范大鸣
渤海船舶职业学院,辽宁 兴城 125105
智能微电网应用技术是电子应用技术专业的核心专业课,课程围绕智能微电网应用技术关键技术的应用,从智能微电网应用技术的规划与设计、运行与控制、通信与能量管理、检测与保护等方面来组织内容,旨在培养学生新能源绿色、可持续发展的理念,为新能源产业培养适合设计制造、安装调试、运行维护、销售及技术管理等工作的复合型高素质技术技能人才。然而,目前高职智能微电网应用技术课程开发和资源建设还处于起步阶段,课程建设和资源并不是很多。为了进一步提高人才培养质量,本文从课程内容、课程思政、教学团队等方面着手,进行课程建设,突出行业需求,为数字教育资源开发与建设提供参考和依据。
首先,参考教材的选择。目前高职智能微电网应用技术课程的教材比较少,教学团队选用张清小、葛庆主编的《智能微电网应用技术(第二版)》作为教材。由于智能微电网应用技术研究起步较晚,相应的基本理论尚不完善,微电网的监控与能量管理、分布式电源并网与控制、实验部分内容的学习尤为重要,但教材中这部分内容相对薄弱,因此选用熊超、胡平主编的《智能微电网应用技术与实验系统》,补充和强化了智能微电网应用技术理论的最新内容。
其次,教学内容的优化。智能微电网应用技术是结合国内外智能微电网应用技术的研究情况,对智能微电网应用技术的关键技术及其应用做了较为全面介绍的课程。教学团队不断优化教学内容,使各部分内容循序渐进、衔接顺畅。在教学和科研过程中,广泛关注和追踪重要的进展,研究热点及其学科前沿,补充前沿科技知识,提高学生素养,拓宽学生知识面,培养学生创新思维,弥补教材知识滞后的不足。同时,组织学生现场或线上聆听微电网相关权威专家的专题讲座、智能电网与微电网最新专题,获取最前沿的知识。
智能微电网应用技术课程本身蕴含着诸多思政元素,在讲授课程理论的同时,恰如其分地融入思政元素,可以收到相得益彰的效果。例如,绪论中智能电网发展史部分,讲述智能电网经历了起步阶段、快速发展阶段,随着国家陆续出台多项行业政策,微电网项目建设普及率提升,攻坚克难,彰显大国工匠精神;各产业政策的持续发布为光伏、风电等新能源的发展提供了切实可行的建设依据,有利于促进新能源充分发挥产业优势,扩大市场规模,降低发电成本,在能源结构转型、实现双碳目标上持续发挥越来越重要的作用,同时也带动微电网应用的加速落地。迅猛发展的智能微电网应用技术对电网经济运行起到促进作用,弘扬展示科技创新的力量、树立生态环保发展理念……这些都将激发学生的爱国精神与参与社会建设的责任感。
过电流保护是智能微电网应用技术的安全保障措施及安全、高效、经济运行机制。智能微电网应用技术接入前,配电网是由单端电源供电的辐射型网络,配电网的电流和功率方向是恒定的,由变电站母线流向各负荷,因此为了简化保护装置,我国配电网馈线继电保护通常分为两段式或三段式电流保护,采用了继电保护装置。在教学过程中,通过视频、动画或PPT 等介绍机电式、晶闸管式、集成电路式、微机保护等几代继电保护装置的优缺点和基本情况,引导学生了解继电保护的发展历史[2-3]。
同时,详细介绍继电保护的工作原理,引入国产芯片及芯片技术在继电保护中的应用,进一步通过视频或动画等资料介绍芯片技术的发展情况、特点等。正是有不同研究院、研究单位及企业克服重重困难,才能最终取得核心技术的阶段性成果,这也激励大家投身于科研事业,提高人工智能技术对故障的处理能力,确保智能微电网应用技术系统能够健康、稳定发展贡献,增强学生的历史使命感。
采用自动化通讯及数据采集技术,结合先进的力控上位机监控软件[4],实现电压、电流、有功等数据分析处理、能量调度与管理、智能保护、本地监控等功能,对微电网系统进行智能化管理。监控系统能实时监测与数值显示现场风速、风向、温度、光照度等环境因素,同时也能实时监测现场电压、电流及温度等信息[5]。
构建组态系统,能够将不易展现效果的复杂调度过程变得可重复、可分析、可探索。因此,针对大规模智能微电网应用技术教学重点和难点,开展数字建模和组态分析,让学生通过“理论方法教学”夯实调度知识,通过不同参数的调整搭配,探究不同的现象结果,并思考其发生机制,引导学生建立科学思维、培养科学兴趣、加强系统感知和知识理解,最终在组态环境下进行“工程实际操作”提升操作技能,以培养学生的创新能力。
高水平的教学团队能够提升课程教学质量。团队集合了应用电子技术专业所有专兼职教师力量,教师年龄结构、职称结构和梯队建设合理。教师队伍中高级职称占比70%,青年骨干教师占比60%,是以青年教师为主力军的年轻化教学团队。把青年教师放入学科梯队中培养,有效发挥青年教师的专业优势,是教学团队建设的重要目标之一。教学团队鼓励青年教师积极申请国内调研访学机会,追踪前沿教学方法,引入国内先进的教学模式,学成归来的教师将学习心得、培训感悟与教学团队成员分享,传播先进的教学理念。教学团队的教师科研、教学两手抓,教书育人双丰收,实现教学与科研相长的平衡局面。提高教师科学研究水平,除提升教师自身的知识储备以及科研视野之外,使用团队激励和合作的方式也可帮助青年教师提升科学研究水平。教学团队每学期定期召开教学研讨会,认真分析课程教学及课程建设中存在的问题,及时修改教学大纲,集中讨论教学改革方向。团队通过开展学术讲座、教学工作研讨会、师生座谈会、观摩教学等一系列活动,积极参加国际、国内学术会议,不断提高教学水平。团队教师走进企业,进行挂职锻炼,熟悉行业理论知识、提高行业实践能力、增强教师的知识底蕴,更好地把握好教育的前瞻性。
智能微电网应用技术课程在为期两年的建设过程中,在课程德育、学生学习效果、评价以及同行影响等方面取得了一些成效。团队教师在交流、讨论、选取、凝练德育要点和案例的过程中,教师的信仰更加坚定、社会责任感和使命感更加紧迫,敬业精神更加增强,能更高效地完成课程思政教育;强化学生工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。学生在课堂上采用多种教学方法有利于师生互动,能够调动学生的学习积极性,主动参与到教学活动中。团队精心建设课程网络平台,使学生开阔了视野、转变了理念、夯实了专业基础。教学团队充分利用课程网络平台建立交流平台。
通过智能微电网应用技术课程教学探索、改革与实践,形成了稳定的教学团队,教师的教学水平和能力不断提升,课程理论和思政教育内容与方法日渐成熟,学生对课程的认可度也在不断攀升,能够系统提升教学质量,完善人才培养模式。同时,教师对智能微电网应用技术课程有了更深层次的理解,对开展后续的教学与科研具有实际意义。