基于技術融合的卓越型電力信息工程教育研究

畢忠勤　袁仲雄

摘要：隨著智能電網的迅猛發展，電力企業對掌握電力信息技術的人才需求越來越旺盛，對信息人才的培養質量要求越來越高。傳統的通過開設幾門有關電力相關課程的培養方式已經不能滿足人才培養的需求。文章基于技術融合，提出實現電力技術與信息技術的無縫銜接，從教學內容和實踐體系上形成完善的教育模式，在行業特色明顯的計算機類人才培養方面具有一定的推廣價值。

關鍵詞：卓越工程師；教育模式；技術融合；實踐平臺；電力信息

0引言

在電力企業中，發、輸、配、變、用各個環節都離不開信息技術的強有力支撐，這一方面給傳統的信息技術人才帶來個人發展的機遇，另一方面也對傳統的信息技術人才培養提出新的挑戰。傳統的信息技術人才培養為了適應行業的需要，通常是開設一些行業的核心專業課程如電力行業概論、電力系統分析等。2006年，上海電力學院計算機科學與技術學院在原有計算機科學與技術專業的基礎上開設“電力企業信息化方向”的本科培養方向，該方向于2011年納入教育部首批卓越工程師培養計劃。經過近10年來的建設，我們在卓越型電力信息人才的定位、教學體系、實踐體系等方面進行大量有益的嘗試，形成一些行之有效的教學手段，為全國電力行業輸送了大量掌握電力信息技術、基礎扎實、知識面廣的計算機工程型人才。

1卓越型電力信息工程師的能力分析

根據市場調研以及電力企業對信息技術人才的需求標準，卓越型電力信息工程技術人才的能力要求為具備電力信息系統的規劃與分析能力，分析和設計電力專用算法的能力，開發和集成電力軟件的能力，電力信息系統軟件分析、挖掘和創新的能力。

卓越型電力信息工程人才的重點在于培養學生具備電力技術和信息技術深度融合的跨行業解決問題能力，涵蓋電力企業弱電應用、計算機硬件、數據庫、網絡、信息安全等不同的理論、技術和產品，跨越理論研究、軟件開發、系統集成、軟件應用和維護等不同的階段。在學生培養的過程中，教師需要以電力企業信息化為主線，讓學生從不同的層次學習并掌握各種計算機技術，從系統總體角度分析、設計和應用計算機技術，全面提高學生對電力信息系統的認知、分析、設計、開發與應用水平，使學生能夠在未來的工作崗位上從系統的角度而不是從局部的角度，分析和解決電力信息系統中面臨的問題，以便更好地將信息技術融入電力企業，促進智能電網的發展，培養更多高級跨行業的應用型工程技術人才。

2卓越型電力工程師教育的模式

卓越型電力信息工程師具有很強的跨行業特性，培養過程中要求實現現代電力技術與計算機技術的深度融合。為了實現現代電力技術與計算機技術的深度融合，通常有3種模式可以選擇，分別是計算機為主電力為輔、電力為主計算機為輔、計算機與電力同等。在對卓越型電力信息工程能力進行深入分析的基礎上，結合辦學特色，我們確定計算機為主電力為輔的培養模式，包括理論課程體系、實踐課程體系和創新創業平臺，但在培養過程中與通常的做法有所區別。以往的跨行業信息技術人才培養大多是通過開設幾門跨行業的課程如現代電力技術課程，以期待學生在未來的學習中能夠達到跨行業的技術融合。上海電力學院在培養過程中，要求實現現代電力技術與信息技術的深度融合，在理論課程體系、實踐課程體系和創新創業平臺上都貫穿學科意識融合和教學內容融合的設計思想。

