淺析計算機專業(yè)電力特色教學中電力信息化課程的改革與研究
論文摘要：為了培養(yǎng)智能電網(wǎng)急需的信息人才，為使電力大學計算機專業(yè)畢業(yè)生能有效抓住國家發(fā)展智能電網(wǎng)的機遇，提出電力大學計算機專業(yè)開展電力特色教學首先要開設“電力信息化”課程。首先分析了我國電力信息化現(xiàn)狀及智能電網(wǎng)的目標，然后分析了“電力信息化”課程教學的特點和教學現(xiàn)狀，并提出了相應的改革措施和方法。教學實踐表明，這些改革措施提高了“電力信息化”課程的教學效果，并在計算機專業(yè)電力特色教學中發(fā)揮重要作用。
論文關鍵詞：智能電網(wǎng)；電力特色教學模式；電力信息化和智能化
隨著智能電網(wǎng)、綠色能源席卷全球，電力行業(yè)迎來了蓬勃發(fā)展的新時期，電力不但要信息化還要智能化，電力企業(yè)將需要大量高水平的既精通信息技術又有電力專業(yè)背景的人才，這給電力大學計算機專業(yè)人才培養(yǎng)帶來機會和挑戰(zhàn)。結合電力大學的大電力特色，為培養(yǎng)智能電網(wǎng)急需的高素質(zhì)復合型人才，開展計算機專業(yè)電力特色教學模式的研究和實踐具有重要的意義。為了培養(yǎng)智能電網(wǎng)急需的信息人才，需要開展計算機專業(yè)的電力特色教學，首先要開設“電力信息化”課程。
一、我國電力信息化現(xiàn)狀及智能電網(wǎng)的目標
電力信息化是指計算機、通訊等信息技術在電力工業(yè)各個環(huán)節(jié)應用全過程的統(tǒng)稱。我國當今電力信息化現(xiàn)狀是實施電力工業(yè)生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)的信息化，包括電力工業(yè)規(guī)劃、設計、施工、發(fā)電生產(chǎn)、輸電、變電、配電、用電、電網(wǎng)調(diào)度、供電營銷、物資及管理等各個環(huán)節(jié)。由此可見，信息技術是電力信息化的基礎，各類電力資源的開發(fā)和利用是電力信息化的核心。提高電力企業(yè)的經(jīng)營決策水平和經(jīng)濟效益是電力信息化的宗旨。智能電網(wǎng)將使電力信息化從數(shù)字化向智能化發(fā)展。智能電網(wǎng)是電力信息化的延續(xù)和飛躍。智能電網(wǎng)是飛速發(fā)展的信息技術與新能源變革融合在一起的產(chǎn)物。中國的智能電網(wǎng)目標是分三個階段推進：2009年至2010年為規(guī)劃試點階段，重點開展“堅強智能電網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發(fā)和設備研制及各環(huán)節(jié)試點工作；2011年至2015年為全面建設階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務體系，關鍵技術、裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用并自主可控；2016年至2020年為引領提升階段，全面建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)”，技術和裝備全面達到國際先進水平。
通過分析我國電力信息化現(xiàn)狀及智能電網(wǎng)的目標可見，各國探索智能電網(wǎng)建設的先行策略是信息技術應用。為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略目標，電力企業(yè)將需要大量高水平的既精通信息技術又懂電力信息化業(yè)務的復合型人才，因此，對計算機專業(yè)學生開展電力特色教學是非常必要的。
二、電力大學計算機專業(yè)電力特色教學模式
