面向智能电网的电子信息工程类专业特色建设研究

尹常永，田景贺，郝 波，于红霞

(沈阳工程学院a.国际教育学院;b.自动化学院，辽宁沈阳110136)

1998年教育部对普通高等学校本科专业进行了重新调整，确定设立电子信息工程专业，该专业主要研究领域包括信息获取、传递、处理与信息应用等，主要解决这些领域中的理论、技术和工程实际问题。在新出版的《高等学校电子信息科学与工程类本科指导性专业规范》中指出:截至2007年，全国开设电子信息工程专业的高等学校已达568所，它为我国经济社会的快速、健康发展做出了巨大贡献。但是，电子信息类专业的教育质量还不能完全适应国民经济和社会发展的需要，不少高校的专业设置和结构有待优化，学生的实践能力和创新精神亟待加强，教师队伍整体素质亟待提高，人才培养模式、教学内容和方法需要进一步转变。目前，各高校为了能培养出适应社会需求的毕业生，都在努力探索适合自己的人才培养模式。但要解决好电子信息工程专业发展问题，关键是要加强特色建设。不同领域、不同行业背景的学校，要根据自身优势和行业特征建设特色鲜明的电子信息工程专业。

一、智能电网及技术体系

新型现代化电网是将传感技术、通信技术、控制技术、决策技术和电网技术及电网基础设施高度集成而构成的，形成对智能电网技术的应用。

1.智能电网的特征

智能电网具有自愈、兼容等特点，这些特点决定了智能电网的优势以及对传感技术、控制技术和网络安全技术等的更高要求。在这些技术的支持下，系统能预测并感知运行状态，实时监测，遇到问题时及时处理;保证大多数条件下用户的连续供电，确保品质;保证在不良条件下电网仍能安全稳定运行。能够实时、在线和连续地对网络安全进行评估和分析，具有强大的预警和预防控制;能够实现故障自动诊断、故障隔离和系统自我恢复;对新能源的兼容能力强，能源和设备利用率高，还能建立统一平台下的标准化和规范化管理。

2.智能电网的关键技术

智能电网所需关键技术大多已得到解决，并得到广泛的应用，目前智能电网需要解决的问题就是如何将这些技术集成应用到电力系统中。智能电网关键技术涉及信息与通信技术、传感和量测技术、大功率电力电子技术、仿真分析和控制决策技术以及超导电力技术等。

3.智能电网技术体系

(1)新能源发电及并网技术。我国新能源发电普遍具有接入集中、规模大的特点。环境保护已成为将来能源领域必须面对的挑战，新能源电力的环保特性决定未来它必定会成为能源领域的核心。然而新能源电力具有间歇性和随机性的特点，当新能源电力并网规模较大时，对电网的安全稳定会带来不利影响，可能造成网络瘫痪，所以必须采用先进的控制技术以保证电网运行安全。大规模新能源发电及并网技术主要包括风力发电、光伏发电、大规模储能、仿真、分析、控制与保护技术和发电功率预测技术等。

(2)智能输、配电技术。电能输送的物理通道称为输电网络，先进的输电技术能够实现资源的大范围优化配置;调度技术保障电网的安全稳定经济运行;变电站负责连结各级电网;智能输电系统连续检测输电线路状态，能够及时获取输电线路运行状态和环境信息。智能配电网直接面向电力终端用户，保障对电力用户的供电质量和可靠性。配电网智能化是建设智能电网的重要环节之一。智能配电网技术主要包括智能配电网规划技术、分布式发电与微电网技术等。

(3)智能用电技术。先进传感器将供电端与需求端的所有设备联系起来，保持信息的畅通，形成紧密完整的配电和用电网络，形成有机的整体。智能用电技术主要包括高级量测、信息采集和需求响应技术等。

