深入探索《電力智能系統(tǒng)綜合實(shí)踐》新型實(shí)踐課程改革
2025-07-07 07:49 作為上海市應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)學(xué)院，計算機(jī)學(xué)院近年來持續(xù)加強(qiáng)產(chǎn)教融合類課程建設(shè)，持續(xù)推進(jìn)“引企入教”，促進(jìn)課程內(nèi)容與人工智能前沿技術(shù)發(fā)展銜接、教學(xué)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(gòu)建功能集約、開放共享、高效運(yùn)行的人工智能實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺，推動具有鮮明能源電力特色的應(yīng)用型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人工智能人才培養(yǎng)。
在此背景下，為進(jìn)一步推動上海市應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)建設(shè)，深化人工智能與能源電力領(lǐng)域的交叉融合，試點(diǎn)專業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)面向“AI+能源電力”高水平數(shù)智化應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，為提升學(xué)生的解決復(fù)雜問題的能力、創(chuàng)新能力及能源電力行業(yè)的應(yīng)用能力，本年度首次開設(shè)《電力智能系統(tǒng)綜合實(shí)踐》新型項目制“軟硬件深度融合”的實(shí)踐課程。課程聚焦“AI+能源電力”系統(tǒng)設(shè)計、分析與應(yīng)用能力培養(yǎng)，緊貼學(xué)科發(fā)展前沿和行業(yè)應(yīng)用場景，創(chuàng)新教學(xué)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(yīng)用型人才培養(yǎng)的人工智能實(shí)踐課程教學(xué)的三個難題：一是課程教學(xué)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(nèi)容如何與人工智能前沿技術(shù)發(fā)展銜接；三是如何解決學(xué)生只懂軟件開發(fā)，不懂硬件應(yīng)用，不具備計算機(jī)系統(tǒng)全棧思維，不了解計算機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。人工智能課程組按照工程教育OBE的教學(xué)理念，在教學(xué)實(shí)踐中堅持“以學(xué)生發(fā)展為中心，緊貼技術(shù)發(fā)展前沿，服務(wù)能源電力行業(yè)”的理念，基于學(xué)校建設(shè)的三個高水平實(shí)驗(yàn)平臺，創(chuàng)新地設(shè)計了“三融合”教學(xué)團(tuán)隊（跨學(xué)科交叉融合、產(chǎn)教融合、教學(xué)科研融合）、“三維度”教學(xué)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(yīng)的具備“軟硬全棧、個性化學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)”特色的創(chuàng)新教學(xué)模式。
本次課程在學(xué)期內(nèi)繼前序課程《人工智能技術(shù)及電力系統(tǒng)應(yīng)用》結(jié)課之后開設(shè)，歷時2周，課程安排包括選題、項目實(shí)踐、中期檢查、項目答辯暨學(xué)術(shù)沙龍。答辯時采用項目路演和學(xué)術(shù)沙龍創(chuàng)新方式，答辯過程全程由學(xué)生組織安排。為創(chuàng)設(shè)“個性化學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)”的新型實(shí)踐教學(xué)模式，從選題的設(shè)計到實(shí)踐模式、考核模式均進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計。
為了在課程教學(xué)中體現(xiàn)能源電力特色，同時與人工智能前沿技術(shù)發(fā)展銜接，本次教學(xué)共有7名教師及10余名研究生助教參與選題及指導(dǎo)。教學(xué)團(tuán)隊的核心成員由來自于控制科學(xué)與工程學(xué)科的張傳林、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的范自柱、徐曼、彭源、盧芳芳組成�？刂瓶茖W(xué)與工程學(xué)科的夏飛和冒建亮老師在能源電力行業(yè)應(yīng)用上有較為豐富的智慧電站相關(guān)項目經(jīng)驗(yàn)，為課程教學(xué)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(jié)合的模式。在前序課程《人工智能技術(shù)及電力系統(tǒng)應(yīng)用》中，學(xué)生已經(jīng)分組開展初步實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了“AI+電力”的軟件設(shè)計或相關(guān)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(jī)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(yīng)用包括電力智能巡檢系統(tǒng)、電力智能運(yùn)維系統(tǒng)兩大類，三類硬件九個實(shí)踐題目，覆蓋兩大能源電力應(yīng)用場景。
