淺析計算機專業(yè)電力特色教學(xué)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(xué)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(xué)計算機專業(yè)開展電力特色教學(xué)首先要開設(shè)“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(biāo)，然后分析了“電力信息化”課程教學(xué)的特點和教學(xué)現(xiàn)狀，并提出了相應(yīng)的改革措施和方法。教學(xué)實踐表明，這些改革措施提高了“電力信息化”課程的教學(xué)效果，并在計算機專業(yè)電力特色教學(xué)中發(fā)揮重要作用。
論文關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力特色教學(xué)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(shù)又有電力專業(yè)背景的人才，這給電力大學(xué)計算機專業(yè)人才培養(yǎng)帶來機會和挑戰(zhàn)。結(jié)合電力大學(xué)的大電力特色，為培養(yǎng)智能電網(wǎng)急需的高素質(zhì)復(fù)合型人才，開展計算機專業(yè)電力特色教學(xué)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(xué)，首先要開設(shè)“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(biāo)
電力信息化是指計算機、通訊等信息技術(shù)在電力工業(yè)各個環(huán)節(jié)應(yīng)用全過程的統(tǒng)稱。我國當(dāng)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(shè)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(shù)是電力信息化的基礎(chǔ)，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(jì)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(shù)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(biāo)是分三個階段推進(jìn)：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(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制及各環(huán)節(jié)試點工作；2011年至2015年為全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)、裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用并自主可控；2016年至2020年為引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)”，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國際先進(jìn)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(biāo)可見，各國探索智能電網(wǎng)建設(shè)的先行策略是信息技術(shù)應(yīng)用。為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)，電力企業(yè)將需要大量高水平的既精通信息技術(shù)又懂電力信息化業(yè)務(wù)的復(fù)合型人才，因此，對計算機專業(yè)學(xué)生開展電力特色教學(xué)是非常必要的。
二、電力大學(xué)計算機專業(yè)電力特色教學(xué)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(xué)計算機專業(yè)的教學(xué)模式在保有原有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上創(chuàng)建特色，開展以計算機技術(shù)為主、電力專業(yè)背景為輔的特色教學(xué)模式。2010年學(xué)校設(shè)立了計算機專業(yè)電力特色教學(xué)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(yīng)用能力的培養(yǎng)。電力特色教學(xué)重點要放在計算機技術(shù)和電力專業(yè)交叉點上，電力特色教學(xué)的先行策略是由電力信息化這門課程承擔(dān)此重任。2010年學(xué)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(xué)大綱中電力信息化這門課程是計算機專業(yè)學(xué)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(xué)進(jìn)行改革。
電力大學(xué)計算機專業(yè)電力特色教學(xué)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(chǔ)上進(jìn)行課程群建設(shè)，開設(shè)代表計算機技術(shù)和電力專業(yè)最新技術(shù)交叉點的“電力云平臺”、“電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”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(shù)”三門課程納入到一個課程群來建設(shè)。可見電力大學(xué)亟待探索并建立適合計算機專業(yè)的電力特色及工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)模式。
三、電力信息化課程特點與教學(xué)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(shù)及物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用等。
（2）技術(shù)先進(jìn)前沿。電力信息化這門課程內(nèi)容涵蓋當(dāng)今信息和電力領(lǐng)域的前沿技術(shù)、熱點技術(shù)。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(xì)分析電力領(lǐng)域的熱點技術(shù)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(xì)分析信息領(lǐng)域的熱點技術(shù)SOA和電力領(lǐng)域的熱點技術(shù)CIM及其在電力調(diào)度的應(yīng)用。在講解物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用這部分內(nèi)容時要詳細(xì)分析當(dāng)今信息和電力領(lǐng)域的前沿技術(shù)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(jié)合。在講解課程的各部分內(nèi)容時緊密結(jié)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(jié)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(xué)科的交叉。