“能源互联网信息通信技术”课程思政教学探索

作者: 张铁峰 戚银城 张卫华

“能源互联网信息通信技术”课程思政教学探索0

[摘 要] 能源互联网信息通信技术是交叉性强的领域,也是当前能源电力学科研究和应用的热点。结合研究生课程“能源互联网信息通信技术”的开设,探讨了课程思政教学在该领域的应用,阐述了课程思政设计思路,教学内容和目标,分析了思政要素和思政切入点,完成了课程思政教学设计,介绍了课程教学方法和教学效果。通过课上和课下教学活动实现了以润物无声的方式进行课程思政教学,为培养研究生的工程素养、创新能力,激发其家国情怀提供了实践方式。

[关键词] 能源互联网;信息通信技术;课程思政;教学设计

[基金项目] 2020年度教育部第二批新工科研究与实践项目“新工科背景下ICT交叉融合领域人才创新创业能力培养探索与实践”(E-CXCYYR20200907);2022年度华北电力大学双一流建设项目“‘能源互联网信息通信技术’课程思政”;2023年度华北电力大学双一流人才培养项目“具有能源电力特色的电子信息类学科专业建设”(17112301);2023年度河北省研究生教育教学改革研究项目“面向新型电力系统的电力物联网高层次交叉创新人才培养”(YJG2023125)

[作者简介] 张铁峰(1974—),男,内蒙古凉城人,博士,华北电力大学电子与通信工程系副教授,主要从事能源互联网信息通信技术研究;戚银城(1968—),男,河南商水人,博士,华北电力大学电子与通信工程系教授,主要从事电力信息与通信技术研究;张卫华(1974—),男,河北保定人,硕士,华北电力大学电子与通信工程系讲师,主要从事智能信息处理技术研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2024)11-0105-04 [收稿日期] 2023-04-15

引言

能源互联网是能源消费革命的产物,是智能电网发展到新阶段的新形态,从电力工业视角来说也叫智能电网2.0[1]。能源互联网的发展离不开相关人才的培养,文献[2]面向新能源互联网的发展趋势,总结电工学科在国家工业技术发展中的巨大推动作用,从新能源互联网发展趋势出发,基于社会用人部门、人才培养院校、高校教师和在校大学生等不同视角,探讨高校电气工程学科教学改革的紧迫性和必要性,同期能源互联网背景下课程教学的改革实践也逐步开展[3-4]。近年来,为落实“三全育人”的要求,课程教学逐渐加入思政元素,在信息技术领域,“通信原理”“数字信号处理”等课程都开始思政教学研究,推进了电子信息类课程思政探索与实践,并取得较好效果[5-6]。

作为能源互联网的基础性支持技术,信息通信技术同样不可或缺,关于面向能源互联网的电气信息类研究生培养改革,文献[7]研究了面向全球能源互联网的三方(国内高校+企业+海外高校)联合培养的研究生创新与实践能力培养模式。关于能源互联网领域人才培养与教学已经取得一定成效,但开展课程思政教学才刚刚开始[3]。

在能源互联网信息通信技术领域,虽然能源和信息有着共同的电磁学基础,但却有着不同的发展路径,最终分道扬镳,形成今天不同的学科和专业,使“强电”和“弱电”割裂。另一方面,作为能源互联网的重要支撑技术基础,信息通信技术的教学和应用存在脱节,学生难以做到理论联系实际。

“能源互联网信息通信技术”课程恰恰涉及“强电”和“弱电”两个领域,需要信息基础设施和能源基础设施的融合。信息的传输和存储需要能源,能源的监测和控制需要信息。通过“能源互联网信息通信技术”课程思政建设,将马克思主义原理融入课程教学,将习近平新时代中国特色社会主义思想贯彻于课程中,可提高学生对于理论与实践关系的认识,加深对生产力和生产关系的理解,进而增强学生在新时代背景下分析和解决能源电力生产实际问题的能力,最终为国家培养能源信息领域有较高素养的建设者和接班人提供支持。