課程采用全開放式項目實(shí)踐模式。未來能源創(chuàng)享中心的實(shí)訓(xùn)室對學(xué)生在兩周時間內(nèi)全部開放。除了基礎(chǔ)設(shè)備外，根據(jù)學(xué)生需求購買各種終端傳感設(shè)備和電力金具、電力場景標(biāo)識等配件，為學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)意提供良好的實(shí)踐空間和條件。
為更好地促進(jìn)學(xué)生項目組之間的交流、鍛煉學(xué)生的溝通表達(dá)能力，本次課程采用項目路演與學(xué)術(shù)沙龍相結(jié)合的課程答辯形式，為體現(xiàn)“以學(xué)生發(fā)展為中心”，本次交流沙龍全部交由學(xué)生團(tuán)隊來組織與開展。5月30日，課程答辯暨學(xué)術(shù)沙龍在臨港校區(qū)工程實(shí)訓(xùn)中心B202室未來能源創(chuàng)享中心成功舉行，焦文智同學(xué)擔(dān)任主持。答辯評委由全體7位教師與各學(xué)生團(tuán)隊隊長構(gòu)成，研究生助教及該課程全體同學(xué)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(tuán)隊展示后，教師組對各個項目進(jìn)行了詳細(xì)的點(diǎn)評，從課題的原理、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)、應(yīng)用價值等方面提問，并從行業(yè)發(fā)展、學(xué)術(shù)動向、實(shí)際需求和技術(shù)應(yīng)用前景等多個角度與同學(xué)們展開深入的互動交流，給出項目進(jìn)一步優(yōu)化完善的建議方向。
此次課程教學(xué)改革的實(shí)施是人工智能現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)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(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在實(shí)施上海市應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)過程中，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，創(chuàng)新“產(chǎn)教融合-課賽結(jié)合-雙證融通”課程教學(xué)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(xué)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(xué)效果，學(xué)生們表示收獲很大。學(xué)生在課程報告中提到“這次課程設(shè)計對我們計算機(jī)專業(yè)有很大收益，我們深刻認(rèn)識到軟硬件結(jié)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(jī)械臂的硬件性能與深度學(xué)習(xí)、機(jī)器人控制等軟件技術(shù)相結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)了電力智能運(yùn)維的諸多功能，結(jié)合了計算機(jī)人工智能研究熱點(diǎn)前沿，提升我們的個人能力。”多名學(xué)生在課程結(jié)束后的“課程目標(biāo)達(dá)成問卷”中表示，課程的亮點(diǎn)包括：“課程形式上創(chuàng)新，以及設(shè)備的提供，讓我們實(shí)際來操作，進(jìn)行軟硬件結(jié)合”、“同學(xué)自由創(chuàng)新空間較大，能夠充分利用實(shí)驗(yàn)”、“和學(xué)長他們交流學(xué)習(xí)，把知識點(diǎn)遷移到項目中”、“嘗試軟硬件結(jié)合，使得我們較傳統(tǒng)計算機(jī)思維有了新的改變”等等。
本次課程的成功開設(shè)也為后續(xù)開展的暑期企業(yè)微課程《智能機(jī)器人與數(shù)字孿生綜合實(shí)踐》打下了良好的基礎(chǔ)，學(xué)生在后繼課程中將進(jìn)一步結(jié)合智能機(jī)器人、機(jī)器視覺與數(shù)字孿生三種技術(shù)，開展真實(shí)智能制造產(chǎn)線上的綜合實(shí)踐。未來課程組將持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化課程，學(xué)院將持續(xù)優(yōu)化“理論-實(shí)驗(yàn)-實(shí)踐”三位一體及“產(chǎn)教融合-課賽結(jié)合-雙證融通”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程教學(xué)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(yīng)用型人才。
來源：上海電力大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