面對電力行業(yè)信息化飛速發(fā)展的形勢，特別是智能電網(wǎng)席卷全球，電力大學計算機專業(yè)的教學模式在保有原有優(yōu)勢的基礎上創(chuàng)建特色，開展以計算機技術為主、電力專業(yè)背景為輔的特色教學模式。2010年學校設立了計算機專業(yè)電力特色教學模式研究和實踐的教改項目，以實現(xiàn)計算機專業(yè)的電力特色及工程應用能力的培養(yǎng)。電力特色教學重點要放在計算機技術和電力專業(yè)交叉點上，電力特色教學的先行策略是由電力信息化這門課程承擔此重任。2010年學校將電力信息化課程列入433門核心課程中。修改后的2008版教學大綱中電力信息化這門課程是計算機專業(yè)學生的必修課程，這不但要求電力信息化這門課程的內(nèi)容不斷優(yōu)化，同時也要求對電力信息化課程的教學進行改革。
電力大學計算機專業(yè)電力特色教學模式的后行策略是在電力信息化這門課程改革和研究的基礎上進行課程群建設，開設代表計算機技術和電力專業(yè)最新技術交叉點的“電力云平臺”、“電力物聯(lián)網(wǎng)技術”等課程，并將“電力信息化”、“電力云平臺”及“電力物聯(lián)網(wǎng)技術”三門課程納入到一個課程群來建設。可見電力大學亟待探索并建立適合計算機專業(yè)的電力特色及工程應用能力的培養(yǎng)模式。
三、電力信息化課程特點與教學現(xiàn)狀分析
1.電力信息化課程的特點
電力信息化這門課程具有如下特點：
（1）涉及面廣。電力信息化這門課程內(nèi)容涵蓋電力工業(yè)生產(chǎn)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、電網(wǎng)調(diào)度等全過程的信息化與智能化。課程內(nèi)容包括發(fā)電企業(yè)的信息化與智能化、變電站的信息化與智能化、電力調(diào)度中心信息化與智能化、配用電生產(chǎn)管理信息化和智能化、電力信息安全技術及物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用等。
（2）技術先進前沿。電力信息化這門課程內(nèi)容涵蓋當今信息和電力領域的前沿技術、熱點技術。如在講解變電站的信息化與智能化這部分內(nèi)容時要詳細分析電力領域的熱點技術IEC61850。在講解電力調(diào)度中心信息化與智能化這部分內(nèi)容時要詳細分析信息領域的熱點技術SOA和電力領域的熱點技術CIM及其在電力調(diào)度的應用。在講解物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用這部分內(nèi)容時要詳細分析當今信息和電力領域的前沿技術物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)及云平臺。
（3）與電力行業(yè)實際工程緊密結合。在講解課程的各部分內(nèi)容時緊密結合實際工程。如在講解發(fā)電企業(yè)的信息化與智能化這部分內(nèi)容時緊密結合發(fā)電企業(yè)的實際工程，如水電站廠級監(jiān)控系統(tǒng)、火電站的DCS系統(tǒng)、發(fā)電廠?SIS系統(tǒng)、發(fā)電廠智能管理信息系統(tǒng)等。
（4）多學科的交叉。電力信息化課程是計算機技術、通訊技術、控制技術、電力系統(tǒng)背景知識的融合與交叉。在講解課程的各部分內(nèi)容時處處是多學科的交叉，如在水電站廠級監(jiān)控系統(tǒng)中涉及計算機的網(wǎng)絡通訊技術，涉及控制領域的PLC技術和現(xiàn)場總線技術，涉及水力發(fā)電特性專業(yè)背景知識等。
（5）電力信息化課程的教學內(nèi)容是動態(tài)的，是與時俱進的，隨著電力信息化和智能化的發(fā)展而不斷地補充新內(nèi)容，沒有現(xiàn)成的教材。當今世界電力信息化和智能化發(fā)展非常迅速，如國家電網(wǎng)公司已經(jīng)開展廣域全景分布式一體化的電網(wǎng)智能調(diào)度技術支持系統(tǒng)研制。在講解電力調(diào)度中心信息化與智能化這部分內(nèi)容時就必須補充這部分新技術。
2.電力信息化課程教學現(xiàn)狀分析
（1）沒有現(xiàn)成的教材，課程難度大，師資緊缺。從上述分析的電力信息化這門課程的特點可見，要求老師具備豐富的知識儲備及電力工程經(jīng)驗。
（2）課程內(nèi)容與電力實際緊密結合，學生沒有現(xiàn)場工程概念，又是多學科的交叉，學生感覺課程難度大且抽象，學習興趣不足。很多學生很想學好這門課，但他們中只了解信息技術，沒有其他學科技術知識的積累。本課程開設在大三的第六學期，很多學生感覺困難后就放棄了，準備考研復習。
