智能測控工程專業內涵探析

鳳 雷，俞 洋，楊京禮

(哈爾濱工業大學 電子與信息工程學院，黑龍江 哈爾濱 150001)

2021 年2 月，教育部發布了《教育部關于公布2020年度普通高等學校本科專業備案和審批結果的通知》及《列入普通高等學校本科專業目錄的新專業名單(2021年)》，中國普通高等院校開設了新的專業“智能測控工程”。專業代碼為080720T，學位授予門類為工學，專業類為電子信息類。哈爾工業大學電子與信息工程學院測控工程系為哈爾濱工業大學“智能測控工程”專業建設的依托院系。

一、增設智能測控工程專業的理由

隨著社會不斷發展，我國綜合國力的逐漸提高，在信息、生物、新材料、先進制造、航空航天等先進技術領域不斷取得突破，而現代測控技術成為了這些領域的研究、開發、技術升級的基本手段，因此社會對電子測量與智能測控領域的高端人才培養成為關鍵。

2017 年7 月國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》中指出需要加快培養聚集人工智能高端人才，加強培養人工智能基礎研究、應用研究、運行維護等專業技術人才。注重復合型人才培養，著重培養人工智能理論、方法、技術、產品和應用的縱向復合型人才，同時也重點培養精通“人工智能+”經濟、社會、管理、標準、法律的橫向復合型人才。智能測控工程專業包含了人工智能中的前端技術：準確快速地獲取信息；人工智能中的中間技術：信息處理；以及人工智能的最終目的：智能控制與決策，符合國家規劃中的縱向復合型人才培養方案。

目前國家經濟飛速發展，推動了社會科學技術的前行，從而導致了更多的新興技術的誕生。目前，中國在信息技術、生物技術、新材料技術、先進制造技術、航空航天技術、人工智能等重點領域正在取得新的突破。2020 年7月9 日，2020 世界人工智能大會云端峰會開幕式在上海舉行。時任工業和信息化部部長苗圩指出，正在深入地影響著經濟和社會發展進程的新一代信息化技術以人工智能為代表。工業和信息化部發布《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃2018-2020 年》，建立智能傳感器、智能網聯汽車等國家制造業創新中心，發展人工智能、車聯網先導驗區建設，推動關鍵技術創新與產業化協調發展。尤其是在疫情防控工作過程中，工業和信息技術部發布聯合人工智能抗擊新冠肺炎疫情的倡議書得到了社會各界的積極響應。在疫情防控過程中，一批智能CT 成像系統和智能機器人發揮了積極作用，取得了良好的社會效果。隨著社會科學技術發展的不斷進步，產業規模發展持續壯大，先進的科學技術與行業融合應用不斷深化，我國人工智能產業發展勢頭良好，前景廣闊。

目前高端的電子測量與智能測控領域人才培養短缺，哈工大電子信息類專業以其國防、航天特色和國家級重要科技攻關項目為支撐，更適合發展原創性理論和技術，突破國際關鍵技術壁壘，深化國家重要發展戰略，符合國家的戰略布局，更符合學校專業規劃發展定位。

在當今國家人工智能產業布局的大背景下，電子信息產業正處于轉型發展的時期，也正是新興增長點的孕育和崛起的時期。作為信息技術的源頭，信息的智能獲取和準確感知是高端裝備自主可控的最基礎環節之一。為了達到以智能制造和工業互聯網為代表的工業強國建設目標，大力發展具有信息化、智能化特點的智能測控技術，勢必有利于解決更加復雜的海量信息采集和知識智能理解問題。因此，新增設的智能測控工程專業將以智能信息感知和處理為核心，通過準確感知、互聯傳輸、智能計算和精確控制構建的智能測控體系，對我國的經濟發展和科學技術發展將起到重要的作用。智能測控工程專業以滿足國家創新科技人才需要為導向，培養具有智能裝備、信息感知、大數據處理、智能網絡應用等工程技術和專業知識的創新型人才，能在高端裝備、智慧工業、物聯網技術等領域開展信息感知、數據處理、系統可靠性分析、測控系統設計及應用的研究與開發。畢業生具備電子技術、信息處理、計算機技術、網絡技術等寬廣的知識面和良好適應能力，并熟悉行業最新技術，能在電子與信息領域等國民經濟相關部門從事科學研究、技術開發及管理等工作。

電子信息產業正處于轉型發展期，也恰逢新興增長點的孕育崛起期，在軍民融合國家戰略的支持下，面向經濟和國防工業領域，開設智能測控工程專業，培養國家和國防急需的現代測控技術專業人才，成為大學的當務之急。新增設的智能測控工程專業將以智能信息感知和處理為核心，通過準確感知、互聯傳輸、智能計算和精確控制構建的智能測控體系，對我國的經濟發展和科學技術發展將起到重要的作用，將為適應“互聯網+”“工業4.0”和“中國制造2025”的發展趨勢，更好地培養創新型人才提供源泉和動力。