在理論課程體系中，為了避免電力和計算機類課程互不關聯、理論教學與科創實踐相分離的問題，針對現代電力技術和計算機技術兩個學科的不同特點及其相通之處，我們提出學科意識融合和課程體系優化，構建電力特色鮮明的計算機類理論課程體系。①培養現代電力技術與計算機技術深度融合的計算機工程型人才，這不是簡單地增開幾門現代電力技術課程，重點在于在計算機技術的理論教學中融入電力技術的精髓，關鍵在于兩門不同學科意識的深度融合，在原有計算機思維中融入電力技術的意識，形成電力信息技術意識，落實到電力信息技術能力培養中，以提高電力信息技術人才的綜合素質。②加強計算機技術和現代電力技術的融合。如今的電力企業中，計算機技術貫穿在電力應用的整個過程，包括發、輸、配、變、用電各個環節，同時電力企業的信息化建設中涉及計算機科學下的各個學科，包括軟件工程、信息安全、網絡工程等。通過前期歸納梳理，我們發現實時數據處理和非實時信息處理是兩大應用主流，由此開設電力實時信息系統和電力信息系統兩門新課，涵蓋計算機技術在電力行業的兩大主要應用，使學生能掌握電力信息處理的基本理論和分析設計方法。③優化設計電力信息化專業課程。根據在電力信息化應用方面計算機技術未來的發展方向以及計算機科學與技術學院科研科創的現狀，優化設計現代電力技術與計算機技術深度融合的電力信息化專業課程，既有計算機技術中融合現代電力技術的電力實時信息處理技術、電力信息系統等課程，又有現代電力技術中融入計算機技術的電力調度信息技術、配電自動化信息技術等課程。

在實踐課程體系方面，教師可以建立以“接觸一了解一應用一綜合”為特征的實踐能力培養體系。現代電力技術與計算機技術深度融合的計算機工程型人才實踐能力的培養重點在于培養學生對于電力企業信息化軟件的認知、分析、設計和應用能力。為了實現實踐能力培養的目標，教師可以建立分層次的實踐課程體系，將全部實踐課程劃分為4個階段：①基本技能訓練階段，包括認知實習、Java語言課程設計、C語言課程設計等，主要培養學生基本的分析問題和編程能力，培養學生面對實際應用進行需求分析和綜合運用基本理論的能力；②專業能力訓練階段，包括數據結構課程設計、操作系統課程設計、軟件工程課程設計等，主要是結合各個專業課程有針對性地完成各項實踐，讓學生深入了解專業課程中一些核心概念的應用，鞏固理論教學內容；③工程實踐訓練階段，包括軟件技術工程實踐，就是在軟件工程理論的指導下，以實際的工程項目為背景進行軟件開發過程訓練，體驗完整的軟件開發全過程；④綜合訓練，包括軟件綜合實踐、畢業設計等，通過布置面向現代電力技術的綜合性電力企業信息化課題，要求學生實現現代電力技術和信息技術深度融合的信息化系統，幫助學生體驗如何在解決電力信息系統需求的過程中，正確地利用計算機技術并進行實踐經驗總結，對原有知識和技術進行創新。

跨行業的綜合性人才培養難點一般都在于學校的實踐平臺很難滿足人才培養的需要。同樣，卓越型電力信息工程實踐教學的難點在于實踐平臺的構建。目前，學校的實踐教學平臺都是建立于普通的局域網系統，教學內容一般都是由任課教師根據課程教學內容確定，很難真正體現現代電力技術對人才特有的要求。這樣的實踐平臺與電力企業實際應用的電力信息系統存在較大的鴻溝，缺乏聯系，不符合電力信息化工程型人才能力培養要求。為了構建電力特色明顯和真實反映電廠電網信息化運行現狀的電力信息工程實踐平臺，學院可以在利用中央和地方共建電力網絡安全實驗室時，堅持與國家電網下的電力信息網絡專業公司合作，在分析現有電廠信息系統硬件平臺和電網公司信息系統硬件平臺的基礎上，模擬真實的電力企業信息化建設的軟硬件平臺搭建電力安全實驗平臺，使電力信息工程師實踐平臺具備電力信息系統硬件平臺的典型架構；同時，從全國眾多電力信息網絡架構中提煉出幾個典型的電力信息網絡架構和經典產品，將典型電力信息網絡架構移植到實踐平臺中，為實踐教學提供一個逼真的環境。另外，根據各類電力信息系統的特點以及課程教學的需要，將教師主持開發的電力信息項目依照培養目標重新提煉和歸納，進行“教學化”再開發，組織成不同的實踐體系。目前，我們已將曾獲得省級科技進步獎的“市級供電公司生產管理系統”等信息系統進行“教學化”再開發，構建了電力管理信息實踐平臺；根據電力實時信息系統的特點和課程教學需要，將蓄能電站信息系統、實時數據庫、通用電氣公司的電力專業軟件移植到實驗室，建立電力實時信息實踐平臺；根據電力決策系統的特點和課程教學的需要，以“電廠電力市場輔助決策系統”為原型，構建電力決策系統實踐平臺。

