深入探索《電力智能系統(tǒng)綜合實踐》新型實踐課程改革
2025-07-07 07:49 作為上海市應用型人才培養(yǎng)模式改革試點學院，計算機學院近年來持續(xù)加強產(chǎn)教融合類課程建設，持續(xù)推進“引企入教”，促進課程內容與人工智能前沿技術發(fā)展銜接、教學過程與能源電力生產(chǎn)過程對接、人才培養(yǎng)與行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求融合，通過構建功能集約、開放共享、高效運行的人工智能實驗實踐教學平臺，推動具有鮮明能源電力特色的應用型、創(chuàng)新型、復合型人工智能人才培養(yǎng)。
在此背景下，為進一步推動上海市應用型人才培養(yǎng)模式改革試點建設，深化人工智能與能源電力領域的交叉融合，試點專業(yè)計算機科學與技術專業(yè)面向“AI+能源電力”高水平數(shù)智化應用型人才培養(yǎng)目標，為提升學生的解決復雜問題的能力、創(chuàng)新能力及能源電力行業(yè)的應用能力，本年度首次開設《電力智能系統(tǒng)綜合實踐》新型項目制“軟硬件深度融合”的實踐課程。課程聚焦“AI+能源電力”系統(tǒng)設計、分析與應用能力培養(yǎng)，緊貼學科發(fā)展前沿和行業(yè)應用場景，創(chuàng)新教學模式。
為破解人工智能快速發(fā)展背景下，面向“AI+能源電力”數(shù)智化應用型人才培養(yǎng)的人工智能實踐課程教學的三個難題：一是課程教學如何體現(xiàn)能源電力特色，以支撐能源電力數(shù)智化人才培養(yǎng)；二是課程內容如何與人工智能前沿技術發(fā)展銜接；三是如何解決學生只懂軟件開發(fā)，不懂硬件應用，不具備計算機系統(tǒng)全棧思維，不了解計算機在實際生產(chǎn)中的實際應用。人工智能課程組按照工程教育OBE的教學理念，在教學實踐中堅持“以學生發(fā)展為中心，緊貼技術發(fā)展前沿，服務能源電力行業(yè)”的理念，基于學校建設的三個高水平實驗平臺，創(chuàng)新地設計了“三融合”教學團隊（跨學科交叉融合、產(chǎn)教融合、教學科研融合）、“三維度”教學資源庫（線上視頻課資源、科研項目資源、行業(yè)企業(yè)案例資源），以及與AI輔助編程工具快速發(fā)展背景相適應的具備“軟硬全棧、個性化學習、合作學習”特色的創(chuàng)新教學模式。
本次課程在學期內繼前序課程《人工智能技術及電力系統(tǒng)應用》結課之后開設，歷時2周，課程安排包括選題、項目實踐、中期檢查、項目答辯暨學術沙龍。答辯時采用項目路演和學術沙龍創(chuàng)新方式，答辯過程全程由學生組織安排。為創(chuàng)設“個性化學習、自主學習、合作學習”的新型實踐教學模式，從選題的設計到實踐模式、考核模式均進行了創(chuàng)新設計。
為了在課程教學中體現(xiàn)能源電力特色，同時與人工智能前沿技術發(fā)展銜接，本次教學共有7名教師及10余名研究生助教參與選題及指導。教學團隊的核心成員由來自于控制科學與工程學科的張傳林、計算機科學與技術學科的范自柱、徐曼、彭源、盧芳芳組成�？刂瓶茖W與工程學科的夏飛和冒建亮老師在能源電力行業(yè)應用上有較為豐富的智慧電站相關項目經(jīng)驗，為課程教學的能源電力特色提供項目案例和數(shù)據(jù)支撐。
本次選題采用“軟件+硬件+AI+能源電力”結合的模式。在前序課程《人工智能技術及電力系統(tǒng)應用》中，學生已經(jīng)分組開展初步實踐，實現(xiàn)了“AI+電力”的軟件設計或相關算法，在此次課程中所有選題均增加“硬件”模塊。根據(jù)硬件的類別，分為機械臂項目類、Appolo無人車類、華為開發(fā)板類三大類，其在能源電力場景的應用包括電力智能巡檢系統(tǒng)、電力智能運維系統(tǒng)兩大類，三類硬件九個實踐題目，覆蓋兩大能源電力應用場景。