二、智能測控工程專業基礎建設

傳統的測控技術與人工智能時代相較，現在人工智能時代的測控技術與計算機、電子技術、網絡技術關系更為緊密，是一個面向電子信息前沿科技的信息科學領域的本科專業，覆蓋面較廣，與哈工大電信學院目前的主要研究方向密切相關。該專業以信息獲取、信息處理與智能控制理論為核心，主要研究信息的智能化獲取、處理和理解；智能電子裝備與信息系統的設計、開發、應用和集成。經過近十幾年的發展，現代信息科學領域創新的重要支點是現在的測控技術，其應用前景越來越廣泛，產生的社會效益也越來越重要。

作為信息技術的源頭，信息的智能獲取和準確感知是電子信息產業的最基礎環節之一。為了達到以智能制造和工業互聯網為代表的工業強國建設目標，將信息的智能化獲取、處理和理解；智能電子裝備與信息系統的設計、開發、應用和集成等有機地集成到傳統的電子信息技術領域，勢必有利于解決更加復雜的海量信息采集和知識智能理解問題，通過準確感知、互聯傳輸、智能計算和精確控制構建的智能測控體系，為智慧生活和工業智造提供自主可控的基礎技術支撐。同時，新增設的專業將充分發揮已有優勢學科的作用，并通過新增設的專業來促進已有學科發展。

智能測控工程作為電子信息類專業，其主干課程和所需實踐平臺在哈爾濱工業大學已經開設多年，配備有高質量的師資隊伍，擁有大量的科研和工程應用成果，專業人才培養經驗和工程實踐基地資源豐富，這也為智能測控工程專業的開設打下良好基礎。

哈爾濱工業大學多年來堅持扎實基礎、強化實踐、過程嚴謹、不斷求創新的人才培養模式，為國家不斷培養出技術高端人才。在學生培養過程中，始終以建德育人為導向，以傳承創新、交叉融合、協調共享為途徑，致力于培養未來多元化、創新型的優秀領軍人才。利用哈爾濱工業大學學科強、科研實力強、科研成果多的科研優勢，推動科學研究和教育工作，使學生盡快登上科研快車，擴大科研力量在創新人才培養中的作用。智能測控工程建設的依托院系多年來一直緊跟時代前沿，緊扣國之重器，積累了大量的科研實踐經驗，形成了以教學促科研，以科研反哺教學的良性循環模式。教師在教學過程中使用的案例，絕大部分來自科研實踐，既生動又貼近實際，使學生能夠所學即所用，極大地調動了學生的學習興趣，同時也很好地鍛煉了學生解決問題的能力，最大程度地避免了教學與實踐的脫節。

三、智能測控工程專業的人才培養特色

智能測控工程專業的人才培養優勢是理論與實踐能力并重。針對目前我國高校的人才培養模式與社會需求脫節的實際情況，為了更好地滿足社會對現代測控技術人才的需求，本專業建設配備了高水平的人才培養平臺。

本科前兩年的學習以專業基礎為核心，重點夯實數學、物理、電子、計算機技術等知識基礎；其后兩年的專業課程體系將凸顯個性化培養和能力發展目標。圍繞當代工業測控技術體系的核心要素：智能感知、網絡信息系統、智能計算和智能控制，瞄準學生的多元化成長和就業發展需求，構建科研與教學互動的專業化能力和塑造體系。本專業設立了智能測試與診斷、飛行器遙測遙控測試、大數據處理與數據挖掘、虛擬儀器與測發控系統、智能信息感知、航天器電測技術、智能圖像處理、虛擬試驗驗證等多個教學科研平臺，學生從入學到畢業貫穿著創新研修、專業實踐、企業實習、課程設計、項目研究等多種形式的科研實踐環節，從而能有效培養第三代工程師所必須的綜合素質——國際化視野、知識運用、溝通協調和組織領導能力。

為培養學生創新實踐能力，在新工科建設思路的指導下，本專業下設有多個校內實踐基地，同時與國內外多個知名企業保持了密切的合作關系，建立了多個校企聯合實驗室及海外聯合實驗室，通過建設標準化、模塊化、通用化的實踐教學基地，不僅幫助學生牢固掌握了專業基礎知識，而且逐步提高學生的創新創業實踐能力，尤其是學生通過校企聯合實驗能夠直接與企業需求進行交流對接，有效縮短人才進入企業后的適應期，強化培養了學生的系統工程能力和創新能力。

四、智能測控工程專業的培養目標及畢業要求

專業培養目標的制定，應根據電子信息類培養目標和建設高校自身辦學定位，結合本專業基礎和學科特色，在對區域和行業特點及學生未來發展需求進行充分調研與分析的基礎上，適應社會經濟發展對多元化人才培養的需求為目標。專業技術人才培養目標應作為對全體畢業生的普適要求，并且能反映畢業生主要的就業領域、競爭優勢及畢業后事業發展的預期，培養目標用于指導整個培養進程。

