元、觸摸屏、風(fēng)力供電DSP控制單元、PLC控制器、變頻器等組成。負(fù)責(zé)風(fēng)力供電裝置中的運(yùn)動裝置的控制，以及風(fēng)力發(fā)電的負(fù)載電流、蓄電池充電電流的控制等。

2.5逆變與負(fù)載系統(tǒng)

逆變與負(fù)載系統(tǒng)主要由逆變電源控制單元、DSP控制單元、單元、單相橋逆變單元、模擬負(fù)載等組成。負(fù)責(zé)對蓄電池直流電壓的DC-DC升壓，并通過逆變單元向負(fù)載提供AC200V的電源。

2.6監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、MCGS組態(tài)軟件、通信線等組成。主要通過組態(tài)軟件用計(jì)算機(jī)對光伏供電系統(tǒng)、風(fēng)力供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。

本賽項(xiàng)要求學(xué)生的能力是全方位的：光伏電站和風(fēng)力電站的搭建、導(dǎo)線的制作、布線以及調(diào)試、光伏發(fā)電輸出參數(shù)的測試、PLC控制程序的編寫、電子電路的分析、計(jì)算機(jī)組態(tài)控制軟件的編寫等。涉及的課程類別包括電子技術(shù)、PLC應(yīng)用、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、DSP技術(shù)等，是一個跨多門學(xué)科的綜合性的應(yīng)用項(xiàng)目，對學(xué)生應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都能起到非常重要的作用。

3風(fēng)光互補(bǔ)大賽促進(jìn)學(xué)生能力的培養(yǎng)

“風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)”所涉及的知識面廣，對學(xué)生能力有多方面的要求，且要求在規(guī)定的4個小時(shí)內(nèi)完成，這就對三名參賽選手的分工合作提出了較高的要求，要合理安排三人的分工，以及要有互幫的意識，這些無形的意識、精神層面上的東西對學(xué)生走上社會后作用其實(shí)是巨大的，但通常不會引人注意，在這種比賽項(xiàng)里卻有很好的體現(xiàn)。這項(xiàng)大賽能從多方面培養(yǎng)學(xué)生的能力，具體表現(xiàn)在如下幾方面：

動手能力：根據(jù)電原理圖制作上百條顏色不一、長度不一、粗細(xì)不一的各種連接線，且要完全符合電氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的接線端子，還要完成布線、測試、排錯。

分析能力：要分析光線傳感器控制盒、逆變電路、DC-DC升壓電路的電路原理。

測試能力：對光伏發(fā)電輸出參數(shù)、風(fēng)力發(fā)電輸出參數(shù)的進(jìn)行測試，并繪制出測試圖表。

編程能力：要編寫PLC控制程序，實(shí)現(xiàn)對光伏電池板對光源的自動跟蹤，實(shí)現(xiàn)風(fēng)場移動的模擬場境，還要編寫計(jì)算機(jī)端的組態(tài)軟件的開發(fā)，包括腳本程序的編寫，以及對通信協(xié)端口和通信協(xié)議的配置。

團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力：這規(guī)定的較短時(shí)間內(nèi)要完成大量復(fù)雜的工作，靠一人是不行的，必須通過團(tuán)隊(duì)合作才能完成，合理安排各個時(shí)間段的每個人的工作。

4結(jié)語

通過參與學(xué)科競賽能促進(jìn)學(xué)生多方面能力的培養(yǎng)，提高崗位適應(yīng)能力，我院19屆畢業(yè)生中參加過“風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)”訓(xùn)練和比賽的幾位同學(xué)在走上電力部門的工作崗位后，都能表現(xiàn)出基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)際動手能力強(qiáng)的特點(diǎn)，且比較好學(xué)有上進(jìn)心。這些都與在校時(shí)參加學(xué)科競賽相關(guān)，另外，其它同學(xué)看到他們的進(jìn)步也會激發(fā)起求知欲，會起到一定的示范作用。

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作者簡介

余梓唐（1966—），男，浙江義烏人，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)自動控制、人工智能。