課程采用全開放式項目實踐模式。未來能源創(chuàng)享中心的實訓室對學生在兩周時間內全部開放。除了基礎設備外，根據(jù)學生需求購買各種終端傳感設備和電力金具、電力場景標識等配件，為學生充分發(fā)揮創(chuàng)意提供良好的實踐空間和條件。
為更好地促進學生項目組之間的交流、鍛煉學生的溝通表達能力，本次課程采用項目路演與學術沙龍相結合的課程答辯形式，為體現(xiàn)“以學生發(fā)展為中心”，本次交流沙龍全部交由學生團隊來組織與開展。5月30日，課程答辯暨學術沙龍在臨港校區(qū)工程實訓中心B202室未來能源創(chuàng)享中心成功舉行，焦文智同學擔任主持。答辯評委由全體7位教師與各學生團隊隊長構成，研究生助教及該課程全體同學參加了答辯與交流，最終評選出一等獎2組，二等獎3組，三等獎4組。
在每個團隊展示后，教師組對各個項目進行了詳細的點評，從課題的原理、實現(xiàn)細節(jié)、應用價值等方面提問，并從行業(yè)發(fā)展、學術動向、實際需求和技術應用前景等多個角度與同學們展開深入的互動交流，給出項目進一步優(yōu)化完善的建議方向。
此次課程教學改革的實施是人工智能現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院近年來持續(xù)深入開展產(chǎn)教融合的多項舉措之一，更是計算機科學與技術學院在實施上海市應用型人才培養(yǎng)模式改革試點過程中，強化實踐教學，創(chuàng)新“產(chǎn)教融合-課賽結合-雙證融通”課程教學模式的典型案例。獲得一等獎的項目“智電通鑒-基于RAG的電力知識庫與華為Atlas邊緣計算的電力故障檢測系統(tǒng)”參加后續(xù)的中國國際大學生創(chuàng)新大賽，獲得院賽一等獎并被推薦參加校賽。
此次課程取得了良好的教學效果，學生們表示收獲很大。學生在課程報告中提到“這次課程設計對我們計算機專業(yè)有很大收益，我們深刻認識到軟硬件結合開發(fā)的魅力與挑戰(zhàn)，這也是傳統(tǒng)專業(yè)所欠缺的。通過將華為Atlas 200I DK智能機械臂的硬件性能與深度學習、機器人控制等軟件技術相結合，成功實現(xiàn)了電力智能運維的諸多功能，結合了計算機人工智能研究熱點前沿，提升我們的個人能力。”多名學生在課程結束后的“課程目標達成問卷”中表示，課程的亮點包括：“課程形式上創(chuàng)新，以及設備的提供，讓我們實際來操作，進行軟硬件結合”、“同學自由創(chuàng)新空間較大，能夠充分利用實驗”、“和學長他們交流學習，把知識點遷移到項目中”、“嘗試軟硬件結合，使得我們較傳統(tǒng)計算機思維有了新的改變”等等。
本次課程的成功開設也為后續(xù)開展的暑期企業(yè)微課程《智能機器人與數(shù)字孿生綜合實踐》打下了良好的基礎，學生在后繼課程中將進一步結合智能機器人、機器視覺與數(shù)字孿生三種技術，開展真實智能制造產(chǎn)線上的綜合實踐。未來課程組將持續(xù)改進和優(yōu)化課程，學院將持續(xù)優(yōu)化“理論-實驗-實踐”三位一體及“產(chǎn)教融合-課賽結合-雙證融通”的應用型人才培養(yǎng)的課程教學新模式，培養(yǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)需要的“AI+能源電力”高水平數(shù)智化應用型人才。
來源：上海電力大學計算機科學與技術學院
