本课程是智能控制技术专业的一门专业必修课，是培养学生专业技能的重要组成部分。在人才培养方案中，本课程支撑学生掌握能源设施数字化运维的基本理论和工作原理，从软件和硬件上掌握能源基础设施（逆变器、电量表、电压表、电流表等）的物联接入、数字化智慧运营大数据平台的创建方法。通过本课程的学习，使学生具备独立完成数字能源物联网系统工程设计、构建和维护的职业能力和职业素养。

一、课程定位

  本课程是智能控制技术专业的一门专业必修课，是培养学生专业技能的重要组成部分。在人才培养方案中，本课程支撑学生掌握能源设施数字化运维的基本理论和工作原理，从软件和硬件上掌握能源基础设施（逆变器、电量表、电压表、电流表等）的物联接入、数字化智慧运营大数据平台的创建方法。通过本课程的学习，使学生具备独立完成数字能源物联网系统工程设计、构建和维护的职业能力和职业素养。

二、教学目标

（一）知识目标

1. 掌握常见的基础能源设施（逆变器、电量表、直流表等）的使用；

2. 掌握RS232、RS485、以太网通信的基本理论和方法；

3. 掌握PLC编写串口参数设置、数据通信程序的方法；

4. 掌握数字能源IoT网络的架构原理；

5. 掌握能源设备的数据采集以及数据上传到大数据平台的方式；

6. 掌握在数据能源大数据平台中建立设备监控数据模板以及数据映射关系的方法；

7. 了解如何利用数字化技术运维管理，使能源系统安全可靠的运行。

（二）能力目标

1.能够设计数字能源IoT网络架构；

2.能够设计数字能源项目的硬件接线；

3.能够独立完成PLC程序和边缘计算程序的编写；

4.能够在现有的数字能源平台中创建一个数字化管理项目；

5.能够独立完成数字能源IoT网路中电气设备通信的调试；

6.具有软硬件调试能力和现场排除故障的能力；

7.具有数字能源运营系统新技术的学习和应用能力。

（三）素质目标

1.培养学生严谨、细致、规范的职业素质；

2.培养学生团队合作精神、表达沟通能力；

3.培养学生跟踪新技术、创新设计能力；

4.培养学生分析问题、解决问题的能力；

5.培养技术标准意识、操作规范意识、服务质量意识及环境保护意识等。

（四）思政目标

1.培育和践行社会主义核心价值观；

2.培养学生精益求精的大国工匠精神；

3.培养学生从事数字能源及相关行业的良好的职业精神和和优秀品格；

4.培养学生投身生态文明建设的责任感和使命感。

5.引导学生关注科技前沿，培养民族自豪感。

三、课程设计

  本课程立足数字能源发展趋势和粤港澳大湾区对数字能源技术人才需求，以企业实际应用案例为载体，以“职业岗位—学习领域—项目任务—工作任务（子任务）”为主线，以工作过程为导向，从宏观到微观，从易到难，从简单到复杂，遵循学生职业能力培养的基本规律，科学设计学习性工作任务和项目，从而整合和优化教学内容。本课程设计为10个项目，每个项目对应不同的实践任务（共35个），每一个实践任务分解成多个知识技能点，形成了以项目任务为目标、以技能知识点为内容的实践导向结构化课程内容体系。在教学设计方面，以任务为驱动，突出实践性、趣味性、职业性，体现“教、学、做合一”的设计理念。实践导向的结构化课程内容设计如图1所示。

图1 实践导向的结构化课程内容设计

  本课程的目标是培养学生的数字化运维系统设计能力，培养学生勤于思考的习惯，培养学生分析和解决问题的能力。

  本课程的教学方法主要为以下六种：小组讨论、任务驱动、案例分析、成果展示、完成技术报告、答辩等。

四、教学实施

（一）教学团队

本课程负责人由学术造诣深厚、教学经验丰富、教学特色鲜明、具有高级专业技术职务的教师担任，并建立职称、学历、年龄等结构合理的专兼结合的“双师型”教学团队，每40人的标准班配备1名任课教师。专任教师具有较强信息化教学能力，能够开展课程教学改革和科学研究；团队专任教师都有相关企业工作经验。兼职教师应具有能源、通信、控制类专业本科以上学历，两年以上企业行业相关经历，具有能源和控制相关领域工作经历并能应用于教学。目前，课程团队负责人常江，具有高级职称，承担市级、校级教研课题多项，获得深圳市优秀教师、多次获得学校教学优秀等荣誉，能够较好地把握国内外行业、专业的发展；能广泛联系行业企业，了解行业企业对本专业人才的需求实际，教学设计、专业研究能力强，组织开展教科研工作能力强，在本领域具有一定的专业影响力。本课程教学团队共9人，其中，高级职称2人，硕士以上学历6人，40周岁以下的青年教师4人，双师型教师8人，兼职教师2人。

