風電機組裝配課程教學與技能培養深度融合探索*

◆王艷 黃建鵬 何智洋 陳文明

風電機組裝配課程教學與技能培養深度融合探索*

◆王艷 黃建鵬 何智洋 陳文明

闡述針對風電機組裝配課程不同內容所采用的不同的教學方法，通過這些方法的實施，學生可以更好地掌握風電機組的整體結構、內部結構以及裝配工藝的相關技能，為學習后續的專業課程以及職業能力打下良好的基礎。

風電專業；風電機組裝配；職業崗位能力

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.14.061

1　引言

風力發電作為清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。從2009年開始的風電整機廠家的突增導致的風電行業的不可控性，到國家宏觀調控政策下的優勝劣汰，最終保持中國的風電維持在一個較穩定的發展層面，經過兩年多的低迷期，中國風電行業開始走上正規道路并可以與世界風電行業相抗衡。

隨著風電行業的發展，所需要的專業型人才也越來越多，如風機裝配、風機調試以及風機運維及相關周邊產業。國內僅有少數職業院校開設了風電專業，高職風電專業教學從裝配、調試、運維等多方面培養學生的職業能力，使學生一畢業，經過簡單的入職培訓即可到風電車間、風電場從事裝配以及運維調試工作，為風電專業注入急需的專業性技能人才。

風電機組裝配是高職風電專業一學年開設的一門職業崗位能力核心課程，通過本課程的學習，可以讓學生全面掌握風機的整體結構、內部結構、主要裝配工具的使用以及基本的車間裝配工藝等。在實踐性較強的專業課教學中，如何將理論知識的傳授與技能培養有效結合，進一步提高教學效率和培養學生的專業技能，一直是高職專業課教師積極探索的問題。筆者進入企業調研，凝練、設計教學內容，通過湖南電氣職業技術學院省級特色專業課程風電機組裝配課程的教學實踐，在課程教學與技能培養深度融合方面獲得較為成功的經驗。

2　課程內容的組織與安排

按照技術技能型人才培養的基本要求，對學生職業崗位能力進行分析，對接職業崗位標準。本課程主要目標是培養學生對風電機組的結構認知、工具使用以及風電機組的裝配工藝技能。將風電機組裝配課程的學習內容劃分為四大部分，分別為：

1）風電機組結構認知，包括直驅和雙饋這兩種主要的兆瓦級機型的整體結構特點及內部結構，以及兩種機型各自的優缺點比較；

2）裝配工具的準備及使用方法，主要是指機械裝配工具（如扭力扳手等）以及電氣測量儀器；

3）兆瓦級風機裝配工藝的理論學習與技能培養；

4）小型風力發電機組的結構認知、裝配工藝制作及拆裝實訓。

3　理論教學與技能培養的深度融合

實訓條件與雙師型教師團隊 湖南電氣職業技術學院作為校企深度合作辦學的院校之一，與企業合作共同開發建設專業實訓室，整合了各項優質教學資源，從小型風力發電機組到2 MW的大型風電機組的裝配聯調，均有相應的實訓設備。如何在教學環節中合理利用這些技術已經成熟的整機設備并開發相關的教學資源，是風電機組裝配這門課程改革的任務之一。

任何一個機械組件的裝配都有規范的工藝流程要求，所以工藝要求及標準是本門課程重點學習的內容之一。單純的流程性的工藝講解無味無趣，為了將這些教學內容結合實際的職業技能要求進行合理的優化整合，需要授課教師深入企業調研學習、實習，了解產品的結構、生產工藝、操作規范等，并熟悉企業工藝文件的編制標準和要求。因此，本課程的教師團隊由來自于企業的技術人員和通過企業實習鍛煉的“雙師型”教師組成，通過教學實踐，取得良好的教學效果。

教學內容的優化整合 為了讓學生可以盡快掌握裝配的工藝，在此之前需要對各項基礎知識進行理論學習，根據職業崗位技能培養要求以及學生認知的教學規律，將教學內容進行整合劃分，教學內容劃分為三大模塊。