鉴于“能源互联网信息通信技术”课程既具有缓解气候变化的人类命运共同体命题背景,又涉及多学科交叉,尤其能源和信息的交叉融合,还与工程实际紧密相关,对其进行思政课程建设具有多方面好处,不仅可行,确有必要。

一、课程思政设计思路

“能源互联网信息通信技术”是华北电力大学信息与通信工程专业的学位课和核心课程,也是电子信息类本科专业的必修课程。通过课程学习可使学生对能源和信息的耦合与相互影响有全面的了解,深刻理解和掌握信息通信技术在能源转型革命中的重要地位、原理和应用方法。

“能源互联网信息通信技术”课程以《智能电网信息通信技术》为教材,通过能源互联网的主要形式——智能电网2.0,以电力发展历程讲述能源转型过程,为人类生存与发展计,着眼命运共同体,中国特高压技术引领世界,连接全球,打造电力地球村[8]。

能源互联网建设离不开先进信息通信技术的支撑,覆盖“发、输、变、配、用和调度”六大环节,实现供需平衡,保障安全运行,都离不开信息通信技术和系统,课程从智能电网业务需求角度出发讲述5G、电力线载波、电力物联网等信息通信技术应用于电力系统实际的各种场景和要求,更容易被学生所接受。

“能源互联网信息通信技术”课程紧紧围绕坚强智能电网,一流能源互联网建设中信息通信技术的应用,开展“多维度”课程思政建设,以“中国智慧、中国方案、中国力量”等元素将“家国情怀、工程素养和创新能力”的教育贯穿于课程中,使学生开阔眼界,培育其家国情怀与责任担当。激发学生的专业认同感和创新创业意识,激励信息与通信工程专业研究生为能源信息行业的发展刻苦努力。

二、教学内容和目标

1.学习信息通信技术的相关概念、具体技术领域及用于智能电网业务的主要信息通信技术和国际前沿技术及发展趋势,掌握应用不同信息通信技术支持业务的方法及原理,实现知识传授和创新意识培养。

2.了解智能电网业务对于信息通信系统的需求和电力信息化的演进过程,掌握建造与智能电网信息通信系统有关的概念模型和参考架构,熟悉电力通信网络概况。通过数据驱动的智能电网架构和输电线路状态监测系统等案例,使学生具备分析和设计系统方案,解决生产实际问题的能力等,培养学生的工程素养和创新能力。

3.学习信息通信的相关概念,了解电力和通信的关系,熟悉信息通信技术在智能电网业务领域中的应用情况。电力和通信具有共同的电磁学基础,智能电网和绿色通信技术的应用本身就在阐释人类的可持续发展理念,课程在输电线路状态监测系统的监测装置和通信电源取电/供电方面的教学、低功耗通信技术的选取等方面可使学生对环境、社会可持续发展的影响理解深刻,培养学生的人类命运共同体理想、科学意识、家国情怀、使命担当。

4.学习和了解相关信息通信国内外标准在智能电网具体业务领域中的应用。理解IEC 61850、IEC 61970/61968等国际标准所秉承的“一个世界,一个标准”理念,使学生了解标准化趋势,培养学生的合作意识和国际化视野。

三、思政要素和切入点教学设计

课程思政从价值塑造、知识传授、能力培养等多个维度进行教学,将思想政治教育贯穿课程教学全过程,通过课程学习和案例分析,使学生能够运用现代科学思维方法分析问题和掌握本课程的专业知识,并培养学生严肃认真的科学作风和解决问题的能力,为今后从事能源电力相关领域的学习和工作奠定坚实的基础。本课程思政元素分析与设计见表1。

四、教学方法和效果体现

课程采用线上线下混合的探究式教学,通过讲授课程内容以找到隐含的思政元素并引出思政教育,实现润物无声的教学效果。同时,以课堂互动、课下作业、课后思考等方式调动学生学习积极性,实现全面专业知识和思政教育的浸润。