（二）教学设施

1.硬件设施

新能源发电系统18台套（每2人一台）。

2.软件设施

设备软件：

1）N80 PLC编程软件Vladder。

2）ECS网关通讯配置以及数据上云配置软件EBOXWIN。

（三）教学方法与手段

1.开放式讲授法：通过导学问题，学生首先对活动目标及测评标准达成一致；教师将学生确定的目标进行任务分解，并设计一定的活动，分组完成这些任务，以达成最终目标。

2.引导课文教学法：由教师来引导学生自主学习，以学生为中心,教师在教学工作中主要起咨询和引导作用,为学生通过自主学习达到预定教学目的创造条件。

3.项目教学法：课程教学设计以完成综合性的项目任务为学习目标，学生通过完成项目来了解并把握整个过程及每一环节中的基本要求。在整个教学过程中，一个项目又可以分为2-3个子项目或任务。教师选取一个简单、典型项目或任务，对知识点进行讲解，便于学生对知识的迁移。余下的项目或任务，学生学习的形式是以小组为单位，采取合作学习方式，有效培养了学生团队协作能力和语言表达能力。每个小组负责完成自己所选定的子项目或任务，小组成员在学习过程中共同探索或发现的信息和材料为全班学生共享。

4.小组教学法：本课程教学建议将学生划分为小组，每组2～4人，实现组内互助、组间互助，对于必做项目，由组长负责组内或组间交流，共同完成，以小组为单位计分，拓展项目按照组间合作方式。这种课堂教学管理方式，极大地促进了学生的学习热情，并督促学生互相学习、互相帮助，营造了很好的课堂学习气氛。教师监督学生的实训进度，针对实训中遇到的问题给予指导。

5.混合式教学：利用本课程的线上学习平台采用混合教学模式，以学生为主体设计教学过程，注重培养学生的自主学习能力，把一次课分成课前、课中、课后三个阶段。课前，教师布置学习任务，学生可以充分利用碎片化时间在线自主学习在线资源；课中，教师进行重点、难点集中讲授、操作演示，学生主要实施工作任务、参与课堂讨论等；课后教师进行在线答疑，学生完成项目拓展任务和理论测试等。

（四）教学资源

1.数字教学资源

本课程围绕知识点和技能点，开发建成包括微视频、项目案例、课件和习题等大量的优质教学资源，形成结构化的课程教学资源库，并建成在线开放课程，在istudy网络教学平台上线，后续建设将在智慧职教、中国大学MOOC等网络教学平台上线。

（1）istudy网络教学平台

istudy网络教学平台：https://istudy.szpt.edu.cn

（2）数字能源智慧运营平台

系统创建平台：https://cloud.123321yun.com/#/user/login

移动端监控运维平台：基于手机微信小程序的监控运营平台

电脑客户端监控运维平台：https://cloud.123321yun.com/dataview/#/login

2.参考资料

[1] PZ系列可编程智能直流电测仪表V1.3.pdf

[2] DDSD1352单相电子式多功能电能表安装使用说明书 V1.3.pdf

[3] Growatt PV Inverter Modbus RS485 RTU Protocol V3.04--中文客户版.pdf

[4] 光伏并网逆变器通信协议V1.0.11-中小功率 2014.7.5.pdf

五、考核方式

本课程采用平时考核与期末考核相结合的方式。其中，平时考核占50%，期末考核占50%。

（一）平时考核

平时考核成绩构成：平时考勤20%，线上章节和视频学习20%，线上作业25%，课堂实训35%。

（二）期末考核

期末考核主要采用小组总结(40%)、实际操作(60%)等形式，考察学生对基本知识和基本技能的掌握情况。