四、電力信息化教學改革的思想和方法
電力信息化這門課程是綜合應用課程，教學思想和方法的改革是必要的，具體措施如下：
1.組建一支優(yōu)秀的教學團隊
通過引進發(fā)掘培養(yǎng)人才，組建一支優(yōu)秀的教學團隊。吸納不同學科的擁有前沿的信息技術、豐富的電力背景和工程經(jīng)驗的老師進入團隊，可以根據(jù)老師的特長安排講解相應的章節(jié)。電力信息化這門課程可由若干老師共同完成。由于國內(nèi)市場幾乎沒有相關專著和教材，已經(jīng)組織講課團隊老師撰寫并出版電力信息化教材。教材包含當今電力信息化和智能化最新技術并提供老師們的最新研究成果。該團隊的老師需要及時了解電力行業(yè)的信息化和智能化最新動態(tài)的最新技術。除了合作項目途徑外，老師要利用一切機會參加合作、進修和交流。通過團隊的力量來解決沒有現(xiàn)成的教材、課程難度大的問題。
2.補充課程中需要的其他學科知識
鑒于計算機專業(yè)學生的知識結構比較單一，在學習電力信息化課程時先為學生補充必需的計算機控制與通訊基礎技術知識，包括計算機控制通道接口技術、PLC技術、串行通訊技術、現(xiàn)場總線技術及工業(yè)以太網(wǎng)技術等。在學習電力信息化的具體相關內(nèi)容時為學生鋪墊必需的電力背景知識和工程背景內(nèi)容，如講解水電站廠級監(jiān)控系統(tǒng)時要先補充水力發(fā)電廠相關內(nèi)容。通過利用一定的學時補充課程中需要的其他學科知識來降低學生課程學習的難度，使學生能快速全面地了解并掌握電力信息化技術。
3.新技術、新理念的引入
由于沒有現(xiàn)場工程概念，學生在學習電力信息化課程時會感覺抽象、難以理解，老師有必要與時俱進地將新的技術和理念引入課堂中。例如可以引入當今電力行業(yè)流行的先進仿真培訓軟件，比如三維變電站仿真培訓軟件，讓學生在軟件上仿真漫游變電站并模擬各種操作。通過仿真軟件讓學生模擬接觸電力工業(yè)現(xiàn)場，建立對電力工業(yè)現(xiàn)場的感性認識，提高學生的學習興趣。
為了加強學生課后鞏固教學環(huán)節(jié)，幫助學生消化和應用所學知識，可以將新的理念引入課堂中。借鑒西方本科教學及我國研究生培養(yǎng)的經(jīng)驗，本課程課后作業(yè)鞏固環(huán)節(jié)可以嘗試不同于常規(guī)計算機專業(yè)課程的方法。本課程要求學生在課后查閱大量的文獻資料。每章的作業(yè)是查閱與本章相關的文獻資料并撰寫提交小論文，期末每個學生制作PPT文件并開展討論。
在學生課后鞏固教學環(huán)節(jié)中老師起著重要的引導作用。指導本科學生查閱相關文獻資料時，首先要教會學生如何在海量信息中查找到需要的優(yōu)秀文獻，如何充分利用校圖書館提供的優(yōu)質(zhì)庫資源，然后指導學生如何讀文獻，如何寫小論文。要求學生在每章節(jié)后閱讀15篇以上相關文獻資料并提交小論文。教師要認真批閱學生的小論文，總結學生容易出現(xiàn)的普遍性問題，在下次寫小論文時提醒學生注意。
4.實施案例教學
新的電力信息化教學實施方案與國內(nèi)外電力發(fā)展緊密結合，既具有理論性又有很強的實用性。此課程在教學方法上必須將理論與工程案例結合，實施案例教學。案例可以來源于實際經(jīng)典案例，也可以來源于老師們的最新研究的相關成果。在案例教學的過程中要培養(yǎng)學生如何將工程應用問題轉(zhuǎn)化為計算機問題的能力。如在講解IEC61850和CIM技術時，要剖析IEC61850和CIM是如何利用計算機技術中的面向?qū)ο蠹夹g來建模的。
五、結論
電力信息化是電力大學計算機專業(yè)的特色課程，在計算機專業(yè)的電力特色人才培養(yǎng)中起著重要的作用。通過本課程的改革促進計算機專業(yè)學生對電力信息化、智能化技術的理解和掌握，使電力大學計算機專業(yè)的學生更具有自己的特色，以實現(xiàn)計算機專業(yè)電力特色及工程應用能力的培養(yǎng)，進一步提升學生的專業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力。
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