测控技术与仪器专业复杂工程问题的构建与布局

刘科满 仵杰 贾惠芹 王小鑫 黄晓燕

摘要：以测控技术与仪器专业认证为例，探讨具有石油石化行业特色的测控技术与仪器专业的复杂工程问题的主要特征，构建“测井工程—测井解释—钻井工程—地面工程—数据传输通道—地面测控系统”六位一体的复杂工程问题体系，并将复杂工程问题与非技术因素的各要素布局到相应的教学环节中，以课程教学为基础，以实践教学为平台，以课程竞赛和产学研合作为两翼，坚持四年培养不间断，将解决复杂工程问题的能力培养贯穿到日常的教学活动中，以期使学生达到基本具备解决复杂工程问题的知识、意识、能力和素养。

关键词：工程教育专业认证;毕业要求;复杂工程问题

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）44-0061-02

自2016年我国正式加入本科专业认证国际互认协议——《华盛顿协议》以来，遵循成果导向、以学生为中心、持续改进的教育理念，此理念逐渐成为我国高等教育改革的主流理念。为了更好地提升高等工程教育人才培养质量，国内各高校纷纷启动工程教育专业认证工作，并将是否通过工程教育认证视为衡量其本科教育教学水平的关键。高校测控技术仪器专业参加专业认证除了满足《中国工程教育专业认证协会工程教育认证标准》，还需要满足行业协会出台的补充标准。然而我国工程教育专业数量大、覆盖面广，各高校测控专业面向行业不同就业领域也不尽相同，其解决复杂工程问题也存在明显差异，因此各高校如何根据学校定位和培养目标，制定具有行业特色的“培养目标和课程体系”来培养学生解决复杂工程问题的能力就变得极为迫切了。本文将以具有石油石化特色的西安石油大学的测控技术与仪器专业认证工作的实践，从培养学生“解决复杂工程问题的能力”和“考虑非技术因素影响能力”的角度出发，探讨具有石油石化特色的复杂工程問题的主要特征，构建复杂工程问题体系，并将复杂工程问题与非技术因素的各要素布局到相应的教学环节中，以期达到培养学生解决复杂工程问题的能力。

一、石油石化特色的复杂工程问题的主要特征

西安石油大学测控技术与仪器专业的培养目标和专业定位是培养能够在石油及相关领域从事测控仪器装备设计开发、制造、技术服务和经营管理等工作，具有一定创新意识的高素质复合型技术人才，并服务于石油行业和区域经济。本专业针对西安石油大学的办学定位，认真梳理了石油测控领域可能面对的工程问题，认为石油石化特色的复杂工程问题的主要特征如下：①测量信号的多样性与复杂性;②信号传输信道的特殊性与复杂性;③测量方法的多样性与适用性;④井筒测量环境的复杂性;⑤钻井控制的复杂性;⑥解释评价的复杂性与适用性;⑦涉及学科的多样性。石油测控仪器涉及学科面广，包括钻井、测井、录井、地震勘探、完井和固井等石油勘探开发等多个环节，涉及学科包括计算机、物理、化学、电子信息、自动控制、机械及机电一体化等。

二、构建具有石油石化特色的复杂工程问题体系

依据西安石油大学测控技术与仪器专业的石油石化特色的复杂工程问题的主要特征，发现石油测控领域与仪器涉及石油天然气勘探、开发、储运和加工的各个生产环节及科学研究活动，从“井底—井筒—传输—地面”呈立体式分布，具有典型的仪器科学与技术和控制科学与技术交叉融合的特点，并且涉及课程广泛，因此很难综合为一个复杂工程问题。

针对这种特点，结合石油领域行业特色，我们构建了“测井工程—测井解释—钻井工程—地面工程—数据传输通道—地面测控系统”六位一体的复杂工程问题体系，将复杂工程问题分解为六个子复杂工程问题。

三、石油石化特色的复杂工程问题及非技术因素布局

以毕业要求3为例，《中国工程教育专业认证协会工程教育认证标准（2017版）》中规定，毕业要求3.3为“设计/开发解决方案”。本专业将毕业要求3分解为3个指标点：（1）能够针对石油领域的测控系统的功能和指标需求，优选电路、器件、算法等，设计软件流程，完成系统的方案设计。（2）能够设计单元模块/子系统的硬件电路，完成PCB板设计;子程序模块设计、仿真、实现及系统调试，并考虑石油仪器使用环境的特殊性。（3）能够在石油测控系统设计与实施过程中考虑电气安全、人身安全、操作安全、法律、文化及环境等因素，并体现创新意识。根据毕业要求3的规定，将培养应用相关知识解决复杂工程问题能力的要素布局如下图所示。

四、结论

随着世界和国家能源结构的重大调整，许多国际国内的石油相关企业面临合并、升级与转型，石油测控领域呈现密集化、智能化、数字化、小型化、低成本化的趋势，对石油测控专业的毕业生提出了更高的要求。在具体的实施过程中，构建的“测井工程—测井解释—钻井工程—地面工程—数据传输通道—地面测控系统”六位一体的复杂工程问题体系提升了毕业生的综合素质，但也存在一些问题，即在构建复杂工程问题、课程体系和实践环节时，如何处理石油测控与通用测控的兼容性问题，这也为本专业的持续改进提出了新的要求。

参考文献：

[1]蒋宗礼.本科工程教育：聚焦学生解决复杂工程问题能力的培养[J].中国大学教学，2016，（11）.

[2]林健.如何理解和解决复杂工程问题[J].高等工程教育研究，2016，（5）.