校企合作背景下智能电网信息工程专业建设——以济南大学为例

刘益青, 于春光, 丁广乾, 程新功

(济南大学 自动化与电气工程学院,山东 济南 250022)

现代智能电网中电能生产、传输、分配和消费发生了根本性改变.应用现代信息通信技术、智能化技术有效消纳和采用间歇性的、分布式的新能源是现代电力系统变革的主要动力,由此产生了传统电力与现代信息相融合的智能电网技术.作为典型的“新工科”专业——智能电网信息工程专业,正是在这种大背景下设立和发展起来的.“新工科”专业,主要指针对新兴产业的专业,以互联网和工业智能为核心,包括大数据、云计算、人工智能、区块链、虚拟现实、智能科学与技术等相关工科专业[1].智能电网信息工程专业(专业代码080602T)属于工程学科中的电气类,是《普通高等学校本科专业目录(2012年)》中的特设专业.2010年,为了加大绿色经济和互联网+等重要战略性新兴产业的人才培养力度,教育部鼓励有条件的高校申报开办新兴产业相关专业[2],批准了两所院校开设智能电网信息工程专业,分别为华北电力大学和南京邮电大学,并于2011年开始招生.截至2020年,全国开设智能电网信息工程专业的高校共有18所,包括华北电力大学、电子科技大学、南京理工大学、南京邮电大学、南京工程学院、杭州电子科技大学、辽宁工程技术大学、广东技术师范学院、长春工程学院、银川能源学院等,其中,山东省内高校有3所,为济南大学、山东理工大学和青岛科技大学.

全国开设智能电网信息工程专业的高校既包括电力、能源类学科优势高校,也包括电子、信息类传统学科优势高校;既有教育部直属高校,也有省属重点高校和地方院校.根据各高校基础专业和优势学科不同,有的在电气、电子工程学院开设智能电网信息工程专业,有的则设置在自动化学院.学科建设上分别依托传统的电气工程、控制科学与工程、计算机信息工程等传统工科专业.

济南大学(以下简称“学校”)于2015年开设智能电网信息工程专业,并于当年顺利完成首次招生,是学校自动化与电气工程学院5个本科专业之一,招生规模为每年40人.依托学校电气工程、控制科学与工程和电子信息等学科优势,在人才培养模式上具有宽基础、重应用的鲜明特色.2020年9月,学校实现了与国家电网有限公司技术学院分公司(以下简称“分公司”)的校企合作.

与国内较早开设该专业的院校类似,受专业开设时间较短,新兴产业人才需求不确定等因素的影响,学校在智能电网信息工程专业人才培养质量上还存在较大提升空间,与新兴产业人才需求高度契合尚存一定差距[3].为此,课题组以服务区域智能电网新兴产业发展为导向[4-5],以提高人才培养质量为目标,在专业建设和改革方面进行了深入研究.

1 专业人才培养目标

从专业名称上看,智能电网信息工程专业围绕“电网”和“信息”技术领域开展人才培养[6],具有强电与弱电相结合的鲜明特征.电网传输的是能量,属于强电;电子、通信、网络传输的是信息,以弱电为主.各高校的专业人才培养目标特色鲜明,有的高校是以强电为主,有的则以弱电为主.例如,华北电力大学的电气工程是传统的优势专业,智能电网信息工程专业设置在电气与电子工程学院,依托该学院学科优势,以培养既懂电力又懂现代信息技术的复合型人才为特色.南京邮电大学的智能电网信息工程专业则以强电(电气工程)为基础,以弱电(通信工程)为核心,以培养能够解决智能电网中复杂通信工程问题的高水平人才为目标.

学校智能电网信息工程专业的培养目标是为适应社会主义现代化建设特别是智能电网领域人才需求,培养具有扎实的数学与自然科学和工程技术基础、智能电网信息工程专业基本理论与技术知识,具有分析和解决智能电网信息工程领域复杂工程问题的能力、良好的外语和计算机应用能力,具有创新意识和团队协作精神的智能电网领域的高级工程技术人才.毕业生就业从事本专业5年左右可成为智能电网领域从事电气工程自动化、信息化相关部件及系统的研究、设计、开发和系统维护、技术管理等工作的骨干人才.

2 校企合作培养模式

为提高智能电网信息工程专业的人才培养质量,更好地适应“新工科”建设要求和新经济发展,学校在专业建设目标、人才培养目标、课程体系建设、实训室建设和实践环节等方面进行了教学改革探索,并取得了一定的成果.

在专业人才培养过程中,学校和分公司构建了全过程、规范化的校企协同培养模式,如图1所示.该模式以智能电网信息工程专业的基本专业能力为目标,以复合型、应用型、创业型等不同发展方向为导向,结合最新的专业动态和发展趋势,考虑学生个性发展的需要,制定专业人才培养方案,构建专业课程体系.按照“巩固优势、突出特色、扶持新兴、优化结构、协调发展”的专业建设与发展思路,依托专兼结合的师资队伍和校内外实训基地,积极培育特色专业.通过全面产教融合、校企深度合作,提高了学校和企业双方的合作动力,进一步提升了人才培养质量.

