用能力素養(yǎng)模型連通CC2020和工程教育認證標準

常亮

摘 要：計算教程（Computing Curricula）對計算機類專業(yè)的人才培養(yǎng)有著重要影響，工程教育認證標準是近年來許多計算機類專業(yè)進行專業(yè)建設的重要遵循。本文對最新版本的計算教程CC2020與工程教育認證標準的異同進行了分析，對數字世界全球技能和能力框架、中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)兩個能力和素養(yǎng)框架進行了考察，在此基礎上提出“五位一體”能力素養(yǎng)模型。該能力素養(yǎng)模型為連通CC2020和工程教育認證標準提供了一種有效途徑。

關鍵詞：計算教程CC2020；工程教育認證；知識體系；能力；素養(yǎng)

一、計算教程

計算機科學和技術對人類社會發(fā)展產生了深遠和重大的影響，正在引領人類社會進入數字化時代。從計算機誕生至今，計算學科的相關專業(yè)教育就一直受到國際學術學會組織的極大關注。美國計算機學會（ACM：Association for Computing Machinery）與美國電氣和電子工程師學會計算機分會（IEEE-CS：Institute of Electrical and Electronics Engineers-Computer Society）成立了專門的聯合任務組，于1991年發(fā)布了著名的計算教程CC1991（Computing Curricula 1991）。之后，隨著計算機科學和技術的飛速發(fā)展，ACM和IEEE-CS聯合任務組于2001年和2005年先后發(fā)布了與時俱進的計算教程CC2001、CC2005。

這些計算教程的總體思路，是給出了計算學科各專業(yè)所對應的知識體系，并從知識領域、知識單元、學習產出3個維度進行了詳細刻畫[1]。

這一系列教程為各國計算機相關專業(yè)應該開設什么課程、教授什么知識提供了很好的參考和指南，對世界范圍的計算機本科教育產生了巨大影響。我國也在其基礎上制訂了計算機相關專業(yè)課程體系規(guī)范和教學實施方案[2-3]，用來指導國內各高校計算機類專業(yè)本科人才培養(yǎng)。

CC1991、CC2001、CC2005等基于知識的計算教程以計算學科為邏輯起點，按照知識體系來建立專業(yè)課程體系，有助于學生系統完整地掌握專業(yè)知識。但導致的問題是培養(yǎng)出來的學生距離用人單位的需求存在一定的差距，用人單位更關注的是學生能否在現實場景中應用所學習的知識有效地解決具體問題。針對這種情況，ACM和IEEE-CS聯合任務組于2020年推出了最新版本的計算教程CC2020[4]。

CC2020在方法論上做出了根本轉變，從基于知識的計算教育轉向了基于勝任力的計算教育。其將勝任力（Competency）定義為在完成某項任務的過程中可以觀察到的知識（Knowledge）、技能（Skills）和品行（Dispositions），即：

Competency = [Knowledge + Skills + Dispositions] in Task

其中，對技能采用布魯姆認知分類層次中的記憶、理解、應用、分析、評估、創(chuàng)造6個層次進行刻畫；將完成任務所需要的性格或品質抽取為11個品行，即：能適應的、能合作的、善于創(chuàng)新的、一絲不茍的、充滿激情的、積極主動的、訓練有素的、目標驅動的、有責任心的、快速響應的、自我導向的。

CC2020基于勝任力的刻畫框架為高校和用人單位提供了共同的語言。從用人單位對工作崗位的描述出發(fā)，可以比較直接地提取相應的勝任力要求，進而設計相應的人才培養(yǎng)方案。反之，給定某個專業(yè)基于勝任力的培養(yǎng)方案，用人單位可以從知識、技能、品行的角度對畢業(yè)生質量有一個直觀的預判。然而，CC2020報告僅僅提供了關于如何創(chuàng)建勝任力的框架，沒有針對不同專業(yè)給出具體的勝任力規(guī)范。此外，正如該報告附錄中所舉的例子，不同的人從不同角度出發(fā)，可能會設計出風格大相徑庭的勝任力體系。

二、工程教育認證標準

工程教育認證近年來在國內產生越來越大的影響，其“學生中心、產出導向、持續(xù)改進”的先進理念極大地促進了我國工程教育質量的普遍提升。在工程教育認證標準中，將本科層次人才培養(yǎng)定位于培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。為了確保認證專業(yè)滿足《華盛頓協議》實質等效要求，工程教育認證標準給出了12條畢業(yè)要求，分別從工程知識、問題分析、設計/

開發(fā)解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習等方面對畢業(yè)生的能力和素養(yǎng)進行了描述，并要求認證專業(yè)所制訂的畢業(yè)要求在廣度和深度上完全覆蓋標準中12條畢業(yè)要求所涉及的內容[5]。