本著立德樹人的根本任務，結合哈爾濱工業大學的辦學定位，在總結依托專業多年來教學實踐的基礎之上，確定了智能測控工程專業的培養目標是立足航天、服務國防，面向國際學術前沿和國家重大需求，培養具有可持續競爭力的創新型人才，即具備堅實的數學、物理、計算機、信息采集與處理、自動測控以及人工智能等多學科融合交叉知識，系統掌握智能測控和智能化的基本理論、基本知識、基本技能和方法，受過良好的科學思維、科學實驗和初步科學研究訓練與實踐，具備信息采集、分析、處理和智能化測控系統集成方面研究和開發的基本能力。能夠自我更新知識和不斷創新，適應人工智能技術的迅速發展，具備多維知識結構和解決復雜工程問題的職業勝任力。同時，具有良好的跨文化交流溝通能力、項目組織與團隊協作能力、創新意識與能力，能夠引領未來智能測控及相關領域發展的優秀人才。

結合上述培養目標及哈爾濱工業大學專業類培養要求，確定了智能測控工程專業畢業生應掌握的知識體系，通識類知識完全按照學校大類培養的要求執行，學科基礎知識及專業知識則結合專業特點并參照本科專業類教學質量國家標準中關于電子信息類知識體系和核心課程體系的建議，既滿足體系要求又有專業特色。

智能測控工程專業的課程設置完全符合本科專業類教學質量國家標準中關于電子信息類教學質量國家標準的要求，以數學、物理和信息論為基礎，以電子、信息及與之相關的元器件、電子系統、信息網絡為研究對象，基礎理論完備，專業內涵豐富，應用領域廣泛，是推動信息產業發展和提升傳統產業的主干專業。

工程教育是我國高等教育的重要組成部分，工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。工程教育專業認證的核心就是要確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價。因此智能測控工程專業的人才培養除了滿足電子信息類教學質量國家標準的要求外，還應該符合工程教育專業認證的要求。

經過四年的培養，希望學生具有以下基本能力：

1.工程知識：具有扎實的數學與自然科學知識以及工程基礎，系統地掌握自動化測控及人工智能領域的基本理論、基礎知識，能夠將數學、自然科學、工程基礎和自動化測控及人工智能的專業知識用于解決復雜工程問題。

2.問題分析：掌握自動測控與人工智能的基本原理，能夠應用其基本方法，識別、表達并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論。

3.設計/開發解決方案：能夠設計針對復雜工程問題的解決方案，針對特定需求進行電子測量技術和智能化測控系統的設計與實現，具有設計/開發功能模塊和系統的能力，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。

4.研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對智能測控系統中的復雜工程問題進行研究，包括系統設計、試驗方法分析與數據處理，并通過信息綜合得到有效的結論。

5.使用現代工具：具有信息獲取能力，能夠根據需要選擇和使用信息獲取工具；能夠合理地選擇技術開發工具和資源，運用于復雜工程問題的設計、開發、仿真及驗證過程中，并能夠理解其局限性。

6.工程與社會：基于智能化測控系統的相關背景知識，能夠合理分析和評價本專業相關的工程實踐和復雜工程問題解決方案可能對社會、健康、安全、法律、文化帶來的影響，并理解應承擔的責任。

7.環境和可持續發展：理解智能化測控與環境、社會的關系，能夠評價針對復雜工程問題的工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。

8.職業規范：具有人文社會科學素養、社會責任感和道德修養，具備健康的身體和良好的心理素質，能夠在工程實踐中遵守工程職業道德和規范，并適應職業發展。

9.個人和團隊：有團隊協作精神，能夠在多學科背景的團隊和創新創業的實踐中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色，完成所承擔的任務。

10.溝通：具有良好的表達能力，能夠就復雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流；熟練掌握一門外語，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。

11.項目管理：掌握工程項目管理方法，理解工程活動中涉及的重要經濟與管理因素，并能在多學科環境以及創新創業實踐中加以應用。

12.終身學習：具有自主學習和終身學習的意識，能夠追蹤智能化測控領域的發展動態，具備不斷學習及適應發展的能力。

五、結束語

新增設的智能測控工程專業以智能信息感知和處理為核心，通過準確感知、互聯傳輸、智能計算和精確控制構建的智能測控體系，對我國的經濟發展和科學技術發展將起到重要的作用。智能測控工程專業的人才培養優勢是理論與實踐能力并重，以立德樹人為引領，緊扣哈爾濱工業大學的辦學定位，滿足本科專業類教學質量國家標準。畢業生應具備堅實的數學、物理、計算機、信息采集與處理、自動測控以及人工智能等多學科交叉知識，系統地掌握智能測控與智能化的基礎理論、基礎知識和基本技能與方法，受到良好的科學思維、科學實驗和初步科學研究的訓練，具備信息采集、分析、處理和智能化測控系統集成方面研究和開發的基本能力。