學科競賽促進學生能力的培養

[摘 ?要：當代大學生應重視多種能力的培養，但目前在綜合應用能力和發展能力方面的培養有所欠缺，文章以風光互補發電系統安裝與調試賽項為例，提出了利用大賽為契機，讓學生參與大賽賽項的訓練和比賽，提升學生的綜合實踐能力。

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.

關鍵詞：學科競賽;綜合能力;風光互補

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

就能力的范疇來說，當代大學生都應具備一定的基礎能力、應用能力和發展能力，對于高職院校來說，一般都是通過構建一個由基礎課、專業理論課程以及專業實踐課程為核心的教學計劃，通過這些課程的學習，培養學生的理論水平和實踐能力，而實踐應用能力主要是通過課程實踐環節和獨立實踐課程的學習得到提升。以電氣自動化專業為例，其開設的電子技術、單片機技術、PLC應用方面的課程都是面向實用的，但在實踐環節教學上大多都是驗證性的實訓項目，缺乏綜合性、應用性、探索性的實訓項目，特別是缺少跨學科的綜合應用項目，學生學都的都是局部性知識或技能，這對培養學生的實際應用能力，特別是發展能力極為不利。近年來，教育部或行業協會推出了眾多的學科競賽項目，這些項目普遍具備綜合性、跨學科性的特征，如果能參與這些學科競賽項目或接受類似的訓練，無疑能在很在程度上提高學生的應用能力和發展能力。

1學科競賽與課堂教學

我國目前推出的高校學科競賽，特別是工科類的賽項大多都是面向大學生的科技創新活動，要求理論知識和實踐應用能力相結合，重視面向應用的實際動手能力的培養，也具備對學生創新能力的考查，另外，還要求有團隊合作精神，是培養學生綜合素質的有效手段。這些都是大學生畢業后走上工作崗位后迫切需要的能力。因此，學科競賽與課堂教學是相輔相成的，是實踐教學環節有力的補充和深化，從學生學習的角度看，學科競賽還可以有效地營造出創新教育氛圍，激發學生學習的積極性。對學校來說，學科競賽也能促進學校的學風建設，也能推動專業課程體系的優化，以及實踐教學內容的改革。對教師來說，能促使老師不斷地更新自己的知識，跟蹤新技術或當前熱門的應用性技術，改進教學方法和教學手段，提升實踐指導能力。可見，不論對學生、教師、學校等多方面來說，學科競賽與課堂教學有很好的良性關系，組織好學科競賽意義重大。

2風光互補發電系統安裝與調試賽項

風光互補發電系統主要是指由風力發電機、光伏電池組件、風光互補控制器、儲能蓄電池以及逆變器構成，通過風力、太陽能發電，由風光互補控制器進行統一調度，例如無風時主要靠太陽能發電，晚上無太陽能則可利用相對較充沛的風力發電實現互補，同時，通過逆變器為負載設備提供電能供給，并將多余的電能充入蓄電池實現儲能，當無風、無陽光時可利用蓄電池對負載設備供電。

教育部推出的“風光互補發電系統安裝與調試賽項”是基于風光互補發電系統的功能進行模擬的一個賽項，主要針對電氣自動化、機電一體化等專業學生。主要由光伏供電裝置、風力供電裝置、光伏供電系統、風力供電系統、逆變與負載系統、監控系統等六大系統構成。

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動機構組成。投射燈模擬太陽光，照射到光伏電池組件發電，水平方向和俯仰方向擺桿運動機構可以在PLC程序的控制下，手動或自動調整光源的角度，以便得到最高效的光能/電能的轉換。

2.2風力供電裝置

主要由永磁同步風力發電機、測速儀、軸流風機、單相交流電動機、風場運動機構等設備與器件組成。軸流風機用來模擬風源，單相交流電動機和風場運動機構在PLC程序的控制下用于控制風力發電機的葉片對準風源的方向。

2.3光伏供電系統

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、開關電源等組成。負責光伏供電裝置中的運動裝置的控制，以及光伏發電的負載電流、蓄電池充電電流的控制等。

2.4風力供電系統

主要由風力電源控制單元、風電輸出顯示單元、觸摸屏、風力供電DSP控制單元、PLC控制器、變頻器等組成。負責風力供電裝置中的運動裝置的控制，以及風力發電的負載電流、蓄電池充電電流的控制等。

2.5逆變與負載系統

逆變與負載系統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、模擬負載等組成。負責對蓄電池直流電壓的DC-DC升壓，并通過逆變單元向負載提供AC200V的電源。

2.6監控系統

監控系統主要由計算機、MCGS組態軟件、通信線等組成。主要通過組態軟件用計算機對光伏供電系統、風力供電系統進行監視和控制。

本賽項要求學生的能力是全方位的：光伏電站和風力電站的搭建、導線的制作、布線以及調試、光伏發電輸出參數的測試、PLC控制程序的編寫、電子電路的分析、計算機組態控制軟件的編寫等。涉及的課程類別包括電子技術、PLC應用、計算機程序設計、DSP技術等，是一個跨多門學科的綜合性的應用項目，對學生應用能力、創新能力的培養都能起到非常重要的作用。

3風光互補大賽促進學生能力的培養

“風光互補發電系統安裝與調試賽項”所涉及的知識面廣，對學生能力有多方面的要求，且要求在規定的4個小時內完成，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生走上社會后作用其實是巨大的，但通常不會引人注意，在這種比賽項里卻有很好的體現。這項大賽能從多方面培養學生的能力，具體表現在如下幾方面：

動手能力：根據電原理圖制作上百條顏色不一、長度不一、粗細不一的各種連接線，且要完全符合電氣標準規范的接線端子，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：對光伏發電輸出參數、風力發電輸出參數的進行測試，并繪制出測試圖表。

編程能力：要編寫PLC控制程序，實現對光伏電池板對光源的自動跟蹤，實現風場移動的模擬場境，還要編寫計算機端的組態軟件的開發，包括腳本程序的編寫，以及對通信協端口和通信協議的配置。

團隊協作能力：這規定的較短時間內要完成大量復雜的工作，靠一人是不行的，必須通過團隊合作才能完成，合理安排各個時間段的每個人的工作。

4結語

通過參與學科競賽能促進學生多方面能力的培養，提高崗位適應能力，我院19屆畢業生中參加過“風光互補發電系統安裝與調試賽項”訓練和比賽的幾位同學在走上電力部門的工作崗位后，都能表現出基礎扎實、實際動手能力強的特點，且比較好學有上進心。這些都與在校時參加學科競賽相關，另外，其它同學看到他們的進步也會激發起求知欲，會起到一定的示范作用。

參考文獻

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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：計算機自動控制、人工智能。