電力信息化課程是計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)、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(xué)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(luò)通訊技術(shù)，涉及控制領(lǐng)域的PLC技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)，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(xué)內(nèi)容是動態(tài)的，是與時俱進(jìn)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(dāng)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(shù)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(shù)。
2.電力信息化課程教學(xué)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(jié)合，學(xué)生沒有現(xiàn)場工程概念，又是多學(xué)科的交叉，學(xué)生感覺課程難度大且抽象，學(xué)習(xí)興趣不足。很多學(xué)生很想學(xué)好這門課，但他們中只了解信息技術(shù)，沒有其他學(xué)科技術(shù)知識的積累。本課程開設(shè)在大三的第六學(xué)期，很多學(xué)生感覺困難后就放棄了，準(zhǔn)備考研復(fù)習(xí)。
四、電力信息化教學(xué)改革的思想和方法
電力信息化這門課程是綜合應(yīng)用課程，教學(xué)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(xué)團(tuán)隊
通過引進(jìn)發(fā)掘培養(yǎng)人才，組建一支優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊。吸納不同學(xué)科的擁有前沿的信息技術(shù)、豐富的電力背景和工程經(jīng)驗的老師進(jìn)入團(tuán)隊，可以根據(jù)老師的特長安排講解相應(yīng)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(guān)專著和教材，已經(jīng)組織講課團(tuán)隊老師撰寫并出版電力信息化教材。教材包含當(dāng)今電力信息化和智能化最新技術(shù)并提供老師們的最新研究成果。該團(tuán)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(shù)。除了合作項目途徑外，老師要利用一切機會參加合作、進(jìn)修和交流。通過團(tuán)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(xué)科知識
鑒于計算機專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)比較單一，在學(xué)習(xí)電力信息化課程時先為學(xué)生補充必需的計算機控制與通訊基礎(chǔ)技術(shù)知識，包括計算機控制通道接口技術(shù)、PLC技術(shù)、串行通訊技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等。在學(xué)習(xí)電力信息化的具體相關(guān)內(nèi)容時為學(xué)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(guān)內(nèi)容。通過利用一定的學(xué)時補充課程中需要的其他學(xué)科知識來降低學(xué)生課程學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)生能快速全面地了解并掌握電力信息化技術(shù)。
3.新技術(shù)、新理念的引入
由于沒有現(xiàn)場工程概念，學(xué)生在學(xué)習(xí)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(jìn)地將新的技術(shù)和理念引入課堂中。例如可以引入當(dāng)今電力行業(yè)流行的先進(jìn)仿真培訓(xùn)軟件，比如三維變電站仿真培訓(xùn)軟件，讓學(xué)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(xué)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(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
為了加強學(xué)生課后鞏固教學(xué)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生消化和應(yīng)用所學(xué)知識，可以將新的理念引入課堂中。借鑒西方本科教學(xué)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(xué)生在課后查閱大量的文獻(xiàn)資料。每章的作業(yè)是查閱與本章相關(guān)的文獻(xiàn)資料并撰寫提交小論文，期末每個學(xué)生制作PPT文件并開展討論。
在學(xué)生課后鞏固教學(xué)環(huán)節(jié)中老師起著重要的引導(dǎo)作用。指導(dǎo)本科學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料時，首先要教會學(xué)生如何在海量信息中查找到需要的優(yōu)秀文獻(xiàn)，如何充分利用校圖書館提供的優(yōu)質(zhì)庫資源，然后指導(dǎo)學(xué)生如何讀文獻(xiàn)，如何寫小論文。要求學(xué)生在每章節(jié)后閱讀15篇以上相關(guān)文獻(xiàn)資料并提交小論文。教師要認(rèn)真批閱學(xué)生的小論文，總結(jié)學(xué)生容易出現(xiàn)的普遍性問題，在下次寫小論文時提醒學(xué)生注意。
4.實施案例教學(xué)
新的電力信息化教學(xué)實施方案與國內(nèi)外電力發(fā)展緊密結(jié)合，既具有理論性又有很強的實用性。此課程在教學(xué)方法上必須將理論與工程案例結(jié)合，實施案例教學(xué)。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(guān)成果。在案例教學(xué)的過程中要培養(yǎng)學(xué)生如何將工程應(yīng)用問題轉(zhuǎn)化為計算機問題的能力。如在講解IEC61850和CIM技術(shù)時，要剖析IEC61850和CIM是如何利用計算機技術(shù)中的面向?qū)ο蠹夹g(shù)來建模的。
五、結(jié)論
電力信息化是電力大學(xué)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(jìn)計算機專業(yè)學(xué)生對電力信息化、智能化技術(shù)的理解和掌握，使電力大學(xué)計算機專業(yè)的學(xué)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(yīng)用能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力。
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