認證標準的12條畢業(yè)要求體現了關于學生解決復雜工程問題能力的核心要素，并以能力和素養(yǎng)的形式明確表述了出來。以12條畢業(yè)要求為牽引，認證專業(yè)需要設計出相應的課程體系，把對能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)落實到各門課程中。工程教育認證標準中的畢業(yè)要求與CC2020中的勝任力共同之處，在于都強調了能力（技能）和素養(yǎng)（品行）。兩者的不同之處在于CC2020把知識分布到了每個勝任力中，與技能和品行組成一個個三元組；而工程教育認證標準把對知識的要求集中到了第1條畢業(yè)要求中，即“工程知識：能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識用于解決復雜工程問題”。

由于認證標準將對知識的要求集中到了第1條畢業(yè)要求中，許多專業(yè)在從畢業(yè)要求出發(fā)設計課程體系時，一時之間會無從下手。盡管可以將第1條畢業(yè)要求又分解為若干條觀測點，但通過簡短的幾條觀測點不可能把專業(yè)所對應的核心知識體系的內涵呈現出來。因此，許多專業(yè)在機械地根據畢業(yè)要求來設計課程體系時，會突然發(fā)現傳統意義上能夠體現專業(yè)內涵的核心知識體系及其對應的具體專業(yè)能力不見了；在感到不理解的同時，這些專業(yè)可能只是囫圇吞棗地把對畢業(yè)要求的支撐任務機械地指派給已經存在的課程。相應地，教師在設計課程大綱時，原本依賴專業(yè)知識的專業(yè)能力可能在課程目標中會被弱化。這可能也是一些專業(yè)盡管開展了工程教育認證，但一直停留在“形似”層面而沒能達到預期效果的原因。

三、關于能力和素養(yǎng)的其他典型框架

1．數字世界的全球技能和能力框架

數字世界的全球技能和能力框架SFIA（the Skills Framework for the Information Age）以工業(yè)和企業(yè)運營的真實環(huán)境為背景[6]，描述了在信息和通信技術、數字化轉型和軟件工程方面的專業(yè)人員所需的技能和能力。該框架自從2000年發(fā)布第一個版本以來，到2021年9月已經迭代到第8版，被全球200多個國家的企業(yè)用于人力資源開發(fā)，成為數字世界關于技能和能力的全球通用參考。

與CC2020和工程教育認證標準不同，SFIA由行業(yè)和企業(yè)主導，代表了用人單位看待技能和能力的第一視角。SFIA框架定義了7個漸進的責任級別，從低到高依次為：（1）跟隨；

（2）協助；（3）應用；（4）使能；（5）確保與建議；（6）發(fā)起與影響；（7）制定戰(zhàn)略、激發(fā)與動員。每個責任級別都通過知識、業(yè)務技能、復雜性、影響力、自主性5個通用屬性，對該級別人員所需具備的行為、價值、知識和特征進行描述。在此基礎上，SFIA提供了超過120種專業(yè)技能的詳細描述；每個專業(yè)技能又在7個責任級別上相應具有不同程度的要求。

SFIA框架定義的7個漸進的責任級別，為開展工程教育認證的專業(yè)確定培養(yǎng)目標提供了很好的參考。SFIA框架定義的5個通用屬性和120余種專業(yè)技能，則為我們分析工程教育認證標準中的畢業(yè)要求以及CC2020中的勝任力提供了很好的參照。

2．中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)

中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心[7]，描述了中國學生應具備的、能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。該框架由北京師范大學聯合國內高校近百位專家共同制訂，于2016年9月正式發(fā)布。

中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)分為文化基礎、自主發(fā)展、社會參與3個方面，綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)。其中每個素養(yǎng)又細化為3個基本要點，從而得到如下18個基本要點：人文積淀、人文情懷、審美情趣、理性思維、批判質疑、勇于探究、樂學善學、勤于反思、信息意識、珍愛生命、健全人格、自我管理、社會責任、國家認同、國際理解、勞動意識、問題解決、技術運用。各素養(yǎng)之間相互聯系、互相補充、相互促進，在不同情境中整體發(fā)揮作用。根據這一總體框架，可針對學生年齡特點進一步提出各學段學生的具體表現要求。

中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)是黨的教育方針的具體化，明確了學生應具備的必備品格和關鍵能力，從中觀層面回答了“立什么德、樹什么人”的根本問題。然而，中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)目前只針對基礎教育制訂了各個階段的具體表現要求。