通过思政教学,学生了解了能源互联网的发展背景是应对气候变化,以清洁能源利用为主的能源消费革命,智能电网就是通过新能源发电技术和信息通信技术改造传统电网而来,能源互联网是智能电网发展的趋势,不同的国家采用不同的发展模式和路线。学生理解了智能电网业务及信息化概念,智能电网业务对信息通信的需求,智能电网数据源、业务场景对信息通信系统的需求、智能电网架构、中国的电力信息通信网络等。掌握智能电网信息系统的组成和构造方法,培养学生分析、解决问题的能力。学生了解了智能电网信息通信技术与标准,掌握在信息通信技术各分支领域内的技术特点及应用情况,使信息通信基本理论和技术的实际工程应用结合,培养学生科学选用特定技术用于解决实际工程问题的能力。通过学习信息通信技术在发、输、变、配、用、调度、市场各领域中的应用,以及普遍存在的信息安全问题如何防护,学生理解和掌握了工程实际与理论相结合的方式。通过作业和课后题等形式引导学生主动思考,查阅资料,探究前沿、热点问题,开阔了学生的视野,培养了创新思维和创新能力。

经过课程思政元素的加入和改进,学评教系统显示学生对于课程的教学打分由93.76上升到96.27。

结语

“能源互联网信息通信技术”课程具有内容丰富、涵盖学科众多、理论紧密结合实际等特点。通过本课程的学习,使学生了解智能电网业务和信息通信技术,培养学生在应用信息通信技术改造电网使其“智能”方面的分析问题、解决问题的能力,为学生今后的实际工作提供必要的知识基础,并增强其利用专业技术为业界和社会服务的信心。

通过课程思政元素的分析和精心教学设计,课程从多层次多维度覆盖了工程素养、科学思维、创新能力、家国情怀、使命担当、国际视野等思政理念,为高水平人才培养提供了支持。

参考文献

[1]李立浧,张勇军,陈泽兴,等.智能电网与能源网融合的模式及其发展前景[J].电力系统自动化,2016,40(11):1-9.

[2]苏勋文,师楠,朱显辉,等.能源互联网趋势下本科高校创新型人才培养模式的思考:以电气工程学科为例[J].当代教育实践与教学研究,2020(1):79-81.

[3]赵彪,余占清,朱桂萍,等.基于教研相融和翻转课堂的新工科教学改革实践:以“能源互联网中能量转换与互联设备”课程为例[J].中国电机工程学报,2022,42(9):3490-3501.

[4]周桂萍,李荣凯,王志红.碳中和背景下能源电力科普融教路径探索:以《全球能源互联网》课程为例[J].中国电力教育,2022(5):74-75.

[5]唐麒,张晓瀛,马东堂.“通信原理”课程思政教学探索[J].教育教学论坛,2022(15):81-84.

[6]潘子宇,宋宇飞,余雨.应用型本科“数字信号处理”课程思政教学方法设计[J].教育教学论坛,2022(15):129-132.

[7]温和,帅智康,滕召胜,等.面向能源互联网的电气信息类研究生培养改革[J].电气电子教学学报,2022,44(3):13-16.

[8]张铁峰,戚银城,张卫华,等.智能电网信息通信技术[M].北京:中国电力出版社,2021:10.

Exploration on Curriculum Ideology and Politics of the Course “Energy Internet Information and Communication Technology”

ZHANG Tie-feng, QI Yin-cheng, ZHANG Wei-hua

(Department of Electronic and Communication Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China)

Abstract: Energy Internet information communication technology is a highly cross cutting field, and it is also a hot spot in the current research and application of energy and electric power discipline. In combination with the postgraduate course “Energy Internet Information Communication Technology”, this paper discusses the application of curriculum ideology and  politics in this field, expounds the ideological and political design ideas, teaching content and objectives of the course, analyzes the elements and entry points of ideological and political education, finishes the teaching design of the course, introduces the teaching methods and effectiveness of the course. The curriculum ideology and politics of the course is realized in the way of “moistening things silently” through teaching activities in and out of class. The presented work provides a practical way to cultivate the postgraduate’s engineering literacy and innovation ability, and stimulate their family and country feelings.

Key words: energy Internet; ICT; curriculum ideology and politics; teaching design

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