二、基于行业特色建设电子信息工程专业

新世纪，在工业化向信息化转换过程中，电子信息技术为各行各业提供了有力的支撑。电力工业一直以来都作为国民经济的重要基础产业，是国家经济发展战略中的重点和先行军，电力工业的固有属性决定了它的发展与电子信息技术息息相关。近年来国家提出了多个发展战略，其中重点是要发展智能电网。这一战略将电子信息技术在电力工业中的应用推升到了更高的层次。不断发展的电力行业急需大量人才，尤其是同时具备电子信息专业知识和电力系统知识，并具有较强实践能力的人才。作为具有电力行业背景的高等学校，其电子信息工程专业在制定培养方案时更应该考虑行业特殊需求和行业特色，构建行业特色型人才培养目标。为此，经过前期对行业和用人单位认真、广泛深入的调研，并对资料进行整理分析和科学统计，梳理出有用信息。在广泛参考国内外兄弟院校的培养方案和课程体系后，根据电力行业的发展需求和沈阳工程学院战略发展纲要及人才培养规划，以稳定科学的授课内容和授课形式、科学的管理和考核办法，确定了电子信息工程专业特色型人才培养目标是培养熟悉电力行业并掌握电子信息技术的复合型人才。

三、人才培养目标

原有培养模式强调知识的系统性传递而忽略了工程应用能力的培养，新的培养模式将知识、能力和素质融为一体，采用科学的CDIO(产品和系统的构思－设计－实现－运行)课程开发理念，面向智能电网领域，为学生提供一种强调工程应用基础的电子信息工程教育。学生能够掌握基础知识并熟练应用，具有较好的电子信息工程实践能力，能够参与甚至领导智能电网设备产品或智能配电系统的开发和运行，并能深入理解电子技术、信息技术的发展对智能电网、坚强电网建设的重要性和战略影响。沈阳工程学院原隶属于电力工业部门，主要服务于电力行业，所以学校在专业设置和人才培养方面有很深的行业背景和特色，教学环节开发和设置处处体现了电力行业特点。因此，电子信息工程专业特色建设就是要依托电力行业背景，以电力行业特色型人才培养为目标。

基于上述分析和考虑，建立特色型专业人才培养目标的思路是:立足电子，面向电力，强弱结合，突出特色。根据电力行业的发展需求、学院战略发展纲要及人才培养规划，确定电子信息工程专业特色型人才培养的总体目标是:采用科学、稳定的管理和教学体系，培养熟悉电力行业知识并掌握和熟练应用电子信息技术的复合型人才。

四、课程体系特色建设

有了科学的培养目标才能构建一定的课程体系，在此基础上才能培养出特色型人才。我们的课程体系设计遵循了科学培养的规律，即由培养目标确定能力素质要求，将各项分解的能力和素质要求落实到具体的课程体系设置中。根据培养熟悉电力行业并掌握电子信息技术的复合型人才的培养目标，确定了两个学科领域分别是现代电子技术和电气智能技术，然后根据市场需求和行业发展需要对能力和素质进行分解，确定其专业选修课;根据掌握专业选修课所需知识和能力确定专业课;再根据同样的道理得到学科基础课，形成以能力素质培养为目的的特色型人才培养课程体系。

1.总体设计思路特点

电子信息专业课程体系的总体目标是:改变偏重基础科学知识，轻视工程实践训练;偏重专业知识传授，轻视综合素质与能力培养;偏重专业教育，轻视人文、经济及环保的作用;偏重单一学科专业知识的培养，轻视多学科知识交叉融会的传统课程体系，使新的课程体系更加面向工程实际，强化工程实践，培养工程能力。

在面向智能电网技术需求的前提下，课程体系的改革与实践拟按照“一个核心、一个导向、三个层次”的思路。①以角色为核心。根据将来的职业方向假定了三类职业角色，分别是系统架构师、设计工程师和集成工程师。②以工程师职业内容为训练导向，把学生的基础知识、个人能力、团队能力和工程应用能力的培养融入到教育教学整个体系之中。③根据职业需求原则，将课程体系的结构和内容分解为“应用系统、功能模块、基本单元”三个层次。

将电子信息专业培养课程体系置于智能电网背景下，将现代工程师职业素养的培养和学生专业基础知识的学习，纳入到理论课程和实验课程的教学建设之中。课程的设置突出关联性，按照工程项目或智能设备的功能来进行基础课、专业基础课和专业课的课程群的模块化设置，避免不必要的重复，使学生能够掌握各课程知识间的联系，并用于解决实际问题。新的课程体系必须要重视产业实践和工程训练，精减课时数，以保证学生有更多的自主学习时间，让学生更多地参与到大学生研究计划、研讨班课程、科技竞赛活动等学习中。通过项目训练对学生自我更新知识的能力、人际和团体交流能力以及对大系统的掌握、运行和调控能力进行整体培养(见图1)。