四、連通CC2020和工程教育認證標準的能力素養(yǎng)模型

基于“能力導向”理念，本文以計算機類高素質工程應用型人才培養(yǎng)為例，提出由學生發(fā)展核心素養(yǎng)、工程通識能力、專業(yè)基本能力、專業(yè)特色能力、工程實踐創(chuàng)新能力組成的“五位一體”能力素養(yǎng)模型，通過該模型實現CC2020和工程教育認證標準的有機連通（如圖1所示）。

“五位一體”能力素養(yǎng)模型中，學生發(fā)展核心素養(yǎng)以“中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)”為基礎，但針對計算機類專業(yè)的大學生，面向數字化時代需求，對“責任擔當”等六大核心素養(yǎng)領域的18個要點賦予更高的內涵要求，尤其是將“信息意識”提升為要求更高的“數字素養(yǎng)”。工程通識能力由6個能力點組成，用于支撐工程教育認證標準中的非技術類畢業(yè)要求。專業(yè)基本能力兼容教育部高等學校計算機教指委提出的計算機類專業(yè)人才4個基本能力[8]。專業(yè)特色能力由體現不同專業(yè)內涵特點的若干能力組成，對于各個專業(yè)有所不同，兼容CC2020中從知識領域出發(fā)為各個專業(yè)凝練的勝任力。最后，工程實踐創(chuàng)新能力貫穿工程通識能力、專業(yè)基本能力、專業(yè)特色能力3個模塊。

圖1中的專業(yè)特色能力是體現專業(yè)內涵的關鍵所在。為了確定該能力，各個專業(yè)可以先從傳統的知識領域出發(fā)，以SFIA框架中的專業(yè)技能為參照，按照CC2020框架提取出各個勝任力。然后，對應每個勝任力，將其中的知識和技能提取出來，形成具體的專業(yè)特色能力。

通過應用能力素養(yǎng)模型來引導專業(yè)按照產出導向的理念進行專業(yè)建設，如圖2所示?？梢詫C2020對專業(yè)能力的要求與工程教育認證中的畢業(yè)要求有機融合起來，實現CC2020與工程教育認證標準的有機連通。

通過這樣的連通，有望產生以下優(yōu)點和特點。

（1）對于制定專業(yè)培養(yǎng)方案來說，能夠在培養(yǎng)目標中更好地找準專業(yè)領域、職業(yè)特征和職業(yè)能力，避免各專業(yè)培養(yǎng)目標的同質化；能夠在畢業(yè)要求中從專業(yè)知識領域的角度來考慮“解決復雜工程問題的能力”，凸顯出體現專業(yè)內涵和專業(yè)特色的專業(yè)能力；能夠在課程體系中更加合理地設計出體現專業(yè)內涵和專業(yè)特征的核心知識體系。

（2）對于課程建設來說，能夠在課程目標中更好地實現知識、能力、素養(yǎng)的有機融合；能夠在課程教學內容中把傳統基于知識領域和知識單元的組織方式與工程教育認證中“產出導向”的要求有機融合；能夠在課程教學和考核評價中更好地聚焦學生的能力和素養(yǎng)。

（3）能夠實現德智體美勞“五育”并舉和有機融合，并且能夠與基礎教育階段的立德樹人體系無縫對接；能夠將黨的教育方針和專業(yè)的人才培養(yǎng)目標轉化為教師易于理解、教學實踐可用的能力和素養(yǎng)要求，為教師落實課程思政、改革教學方法提供了具體的著力點。

需要強調的是，圖1給出的模型只是一個總體框架和一個示例，其中各個具體的能力和素養(yǎng)需要各學校各專業(yè)根據自身的定位來確定。該模型為連通CC2020和工程教育認證標準提供了一種有效途徑，有助于加快計算機類人才培養(yǎng)從“知識導向”向“能力導向”轉變。

參考文獻：

[1] 古天龍，周婭. CS2013對本科計算機類應用型人才培養(yǎng)的啟示[J]. 中國大學教學，2015（7）：90-93.

[2] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范（試行）[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[3] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術專業(yè)核心課程教學實施方案[M]. 北京：高等教育出版社，2009.

[4] The Joint ACM/IEEE-CS CC2020 Task Force. Computing Curricula 2020： Paradigms for Global Computing Education[M]. Association for Computing Machinery， 2021.

[5] 中國工程教育專業(yè)認證協會. 工程教育認證標準[Z]. 2022.

[6] The global skills and competency framework for the digital world （SFIA）. SFIA Version 8[Z]. 2021.

[7] 林崇德. 21世紀學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究：修訂版[M]. 北京：北京師范大學出版社，2021.

[8] 教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會. 高等學校計算機科學與技術專業(yè)人才專業(yè)能力構成與培養(yǎng)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[基金項目：廣西高等教育本科教學改革工程重點項目“數字經濟視野下計算機類專業(yè)新工科建設的研究與實踐”（2019JGZ118）]

[責任編輯：余大品]