測控技術與儀器專業復雜工程問題的構建與布局

劉科滿 仵杰 賈惠芹 王小鑫 黃曉燕

摘要：以測控技術與儀器專業認證為例，探討具有石油石化行業特色的測控技術與儀器專業的復雜工程問題的主要特征，構建“測井工程—測井解釋—鉆井工程—地面工程—數據傳輸通道—地面測控系統”六位一體的復雜工程問題體系，并將復雜工程問題與非技術因素的各要素布局到相應的教學環節中，以課程教學為基礎，以實踐教學為平臺，以課程競賽和產學研合作為兩翼，堅持四年培養不間斷，將解決復雜工程問題的能力培養貫穿到日常的教學活動中，以期使學生達到基本具備解決復雜工程問題的知識、意識、能力和素養。

關鍵詞：工程教育專業認證;畢業要求;復雜工程問題

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）44-0061-02

自2016年我國正式加入本科專業認證國際互認協議——《華盛頓協議》以來，遵循成果導向、以學生為中心、持續改進的教育理念，此理念逐漸成為我國高等教育改革的主流理念。為了更好地提升高等工程教育人才培養質量，國內各高校紛紛啟動工程教育專業認證工作，并將是否通過工程教育認證視為衡量其本科教育教學水平的關鍵。高校測控技術儀器專業參加專業認證除了滿足《中國工程教育專業認證協會工程教育認證標準》，還需要滿足行業協會出臺的補充標準。然而我國工程教育專業數量大、覆蓋面廣，各高校測控專業面向行業不同就業領域也不盡相同，其解決復雜工程問題也存在明顯差異，因此各高校如何根據學校定位和培養目標，制定具有行業特色的“培養目標和課程體系”來培養學生解決復雜工程問題的能力就變得極為迫切了。本文將以具有石油石化特色的西安石油大學的測控技術與儀器專業認證工作的實踐，從培養學生“解決復雜工程問題的能力”和“考慮非技術因素影響能力”的角度出發，探討具有石油石化特色的復雜工程問題的主要特征，構建復雜工程問題體系，并將復雜工程問題與非技術因素的各要素布局到相應的教學環節中，以期達到培養學生解決復雜工程問題的能力。

一、石油石化特色的復雜工程問題的主要特征

西安石油大學測控技術與儀器專業的培養目標和專業定位是培養能夠在石油及相關領域從事測控儀器裝備設計開發、制造、技術服務和經營管理等工作，具有一定創新意識的高素質復合型技術人才，并服務于石油行業和區域經濟。本專業針對西安石油大學的辦學定位，認真梳理了石油測控領域可能面對的工程問題，認為石油石化特色的復雜工程問題的主要特征如下：①測量信號的多樣性與復雜性;②信號傳輸信道的特殊性與復雜性;③測量方法的多樣性與適用性;④井筒測量環境的復雜性;⑤鉆井控制的復雜性;⑥解釋評價的復雜性與適用性;⑦涉及學科的多樣性。石油測控儀器涉及學科面廣，包括鉆井、測井、錄井、地震勘探、完井和固井等石油勘探開發等多個環節，涉及學科包括計算機、物理、化學、電子信息、自動控制、機械及機電一體化等。

二、構建具有石油石化特色的復雜工程問題體系

依據西安石油大學測控技術與儀器專業的石油石化特色的復雜工程問題的主要特征，發現石油測控領域與儀器涉及石油天然氣勘探、開發、儲運和加工的各個生產環節及科學研究活動，從“井底—井筒—傳輸—地面”呈立體式分布，具有典型的儀器科學與技術和控制科學與技術交叉融合的特點，并且涉及課程廣泛，因此很難綜合為一個復雜工程問題。

針對這種特點，結合石油領域行業特色，我們構建了“測井工程—測井解釋—鉆井工程—地面工程—數據傳輸通道—地面測控系統”六位一體的復雜工程問題體系，將復雜工程問題分解為六個子復雜工程問題。

三、石油石化特色的復雜工程問題及非技術因素布局

以畢業要求3為例，《中國工程教育專業認證協會工程教育認證標準（2017版）》中規定，畢業要求3.3為“設計/開發解決方案”。本專業將畢業要求3分解為3個指標點：（1）能夠針對石油領域的測控系統的功能和指標需求，優選電路、器件、算法等，設計軟件流程，完成系統的方案設計。（2）能夠設計單元模塊/子系統的硬件電路，完成PCB板設計;子程序模塊設計、仿真、實現及系統調試，并考慮石油儀器使用環境的特殊性。（3）能夠在石油測控系統設計與實施過程中考慮電氣安全、人身安全、操作安全、法律、文化及環境等因素，并體現創新意識。根據畢業要求3的規定，將培養應用相關知識解決復雜工程問題能力的要素布局如下圖所示。

四、結論

隨著世界和國家能源結構的重大調整，許多國際國內的石油相關企業面臨合并、升級與轉型，石油測控領域呈現密集化、智能化、數字化、小型化、低成本化的趨勢，對石油測控專業的畢業生提出了更高的要求。在具體的實施過程中，構建的“測井工程—測井解釋—鉆井工程—地面工程—數據傳輸通道—地面測控系統”六位一體的復雜工程問題體系提升了畢業生的綜合素質，但也存在一些問題，即在構建復雜工程問題、課程體系和實踐環節時，如何處理石油測控與通用測控的兼容性問題，這也為本專業的持續改進提出了新的要求。

參考文獻：

[1]蔣宗禮.本科工程教育：聚焦學生解決復雜工程問題能力的培養[J].中國大學教學，2016，（11）.

[2]林健.如何理解和解決復雜工程問題[J].高等工程教育研究，2016，（5）.