1）結構認知。要掌握風電機組的裝配工藝，首先要熟悉的是一臺風機的結構組成，包括整體結構、內部結構。整體結構主要是指一臺整體從外觀可以看到的一些大的結構件，如葉片、輪轂、發電機、塔筒等；內部結構就細化到風機內的零部件，如控制系統組成、偏航系統組成、變槳系統組成等。通過熟悉內部結構可以知道機械部件之間是如何通過電氣控制形成一套系統來實現風機的部分控制功能的。

一是利用校企共建的實訓基地，可指導學生認知兆瓦級風機的機組的整體結構。學生可零距離接觸兆瓦級整機設備及小型風力發電機組等企業產品，通過實物了解、多媒體演示等，展示不同風機廠家不同機型的外觀結構，存在的差異以及差異點存在的原因。學生在掌握整機廠家的信息的情況下，熟悉廠家主流風機的類型以及基本的參數，熟悉不同風機類型之間存在的整體結構差異，為以后到不同風機廠家工作打下良好基礎。

二是引入風電場及風機培訓軟件，利用培訓軟件的二維、三維動畫以及講解，讓學生對風機的內部結構熟悉到位，熟悉所有風機的零部件以及工作原理。每個部件演示的時候都會進行詳細的講解，主要講解的是兆瓦級風機的兩種機型：雙饋與直驅風機的內部結構。

2）工具使用。利用學校現有的風機裝配工具，實物演示或者視頻演示裝配工具的使用方法及注意事項，講解完成之后，讓學生通過課堂演示了解工具的正確使用方法，并注意到哪些是常見的錯誤使用方法。

3）工藝學習。XE系列機型是目前國內直驅風機的代表性產品，可靠性與穩定性均處于國內技術的領先水平。學生在校內實習基地完成基礎性訓練后，利用湖南電氣職業技術學院企業辦學的優勢，可組織學生到兆瓦級風電車間對直驅風機的部件以及車間裝配工藝進行學習，針對裝配安全、基本工藝及操作規范等方面的問題，請技術人員現場教學和解釋，滿足學生探索求知的欲望，提高他們學習的積極性和創造性。

教學過程理實一體

1）基礎知識認知。教學過程以教師為主、學生為輔，學與做相結合，靜與動相配合。在學校的兆瓦級整機實訓室，參照企業的裝配工藝卡片，根據企業的認知學習以及之前的理論知識學習，教師帶領學生對比實物對基礎知識進行詳細的認知學習，理論聯系實踐，突出重點和難點，現場考核學生對基礎知識的掌握程度，根據考核結果再加強相關知識的講解、學習及應用，讓學生切實掌握理論基礎，為后續的技能培養實訓奠定良好的基礎。

2）技能培養實訓。實訓過程以學生為主、教師為輔，教師指定機組關鍵零部件進行裝配，學生分組自主制定安全守則、裝配準備工作及裝配工藝卡片，教師進行指導，最終每組確定自己的實施方案。并著手進行操作，最終將各組的文字、圖片等資料整理匯總，用作教學項目開發的資源之一。

在方案實施過程中，教師全程監督，確保操作的安全和規則，違背安全或工藝準則要求或者實施過程中遇到困難的，一概停止相應操作，對本組的方案進行修改，確保每個環節都嚴格按照相關標準進行，培養學生的安全意識、標準意識及規范意識，培養他們的基本職業技能。