图1 总体设计思路

2.构建三层实践教学体系

工程教育人才培养的关键在于实践教学的效果，本课题将实践教学项目按范围和规模划分为三级，不同级别之间有着一定的联系。如图2所示，一级项目包含本专业主要核心课程和能力要求;二级项目是满足一类核心课程和能力要求的项目;三级为具体课程内的项目(各门课程根据大纲确定三级项目的设立以及形式)。方案的具体实现，从系统和综合的层面考虑设置两个一级项目，分别在专业概论和相关的专业课中引入;综合考虑一级项目所需支撑模块，作为二级项目在课程群中引入;而三级项目直接与课程相关。

图2 三层实践教学体系

一级项目能够系统、完整、有序地贯穿于整个本科教学阶段，使学生系统地得到理论知识和应用实践的整体训练。通常在低年级开始进行一级项目的训练。例如可通过对一个产品的解剖，阐述其结构与设计思路，使学生了解本专业核心内容与实际产品的关系，从应用者的视角去面对即将开始的专业课学习。

二级项目以相关核心课程群和相关能力要求为基础，是整个系统的枢纽，起着有效的衔接作用。作为一级项目的有力支撑，它综合了相关课程群，对整个教学体系进行了补充。主要培养学生相关课程内容的综合应用能力，特别注重对学生的工程创新能力与终身学习能力的培养，使学生能真正成为一名终生学习的工程师。

三级项目是单门课程的课内实验或设计类项目。理论课在为学生提供了坚实的理论指导和科学方法的基础上，根据学校实验室条件、教学资源和课程教学自身需要等条件，开设小规模实践项目，通过三级项目的训练，使学生加深对课程内容的理解与掌握，提升应用能力。

3.评价体系特色

传统的学习评价方法仍然是重要的参考手段，但显然不够全面、不够客观，因此需要改进原有教学评价体系，在不完全摒弃传统教学评价方法的基础上，进行新的学习评价的探索，包括运用学生自我评价、同伴评价、口头测试、学习记录、展示作品、发表论文等等。人才培养模式的实施过程实际上是一个闭环系统(见图3)，通过这个闭环系统就可将工程教育的各个要素有机地联系起来，并能够兼顾各种要素的需求。整个闭环系统以职场目标为驱动，通过能力成熟度模型来阶段性评测教学过程中的实施效果，通过对毕业生及企业的走访调研评测整个培养的最终实际效果，根据两方面的评测结果来调整及改革培养模式的不足之处，使之不断完善。

具体方法如下:

(1)通过利益相关者分析方法，确定智能电网领域中电子信息工程专业毕业生的职场目标及相应的职业能力成熟度评价模型，为科学制定人才培养目标提供保证，同时确保电子信息专业工程闭环教育模型中的给定环节及反馈环节的准确性，进而确保整个闭环人才培养模式的运行。

图3 闭环评价体系

(2)电子信息工程人才培养方案的制定要突出专门性、实践性和行业性，其定“向”在行业(能源电力行业)，定“性”在专业(电子信息专业)，定“型”在应用(智能电网领域)，定位在“教学”，定格在“实践”。

(3)以行业职业能力为核心培养目标，以项目为驱动，建立电子信息工程专业的理论课程体系。

(4)根据理论课程体系建立三层次实践教学体系，使理论与实践项目在时间顺序及技术逻辑层面保证统一。

(5)针对工程教育的特点，进行相应的教学方法和教学评价方法改革，从而保证工程人才培养的实际效果。

(6)在现有专业教学资源基础上，进行资源整合优化，同时引入职场的文化特征，构建适应人才培养模式的模拟工程职场的教学软环境。

电子信息工程专业是信息技术领域中的核心专业之一，是一个就业面广、市场需求大的专业。具有电力行业背景的应用型本科院校对其培养目标进行二次开发非常必要，要认真做好电子信息工程专业的特色建设，使专业方向明晰、培养目标更加科学实用;课程体系设置要更加科学且符合社会发展的需要，更能体现教育对培养学生综合能力、创新精神的作用。作为具有电力行业背景院校的电子信息工程专业，要坚持“立足电子，面向电力，强弱(电)结合，突出特色”的办学理念，做到理论与实践相结合，教学与实用相结合，培养出更多受社会欢迎的应用型人才。

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