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能源互联网建设背景下应用型本科高校电气专业课程改革初探

2021-01-13宋亚凯刘豪何国锋庞凯歌申慧方李佳佳

中国教育技术装备 2021年20期
关键词:能源互联网课程改革信息技术

宋亚凯 刘豪 何国锋 庞凯歌 申慧方 李佳佳

摘  要 随着能源互联网建设的推进,新兴信息技术越来越多地融入传统电力行业,这对应用技术型本科高校毕业生知识结构的培养带来新的挑战。通过分析当前电气工程及其自动化专业课程体系和内容,发现与信息技术相关的课程偏少,且无新兴信息技术课程,提出在个性拓展模块加入新兴信息技术课程进行尝试,同时优化现有课程内容等建议,使电气专业培养的学生的知识结构和能力适应当前行业发展和转型的需要。

关键词 电气专业;课程改革;能源互联网;信息技术

中图分类号:G642.0    文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2021)20-0110-03

Preliminary Study on Reform of Electrical Courses in Applied Undergraduate Universities under Background of Energy Inter-

net Construction//SONG Yakai, LIU Hao, HE Guofeng, PANG Kaige, SHEN Huifang, LI Jiajia

Abstract With the advancement of the construction of the energy Internet, emerging information technologies are increasingly inte-grated into the traditional power industry, which brings new cha-llenges to the cultivation of the knowledge structure of graduates of applied technology-based colleges and universities. This article ana-lyzes the current electrical engineering and automation major curri-culum system and content, and believes that there are few informa-tion technology-related courses in the current electrical major, and there are no emerging information technology courses. It is proposed to add new information technology courses in the personality development module to try, and at the same time, to optimize the content of the existing courses, so that the knowledge structure and ability of the students trained in the electrical major can adapt to the needs of current industry development and transformation.

Key words electrical major; curriculum reform; energy internet; in-formation technology

0  緒论

随着能源互联网概念的提出及建设的实施,信息技术向传统电力能源领域的渗透越来越多,特别是物联网、大数据、人工智能、区块链等新兴信息技术被越来越广泛地应用于电力能源系统。应用技术型本科高校的主要任务是面向行业培养满足行业要求的实用型人才。因此,如果电气工程及其自动化专业(以下简称电气专业)不相应地对现有信息技术相关课程进行改革,势必会影响学生毕业后在该领域的发展。这就需要探讨电气专业信息技术相关课程的改革问题,使培养的学生在学校掌握行业发展所需的基础技术和相应的工程能力,从而在毕业后能够快速适应行业发展的需求。

传统电气专业的专业课设置主要以电力能源为核心,涵盖发、输、变、配、用各个环节,总体围绕电力能源的变换与使用过程。传统电力能源系统根据功能划分为一次系统和二次系统:一次系统是由用于产生、传输、变换、使用电能的设备所组成的系统,该系统最大的特点是高电压、大电流;二次系统是对一次系统进行控制、保护的系统,主要由电子装置构成。在以前,一次系统与二次系统间有明显的界线,因此,高校在课程设置上也有比较明显的对应课程。例如:电力系统分析主要对应一次系统的稳态和瞬态的分析,电力系统继电保护主要针对二次系统的基本原理。但是,随着信息技术的渗透,电力能源系统中一次系统和二次系统的界限逐渐模糊,特别是传统一、二次设备有相互融合的趋势。这些行业技术特征的变化都需要引起电气专业教学组织者的注意,需要根据行业发展趋势及时对课程体系进行调整。

1  电气专业信息技术课程现状

1.1  电气专业培养课程体系

当前大部分应用型本科电气专业的课程体系主要包括通识教育课程(英语、体育、思想道德等)、学科基础课程(高等数学、大学物理、电路、模拟电路、数字电路等)以及专业课程。其中,通识教育和基础课程各高校基本都要开设,且是本专业教育最基础的课程,一般不需要调整;而专业课程的设置,各学校有一定的差异,且对学生的培养影响较大,因此需要重点探讨这部分课程的设置问题。

1.2  专业课程设置分析

根据河南城建学院的情况,当前电气专业的专业课程分为专业核心课程模块、个性拓展模块两部分,其中专业核心课程模块为本专业学生的必修课,个性拓展模块由学生根据自己的兴趣进行选修。根据笔者了解,在应用型本科高校中电气专业采用此类课程模式的较多,因此以此模式为例进行分析。

如表1所示,专业核心课程模块共有五门课程,其中仅自动控制原理课程与信息技术相关,其他的课程均与传统电力能源技术相关;总学分为17学分,信息技术相关课程为3学分,占该模块总学分的17.6%。