在此背景下，為進一步推動上海市應用型人才培養(yǎng)模式改革試點建設，深化人工智能與能源電力領域的交叉融合，試點專業(yè)計算機科學與技術專業(yè)面向“AI+能源電力”高水平數(shù)智化應用型人才培養(yǎng)目標，為提升學生的解決復雜問題的能力、創(chuàng)新能力及能源電力行業(yè)的應用能力，本年度首次開設《電力智能系統(tǒng)綜合實踐》新型項目制“軟硬件深度融合”的實踐課程。課程聚焦“AI+能源電力”系統(tǒng)設計、分析與應用能力培養(yǎng)，緊貼學科發(fā)展前沿和行業(yè)應用場景，創(chuàng)新教學模式。
為破解人工智能快速發(fā)展背景下，面向“AI+能源電力”數(shù)智化應用型人才培養(yǎng)的人工智能實踐課程教學的三個難題：一是課程教學如何體現(xiàn)能源電力特色，以支撐能源電力數(shù)智化人才培養(yǎng)；二是課程內容如何與人工智能前沿技術發(fā)展銜接；三是如何解決學生只懂軟件開發(fā)，不懂硬件應用，不具備計算機系統(tǒng)全棧思維，不了解計算機在實際生產(chǎn)中的實際應用。人工智能課程組按照工程教育OBE的教學理念，在教學實踐中堅持“以學生發(fā)展為中心，緊貼技術發(fā)展前沿，服務能源電力行業(yè)”的理念，基于學校建設的三個高水平實驗平臺，創(chuàng)新地設計了“三融合”教學團隊（跨學科交叉融合、產(chǎn)教融合、教學科研融合）、“三維度”教學資源庫（線上視頻課資源、科研項目資源、行業(yè)企業(yè)案例資源），以及與AI輔助編程工具快速發(fā)展背景相適應的具備“軟硬全棧、個性化學習、合作學習”特色的創(chuàng)新教學模式。
為了在課程教學中體現(xiàn)能源電力特色，同時與人工智能前沿技術發(fā)展銜接，本次教學共有7名教師及10余名研究生助教參與選題及指導。教學團隊的核心成員由來自于控制科學與工程學科的張傳林、計算機科學與技術學科的范自柱、徐曼、彭源、盧芳芳組成�？刂瓶茖W與工程學科的夏飛和冒建亮老師在能源電力行業(yè)應用上有較為豐富的智慧電站相關項目經(jīng)驗，為課程教學的能源電力特色提供項目案例和數(shù)據(jù)支撐。
課程采用全開放式項目實踐模式。未來能源創(chuàng)享中心的實訓室對學生在兩周時間內全部開放。除了基礎設備外，根據(jù)學生需求購買各種終端傳感設備和電力金具、電力場景標識等配件，為學生充分發(fā)揮創(chuàng)意提供良好的實踐空間和條件。
此次課程取得了良好的教學效果，學生們表示收獲很大。學生在課程報告中提到“這次課程設計對我們計算機專業(yè)有很大收益，我們深刻認識到軟硬件結合開發(fā)的魅力與挑戰(zhàn)，這也是傳統(tǒng)專業(yè)所欠缺的。通過將華為Atlas 200I DK智能機械臂的硬件性能與深度學習、機器人控制等軟件技術相結合，成功實現(xiàn)了電力智能運維的諸多功能，結合了計算機人工智能研究熱點前沿，提升我們的個人能力。”多名學生在課程結束后的“課程目標達成問卷”中表示，課程的亮點包括：“課程形式上創(chuàng)新，以及設備的提供，讓我們實際來操作，進行軟硬件結合”、“同學自由創(chuàng)新空間較大，能夠充分利用實驗”、“和學長他們交流學習，把知識點遷移到項目中”、“嘗試軟硬件結合，使得我們較傳統(tǒng)計算機思維有了新的改變”等等。
本次課程的成功開設也為后續(xù)開展的暑期企業(yè)微課程《智能機器人與數(shù)字孿生綜合實踐》打下了良好的基礎，學生在后繼課程中將進一步結合智能機器人、機器視覺與數(shù)字孿生三種技術，開展真實智能制造產(chǎn)線上的綜合實踐。未來課程組將持續(xù)改進和優(yōu)化課程，學院將持續(xù)優(yōu)化“理論-實驗-實踐”三位一體及“產(chǎn)教融合-課賽結合-雙證融通”的應用型人才培養(yǎng)的課程教學新模式，培養(yǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)需要的“AI+能源電力”高水平數(shù)智化應用型人才。
來源：上海電力大學計算機科學與技術學院