图1 校企协同培养模式示意图

专业人才培养采用产教融合、校企协同培养模式.从新生入学的专业导论课开始就采取校企师资联合授课的方式,由学校专业教师和分公司技术骨干共同为学生开展专业认知教育,第一时间让学生了解智能电网行业,增强专业归属感和行业建设使命感.专业导论课也从教室搬到了企业现场,学生的专业导论课有50%的学时安排在分公司的实习、实训基地和专业实训室.同时,由学校专业教师和企业技术骨干共同组成的师资团队贯穿整个人才培养过程,确保人才培养的效果和质量.

在校企合作过程中,学校利用博士、硕士点的优势,为分公司员工提供深造和在职学习的机会;依托省部级重点实训室,与分公司联合承担国家级、省部级科研项目,提升企业的科技创新实力和影响力.分公司通过共享专业实训室,弥补了学校高压实训条件的不足.通过校企合作,以产学研结合为突破口,以深化教学改革,创新教学模式为抓手,以提升人才培养质量为目的,校企双方真正实现互利共赢.同时,学校相继出台了多项产教融合的规范性文件和鼓励校企合作的管理制度,设立了专门的校企合作机构,以促进校企合作的顺利开展和深度融合.

3 课程体系改革

智能电网信息工程专业知识主要涉及电网和信息两大领域,专业课设置包括强电和弱电两部分.课程设置按照强弱电结合的培养方针,融合了电力、信息和通信等方面的优质骨干课程,强电课程比例较大,突出了“强电更强,弱电不弱”的专业设置目标.通过近几年的课程建设,建立和完善了通识教育课程、专业基础课程、专业选修课程、工程实践环节4个课程模块,调整了各课程模块的学分数和占毕业学分总数的百分比.课程体系改革前后的主要学分数变化见表1.

表1 课程体系改革前后学分对比

在总学分保持165分不变的前提下,减少了2学分的通识教育课程;在课程数量不变的情况下,压缩了专业基础课的学分数,减少了电机学、电力系统故障分析等专业基础课的学时;专业选修课的备选门数不变,降低了选课学分要求,既满足最低毕业学分数不提高的要求,又保证了学有余力的学生能通过专业选修课扩展知识面的需求.课程体系改革后的主要课程见图2.

图2 智能电网信息工程专业课程

4 产教融合的师资队伍建设

人才培养质量的提升关键在师资队伍,在改革过程中学校尤其注重开展产教融合的专兼职师资队伍建设,学校专业教师多为博士毕业生或长期在高校从事理论教学的教师,缺乏工程实践经验.在师资建设过程中采取了引育并举的措施,一方面与分公司联合引进高水平人才,由学校提供岗位、分公司采取项目合作的形式提供科研条件,提高了学校在引进高水平人才方面的竞争力;另一方面,立足现有师资力量,加强教学水平和实践水平的提升,鼓励年轻教师进行顶岗实践和开展博士后研究.

分公司承担国家电网公司几十万员工的轮训任务,要求培训师全部来自一线工程师,且需具有15年以上的工作经验和5年以上的培训师经历.借助分公司的专业培训平台,学校大力开展了具有工程背景和科研创新能力的师资队伍建设,鼓励学校的专业教师到分公司参与培训任务或接受培训,要求入职5年内的年轻教师与分公司联合承担学生的实习、实训和毕业设计指导任务.一方面,年轻教师通过联合指导学生实习、实践,将自己掌握的理论知识与工程实践结合起来;另一方面,可以鼓励青年教师与分公司技术骨干共同承担教育部产学协同育人项目,积极探索校企合作育人模式.

5 实践教学体系建设

将学校创新精神和实践能力的培养贯穿于整个专业人才培养过程,将实践内容、考核评价、效果反馈等环节有机结合,构建认知实习、专业实习、综合实训三层次、模块化、开放式的实践教学体系,形成了与智能电网产品或系统开发过程相匹配的实践教学体系.

在课程设置上突出了实践技能的培养,将实习、课程设计、毕业设计等实践环节纳入校企协同培养计划,建设渐进式实践教学体系,如表2所示.实行双导师制,由企业的技术人员和有工程经历的教师共同指导,指导环节注重培养学生创新精神和实践能力,形成实践、考核、效果反馈等环节正向循环,全面提高学生的工程应用能力与专业素质.

表2 渐进式实践教学体系内容

校企合作的部分实践环节与分公司承担的国家电网公司新员工培训有机结合,将培训内容经过凝练后,选取难度适中、代表性强的题目开发为学生实训、实操训练题目.继电保护等部分专业课,也直接从教室搬到实训室,使学生同步完成从实践到理论,再回到实践的闭环学习,枯燥的理论知识被融入了丰富的实践环节中,激发了学生的学习兴趣,教学效果明显,课程考核优良率达到60%以上.

6 结语

学校智能电网信息工程专业自开展校企合作办学以来,教学效果提升明显,改善了生源质量,促进了师资队伍水平建设.通过加强实践环节的比重,丰富实践教学形式等改革措施,激发了学生的学习积极性,学生成绩优秀率有一定提升,专业基础课程的不及格率下降了5%左右.通过与学生座谈了解到,学生对本专业的认识程度有所提高,对职业发展规划也更加清晰,提升了毕业生应用型工程技术能力,为区域经济发展和转型升级提供了人才保障.