如表2所示,个性拓展模块总共有40门课程,其中有九门课(标深色课程)与信息技术相关,占所开课程门数的22.5%;总学分为84学分,信息技术相关课程的学分总和为18学分,占该模块总学分的21.42%。

1.3  主要问题

信息技术向能源领域的渗透,对行业人才的知识结构有了新的要求。相对于传统电气专业培养的学生,现有电气专业在学生培养过程中,在学习传统电气专业课程的基础上,应更加注重学生在信息技术相关领域的知识和能力的培养。现有电气专业课程体系存在以下几个主要问题。

1.3.1  信息技术课程在课程体系中所占比例较低  从上述分析可以看出,无论是专业核心课程模块还是个性拓展模块,信息技术相关课程数量及学分比例都偏低,这与当前信息技术在电力能源领域应用越来越多的趋势不相符,不能很好地满足后续该行业对技术人员专业知识结构的需求。

1.3.2  新兴信息技术课程偏少  在所开设的涉及信息技术的课程中主要是传统信息技术,如单片机原理与应用、EDA技术等。不可否认,这些课程相关的技术是当前信息技术的基础,通过这些课程的学习,能够使学生对信息技术的整体技术属性有初步了解,然而由于当前信息技术发展极快和被广泛应用于电力能源领域,虽然新兴信息技术是在传统信息技术的基础上发展起来的,但是与传统信息技术又有很大的区别,因此,如果在学校仅接触或者学习传统信息技术,是远远不能满足现实工作需求的。

2  课程改革探讨及建议

鉴于当前能源互联网建设需求,建议电气专业现有课程从課程体系结构、现有课程内容等方面进行优化。

2.1  现有课程体系优化

2.1.1  增加新兴信息技术相关课程  鉴于新兴信息技术在能源系统中的应用越来越广泛,可在现有课程体系中适当增加新兴信息技术相关内容,如人工智能技术概述、网络通信基础、物联网技术等课程。尝试先将这些课程放入个性拓展模块,供学生选修,通过选修学生学习过程以及就业后的反馈,逐步对课程及内容进行调整,必要时可将部分课程调入核心课程模块。

2.1.2  加强现有部分信息技术课程教学  由于信息技术应用越来越广泛,对学生相关技术的掌握和应用能力的要求也越来越高,因此需要增加现有课程体系中信息技术相关课程的学分。如与信息技术密切相关的高级语言程序设计,主要学习C语言编程,现为2学分,应调整该课程学分并增加学时数,提高学生编程思维与能力,以便对后续相关信息技术课程起到良好的支撑作用。

2.2  现有课程教学内容的优化

2.2.1  传统专业课程内容的优化  现有电气专业的核心课程主要内容是电力能源的产生、传输、变换、使用等过程,相应的课程侧重点也是围绕电能的变换过程。随着信息技术逐渐渗透到电力系统的各个主要环节,在课程讲授过程中需要根据具体的课程和应用场景加入现有的已经使用到对应环境中的信息技术,使信息技术与电气专业的具体应用场景有机结合起来,使学生形成相应的思维和意识。

2.2.2  加强现有信息技术课程中与新兴信息技术相关的内容  现有信息技术相关课程主要介绍常用的信息技术基础,部分内容与新兴信息技术密切相关,因此可对现有课程内容进行优化,加入相关内容。如现场总线技术课程,以学习常用的工业现场总线为主要内容,该技术与目前新兴的物联网技术、工业互联网技术密切相关,因此,在该课程中通过案例分析等方式融入新兴技术的相关内容,也能够提升学生对新兴信息技术的认知。

3  总结

随着能源互联建设的逐步开展,对相应人才的知识结构和能力要求有了本质的变化,应用技术型本科高校电气专业以培养适应行业发展需求的人才为目标,亟待对现有课程体系进行优化,使学生在学校学习的知识体系能够尽快适应行业变化的需求。根据新兴信息技术逐渐向能源电力行业渗透的趋势,电气专业课程应围绕“让学生掌握新兴信息技术知识和能力”进行优化,通过对现有课程体系以及课程内容的改革,优化学生的知识结构,使学生毕业后能够在较短的时间内适应行业发展的需求。■

参考文献

[1]周孝信,曾嵘,高峰,等.能源互联网的发展现状与展望[J].中国科学:信息科学,2017(7):147-170.

[2]宣丽萍.应用型本科专业OBE课程体系探析:以电气工程与智能控制专业为例[J].教书育人(高教论坛),2020(7):74-75.

[3]鲜龙.基于工程教育专业认证的电气工程专业课程体系改革与实践[J].大学教育,2020(5):17-19.

[4]吉畅.电气工程与自动化专业的课程改革实践[J].集成电路应用,2020(5):92-93.

[5]高严.电气自动化专业教学存在的问题与改革措施[J].教育现代化,2019(12):84-85.

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