在此背景下，為進(jìn)一步推動上海市應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)建設(shè)，深化人工智能與能源電力領(lǐng)域的交叉融合，試點(diǎn)專業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)面向“AI+能源電力”高水平數(shù)智化應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，為提升學(xué)生的解決復(fù)雜問題的能力、創(chuàng)新能力及能源電力行業(yè)的應(yīng)用能力，本年度首次開設(shè)《電力智能系統(tǒng)綜合實(shí)踐》新型項目制“軟硬件深度融合”的實(shí)踐課程。課程聚焦“AI+能源電力”系統(tǒng)設(shè)計、分析與應(yīng)用能力培養(yǎng)，緊貼學(xué)科發(fā)展前沿和行業(yè)應(yīng)用場景，創(chuàng)新教學(xué)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(yīng)用型人才培養(yǎng)的人工智能實(shí)踐課程教學(xué)的三個難題：一是課程教學(xué)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(nèi)容如何與人工智能前沿技術(shù)發(fā)展銜接；三是如何解決學(xué)生只懂軟件開發(fā)，不懂硬件應(yīng)用，不具備計算機(jī)系統(tǒng)全棧思維，不了解計算機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。人工智能課程組按照工程教育OBE的教學(xué)理念，在教學(xué)實(shí)踐中堅持“以學(xué)生發(fā)展為中心，緊貼技術(shù)發(fā)展前沿，服務(wù)能源電力行業(yè)”的理念，基于學(xué)校建設(shè)的三個高水平實(shí)驗(yàn)平臺，創(chuàng)新地設(shè)計了“三融合”教學(xué)團(tuán)隊（跨學(xué)科交叉融合、產(chǎn)教融合、教學(xué)科研融合）、“三維度”教學(xué)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(yīng)的具備“軟硬全棧、個性化學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)”特色的創(chuàng)新教學(xué)模式。
為了在課程教學(xué)中體現(xiàn)能源電力特色，同時與人工智能前沿技術(shù)發(fā)展銜接，本次教學(xué)共有7名教師及10余名研究生助教參與選題及指導(dǎo)。教學(xué)團(tuán)隊的核心成員由來自于控制科學(xué)與工程學(xué)科的張傳林、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的范自柱、徐曼、彭源、盧芳芳組成�？刂瓶茖W(xué)與工程學(xué)科的夏飛和冒建亮老師在能源電力行業(yè)應(yīng)用上有較為豐富的智慧電站相關(guān)項目經(jīng)驗(yàn)，為課程教學(xué)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(shí)踐模式。未來能源創(chuàng)享中心的實(shí)訓(xùn)室對學(xué)生在兩周時間內(nèi)全部開放。除了基礎(chǔ)設(shè)備外，根據(jù)學(xué)生需求購買各種終端傳感設(shè)備和電力金具、電力場景標(biāo)識等配件，為學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)意提供良好的實(shí)踐空間和條件。
此次課程取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生們表示收獲很大。學(xué)生在課程報告中提到“這次課程設(shè)計對我們計算機(jī)專業(yè)有很大收益，我們深刻認(rèn)識到軟硬件結(jié)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(jī)械臂的硬件性能與深度學(xué)習(xí)、機(jī)器人控制等軟件技術(shù)相結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)了電力智能運(yùn)維的諸多功能，結(jié)合了計算機(jī)人工智能研究熱點(diǎn)前沿，提升我們的個人能力。”多名學(xué)生在課程結(jié)束后的“課程目標(biāo)達(dá)成問卷”中表示，課程的亮點(diǎn)包括：“課程形式上創(chuàng)新，以及設(shè)備的提供，讓我們實(shí)際來操作，進(jìn)行軟硬件結(jié)合”、“同學(xué)自由創(chuàng)新空間較大，能夠充分利用實(shí)驗(yàn)”、“和學(xué)長他們交流學(xué)習(xí)，把知識點(diǎn)遷移到項目中”、“嘗試軟硬件結(jié)合，使得我們較傳統(tǒng)計算機(jī)思維有了新的改變”等等。
本次課程的成功開設(shè)也為后續(xù)開展的暑期企業(yè)微課程《智能機(jī)器人與數(shù)字孿生綜合實(shí)踐》打下了良好的基礎(chǔ)，學(xué)生在后繼課程中將進(jìn)一步結(jié)合智能機(jī)器人、機(jī)器視覺與數(shù)字孿生三種技術(shù)，開展真實(shí)智能制造產(chǎn)線上的綜合實(shí)踐。未來課程組將持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化課程，學(xué)院將持續(xù)優(yōu)化“理論-實(shí)驗(yàn)-實(shí)踐”三位一體及“產(chǎn)教融合-課賽結(jié)合-雙證融通”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程教學(xué)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(yīng)用型人才。
來源：上海電力大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
