范大鳴
渤海船舶職業學院,遼寧 興城 125105
智能微電網應用技術是電子應用技術專業的核心專業課,課程圍繞智能微電網應用技術關鍵技術的應用,從智能微電網應用技術的規劃與設計、運行與控制、通信與能量管理、檢測與保護等方面來組織內容,旨在培養學生新能源綠色、可持續發展的理念,為新能源產業培養適合設計制造、安裝調試、運行維護、銷售及技術管理等工作的復合型高素質技術技能人才。然而,目前高職智能微電網應用技術課程開發和資源建設還處于起步階段,課程建設和資源并不是很多。為了進一步提高人才培養質量,本文從課程內容、課程思政、教學團隊等方面著手,進行課程建設,突出行業需求,為數字教育資源開發與建設提供參考和依據。
首先,參考教材的選擇。目前高職智能微電網應用技術課程的教材比較少,教學團隊選用張清小、葛慶主編的《智能微電網應用技術(第二版)》作為教材。由于智能微電網應用技術研究起步較晚,相應的基本理論尚不完善,微電網的監控與能量管理、分布式電源并網與控制、實驗部分內容的學習尤為重要,但教材中這部分內容相對薄弱,因此選用熊超、胡平主編的《智能微電網應用技術與實驗系統》,補充和強化了智能微電網應用技術理論的最新內容。
其次,教學內容的優化。智能微電網應用技術是結合國內外智能微電網應用技術的研究情況,對智能微電網應用技術的關鍵技術及其應用做了較為全面介紹的課程。教學團隊不斷優化教學內容,使各部分內容循序漸進、銜接順暢。在教學和科研過程中,廣泛關注和追蹤重要的進展,研究熱點及其學科前沿,補充前沿科技知識,提高學生素養,拓寬學生知識面,培養學生創新思維,彌補教材知識滯后的不足。同時,組織學生現場或線上聆聽微電網相關權威專家的專題講座、智能電網與微電網最新專題,獲取最前沿的知識。
智能微電網應用技術課程本身蘊含著諸多思政元素,在講授課程理論的同時,恰如其分地融入思政元素,可以收到相得益彰的效果。例如,緒論中智能電網發展史部分,講述智能電網經歷了起步階段、快速發展階段,隨著國家陸續出臺多項行業政策,微電網項目建設普及率提升,攻堅克難,彰顯大國工匠精神;各產業政策的持續發布為光伏、風電等新能源的發展提供了切實可行的建設依據,有利于促進新能源充分發揮產業優勢,擴大市場規模,降低發電成本,在能源結構轉型、實現雙碳目標上持續發揮越來越重要的作用,同時也帶動微電網應用的加速落地。迅猛發展的智能微電網應用技術對電網經濟運行起到促進作用,弘揚展示科技創新的力量、樹立生態環保發展理念……這些都將激發學生的愛國精神與參與社會建設的責任感。
過電流保護是智能微電網應用技術的安全保障措施及安全、高效、經濟運行機制。智能微電網應用技術接入前,配電網是由單端電源供電的輻射型網絡,配電網的電流和功率方向是恒定的,由變電站母線流向各負荷,因此為了簡化保護裝置,我國配電網饋線繼電保護通常分為兩段式或三段式電流保護,采用了繼電保護裝置。在教學過程中,通過視頻、動畫或PPT 等介紹機電式、晶閘管式、集成電路式、微機保護等幾代繼電保護裝置的優缺點和基本情況,引導學生了解繼電保護的發展歷史[2-3]。
同時,詳細介紹繼電保護的工作原理,引入國產芯片及芯片技術在繼電保護中的應用,進一步通過視頻或動畫等資料介紹芯片技術的發展情況、特點等。正是有不同研究院、研究單位及企業克服重重困難,才能最終取得核心技術的階段性成果,這也激勵大家投身于科研事業,提高人工智能技術對故障的處理能力,確保智能微電網應用技術系統能夠健康、穩定發展貢獻,增強學生的歷史使命感。
采用自動化通訊及數據采集技術,結合先進的力控上位機監控軟件[4],實現電壓、電流、有功等數據分析處理、能量調度與管理、智能保護、本地監控等功能,對微電網系統進行智能化管理。監控系統能實時監測與數值顯示現場風速、風向、溫度、光照度等環境因素,同時也能實時監測現場電壓、電流及溫度等信息[5]。
構建組態系統,能夠將不易展現效果的復雜調度過程變得可重復、可分析、可探索。因此,針對大規模智能微電網應用技術教學重點和難點,開展數字建模和組態分析,讓學生通過“理論方法教學”夯實調度知識,通過不同參數的調整搭配,探究不同的現象結果,并思考其發生機制,引導學生建立科學思維、培養科學興趣、加強系統感知和知識理解,最終在組態環境下進行“工程實際操作”提升操作技能,以培養學生的創新能力。
高水平的教學團隊能夠提升課程教學質量。團隊集合了應用電子技術專業所有專兼職教師力量,教師年齡結構、職稱結構和梯隊建設合理。教師隊伍中高級職稱占比70%,青年骨干教師占比60%,是以青年教師為主力軍的年輕化教學團隊。把青年教師放入學科梯隊中培養,有效發揮青年教師的專業優勢,是教學團隊建設的重要目標之一。教學團隊鼓勵青年教師積極申請國內調研訪學機會,追蹤前沿教學方法,引入國內先進的教學模式,學成歸來的教師將學習心得、培訓感悟與教學團隊成員分享,傳播先進的教學理念。教學團隊的教師科研、教學兩手抓,教書育人雙豐收,實現教學與科研相長的平衡局面。提高教師科學研究水平,除提升教師自身的知識儲備以及科研視野之外,使用團隊激勵和合作的方式也可幫助青年教師提升科學研究水平。教學團隊每學期定期召開教學研討會,認真分析課程教學及課程建設中存在的問題,及時修改教學大綱,集中討論教學改革方向。團隊通過開展學術講座、教學工作研討會、師生座談會、觀摩教學等一系列活動,積極參加國際、國內學術會議,不斷提高教學水平。團隊教師走進企業,進行掛職鍛煉,熟悉行業理論知識、提高行業實踐能力、增強教師的知識底蘊,更好地把握好教育的前瞻性。
智能微電網應用技術課程在為期兩年的建設過程中,在課程德育、學生學習效果、評價以及同行影響等方面取得了一些成效。團隊教師在交流、討論、選取、凝練德育要點和案例的過程中,教師的信仰更加堅定、社會責任感和使命感更加緊迫,敬業精神更加增強,能更高效地完成課程思政教育;強化學生工程倫理教育,培養學生精益求精的大國工匠精神,激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。學生在課堂上采用多種教學方法有利于師生互動,能夠調動學生的學習積極性,主動參與到教學活動中。團隊精心建設課程網絡平臺,使學生開闊了視野、轉變了理念、夯實了專業基礎。教學團隊充分利用課程網絡平臺建立交流平臺。
通過智能微電網應用技術課程教學探索、改革與實踐,形成了穩定的教學團隊,教師的教學水平和能力不斷提升,課程理論和思政教育內容與方法日漸成熟,學生對課程的認可度也在不斷攀升,能夠系統提升教學質量,完善人才培養模式。同時,教師對智能微電網應用技術課程有了更深層次的理解,對開展后續的教學與科研具有實際意義。