在創新創業平臺方面，教師可以堅持以培養學生個體能力和團隊合作能力為主要目標，讓學生通過認知實習接觸電力和計算機技術，通過課程實驗了解電力和計算機技術，為專業發展打好基礎；組建創新創業團隊，使學生在團隊合作的背景下建立軟件的工程意識，培養團隊合作以及交流溝通的能力；開展創新創業活動，讓學生嘗試用計算機技術解決電力行業的實際問題；開展以工程應用能力培養為目標的綜合訓練，全面培養學生的職業素養和工程意識，培養學生綜合運用電力技術和計算機技術解決電力信息化應用和發展中典型工程型問題的能力，增強學生理論聯系實際的能力和創造能力。

在實踐教學活動和創新創業活動中，教師要鼓勵學生提出和參與創新性題目的研究，使他們打好基礎，具有可持續發展的能力；同時注意引導學生不斷提升研究問題的層面，面向未來，讓學生避免只“實踐”而忽視研究，避免在同一個水平上重復。

3卓越型電力信息工程教育中電力與信息技術的融合

電力企業信息化是電力與信息技術深度融合的產物，因此最佳的電力與信息融合課程內容應該來源于電力信息科研項目，但科研項目僅針對科研和工程而并不符合教學規律，需要把教學的意識融入科研項目，根據人才培養的要求和教學規律對科研項目進行分解和教學化再開發。在教學內容設計的過程中，我們通過將教師主持的市級供電公司生產管理系統等5個電力信息系統進行分解和教學化再開發，把分解后的項目內容融入7門課程中，形成了一套相對完備的電力與信息技術融合的課程體系，使得教學更貼近于電力信息技術實際。電力信息化項目融入計算機課程一覽表見表1。

在課程實驗內容的設計中，也可將電力信息化的項目融入進來，使實驗內容和理論教學內容密切相關，與電力信息化項目結合。課程實驗能夠加深學生對理論知識的理解，啟發學生對所學知識深入思考，彌補課堂教學的不足，最終達到理論聯系實際的教學效果。電力管理信息系統課程實驗的實驗項目和實驗內容見表2。

課程設計在密切學科課程知識與實際應用之間的聯系，整合學科課程知識體系，注重系統性、設計性、獨立性和創新性等方面具有比單獨課內實驗更有效和直接的作用；同時還可以更有效地充分利用現有的教學資源，提高教學效果和教育質量。課程設計不僅強調培養學生具有綜合運用所學的多門課程知識解決實際問題的能力，還更加強調系統分析、設計和集成能力以及強化培養學生的獨立實踐能力和良好的科研素質。電力管理信息系統課程設計的典型任務和工作項目見表3。

4結語

卓越型電力信息工程師教育是計算機人才培養中的一項嘗試，電力和計算機技術融合、教學內容和科研項目結合是該人才培養模式中的重點，是人才培養目標實施的關鍵。科學合理的教學培養方案是專業教學組織和管理的重要依據和保證。根據卓越型電力信息工程師的培養目標和能力要求，我們構建了以能力培養為主的教學體系，形成了具有電力特色的教學培養方案。今后要不斷完善培養方案，充實電力與計算機融合的內容，為社會培養更多的卓越型電力信息工程師。

（編輯：宋文婷）