3）生產實習實踐。此門課程安排了兩周的企業生產實習實踐，將學校所需的知識點應用到實際生產過程中。

生產實習實踐采取一帶二的方式，即：一個企業師傅帶領兩名學生，先熟悉車間的安全規范及生產裝配內容和流程，再熟悉實踐裝配的工藝過程及要求。

學生從擰一顆螺栓開始啟動裝配的實踐過程，慢慢過渡到可以在師傅的指導下對風機的主要零部件進行裝配，并保證裝配過程及工藝完全滿足技術要求。

整個實踐過程以師傅帶徒弟式教學，學生動手操作，教師輔助指導，學生按生產流程完成指定內容的學習、實踐及總結。

技能考核方法改革

1）考核內容。通過上述知識的學習及實訓，學生應具備基本的裝配工藝技能，為了考核學生對工藝的掌握程度，本課程安排了如下內容作為學生技能考核的內容。

由于大型風力發電機組體積大，對整機進行拆裝存在一定的難度，因此，整機拆裝技能考核就安排在模擬的直驅型風電機組實訓室進行。

模擬機組在內部結構上進行了簡化，但是各種關鍵零部件均具備，而且模擬機組在拆前和組裝完之后，經過簡單的調試即可驗證裝配的工藝是否滿足要求。

對于之前的基礎知識，因在課程學習完成后，此時學生對機組的結構及裝配工藝應該已經熟悉，經過簡單的測試即可讓他們獨自制訂本機組拆裝的所有方案，此時每個學生都要按照自己的思路去制訂拆裝方案，教師不再給予一一審核，要求學生間進行互評，根據互評的結果再對自己的方案進行修改，然后最終推出來三份比較理想的實施方案用于學生實際操作的參考，同時也納入后續教學項目的資源。

對拆裝方案，學生在課堂上全程自主獨立完成，并共同對方案進行研究和完善，教師的主要任務是確保人機安全，除此之外，會將方案制訂過程中需要用到的各種資料以及之前知識學習及操作等相關資源提前提供給學生，供其參考。

2）考核方法。本門課程的技能考核成績由以下三部分組成。

①教師考核：最終教師會對學生的實施方案進行評價，并對考核內容的實施過程進行考核。教師考核占總成績的的50%。

②自我評價：學生對整個技能考核的過程進行自我評價，本著誠實誠懇的原則。自我評價占總成績的20%。

③學生互評：學生相互之間對考核過程進行評價。互評成績占總成績的30%。

教學效果明顯 本課程采用現代化的教學方法，在課程教學時理論教學與技能培養緊密結合。教師在講授時運用多媒體課件、網絡教學資源等現代化手段，使用真實的風機設備作為載體，將企業的裝配工藝完整地呈現出來，利用學生對實際制造生產裝配過程的興趣度，提高學生學習的積極性以及職業技能能力。大部分學生可以自覺完成教師布置的各項任務，而且能夠積極動腦思考，提出問題、解決問題，為以后從事風電行業的工作奠定良好的基礎。

4　總結

通過對風電機組裝配課程在理論教學及技能培養方面的優化整合，優化學習，實現預期的教學目標，讓學生最優化地掌握該門課程要傳達的知識及技能信息。

風電機組裝配課程對于理論知識及工藝技能都有很高的要求，所以學生要以理論知識學習武裝自己，再將理論知識及技能要求合理整理運用到實踐中去。理論講解除了傳統的講授法，融入各種信息化教學方法及現代化的教學理念。前期過程以教師為主、學生為輔，學與做相結合，靜與動相配合，充分利用優勢資源，積極調動學生學習的思考能力、學習能力、創造能力和解決問題的能力，為學生以后學習其他風力發電相關課程以及職業能力打下良好的基礎；后期以學生為主、教師為輔，鞏固鍛煉學生之前掌握的各項技能，實現理論與實踐的深度融合。■

［1］葉云洋，等.風力發電機組的安裝與調試［M］.北京：化學工業出版社，2014.

［2］王昌國，等.風力發電設備制造工藝［M］.北京：化學工業出版社，2013.

G712

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1671-489X（2016）14-0061-03

*項目來源：湖南教育科學“十二五”規劃課題“基于校企共同體模式下的風電專業課程教學改革研究與實踐”（基金編號：XJK013CZY129）。

作者：王艷，湖南電氣職業技術學院電氣與信息工程系中級工程師，主要從事風電機組控制及調試方面的工作；黃建鵬、何智洋、陳文明，湖南電氣職業技術學院（411101）。