用能力素养模型连通CC2020和工程教育认证标准

常亮

摘 要：计算教程（Computing Curricula）对计算机类专业的人才培养有着重要影响，工程教育认证标准是近年来许多计算机类专业进行专业建设的重要遵循。本文对最新版本的计算教程CC2020与工程教育认证标准的异同进行了分析，对数字世界全球技能和能力框架、中国学生发展核心素养两个能力和素养框架进行了考察，在此基础上提出“五位一体”能力素养模型。该能力素养模型为连通CC2020和工程教育认证标准提供了一种有效途径。

关键词：计算教程CC2020；工程教育认证；知识体系；能力；素养

一、计算教程

计算机科学和技术对人类社会发展产生了深远和重大的影响，正在引领人类社会进入数字化时代。从计算机诞生至今，计算学科的相关专业教育就一直受到国际学术学会组织的极大关注。美国计算机学会（ACM：Association for Computing Machinery）与美国电气和电子工程师学会计算机分会（IEEE-CS：Institute of Electrical and Electronics Engineers-Computer Society）成立了专门的联合任务组，于1991年发布了著名的计算教程CC1991（Computing Curricula 1991）。之后，随着计算机科学和技术的飞速发展，ACM和IEEE-CS联合任务组于2001年和2005年先后发布了与时俱进的计算教程CC2001、CC2005。

这些计算教程的总体思路，是给出了计算学科各专业所对应的知识体系，并从知识领域、知识单元、学习产出3个维度进行了详细刻画[1]。

这一系列教程为各国计算机相关专业应该开设什么课程、教授什么知识提供了很好的参考和指南，对世界范围的计算机本科教育产生了巨大影响。我国也在其基础上制订了计算机相关专业课程体系规范和教学实施方案[2-3]，用来指导国内各高校计算机类专业本科人才培养。

CC1991、CC2001、CC2005等基于知识的计算教程以计算学科为逻辑起点，按照知识体系来建立专业课程体系，有助于学生系统完整地掌握专业知识。但导致的问题是培养出来的学生距离用人单位的需求存在一定的差距，用人单位更关注的是学生能否在现实场景中应用所学习的知识有效地解决具体问题。针对这种情况，ACM和IEEE-CS联合任务组于2020年推出了最新版本的计算教程CC2020[4]。

CC2020在方法论上做出了根本转变，从基于知识的计算教育转向了基于胜任力的计算教育。其将胜任力（Competency）定义为在完成某项任务的过程中可以观察到的知识（Knowledge）、技能（Skills）和品行（Dispositions），即：

Competency = [Knowledge + Skills + Dispositions] in Task

其中，对技能采用布鲁姆认知分类层次中的记忆、理解、应用、分析、评估、创造6个层次进行刻画；将完成任务所需要的性格或品质抽取为11个品行，即：能适应的、能合作的、善于创新的、一丝不苟的、充满激情的、积极主动的、训练有素的、目标驱动的、有责任心的、快速响应的、自我导向的。

CC2020基于胜任力的刻画框架为高校和用人单位提供了共同的语言。从用人单位对工作岗位的描述出发，可以比较直接地提取相应的胜任力要求，进而设计相应的人才培养方案。反之，给定某个专业基于胜任力的培养方案，用人单位可以从知识、技能、品行的角度对毕业生质量有一个直观的预判。然而，CC2020报告仅仅提供了关于如何创建胜任力的框架，没有针对不同专业给出具体的胜任力规范。此外，正如该报告附录中所举的例子，不同的人从不同角度出发，可能会设计出风格大相径庭的胜任力体系。

二、工程教育认证标准

工程教育认证近年来在国内产生越来越大的影响，其“学生中心、产出导向、持续改进”的先进理念极大地促进了我国工程教育质量的普遍提升。在工程教育认证标准中，将本科层次人才培养定位于培养学生解决复杂工程问题的能力。为了确保认证专业满足《华盛顿协议》实质等效要求，工程教育认证标准给出了12条毕业要求，分别从工程知识、问题分析、设计/

开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续發展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习等方面对毕业生的能力和素养进行了描述，并要求认证专业所制订的毕业要求在广度和深度上完全覆盖标准中12条毕业要求所涉及的内容[5]。

认证标准的12条毕业要求体现了关于学生解决复杂工程问题能力的核心要素，并以能力和素养的形式明确表述了出来。以12条毕业要求为牵引，认证专业需要设计出相应的课程体系，把对能力和素养的培养落实到各门课程中。工程教育认证标准中的毕业要求与CC2020中的胜任力共同之处，在于都强调了能力（技能）和素养（品行）。两者的不同之处在于CC2020把知识分布到了每个胜任力中，与技能和品行组成一个个三元组；而工程教育认证标准把对知识的要求集中到了第1条毕业要求中，即“工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题”。

由于认证标准将对知识的要求集中到了第1条毕业要求中，许多专业在从毕业要求出发设计课程体系时，一时之间会无从下手。尽管可以将第1条毕业要求又分解为若干条观测点，但通过简短的几条观测点不可能把专业所对应的核心知识体系的内涵呈现出来。因此，许多专业在机械地根据毕业要求来设计课程体系时，会突然发现传统意义上能够体现专业内涵的核心知识体系及其对应的具体专业能力不见了；在感到不理解的同时，这些专业可能只是囫囵吞枣地把对毕业要求的支撑任务机械地指派给已经存在的课程。相应地，教师在设计课程大纲时，原本依赖专业知识的专业能力可能在课程目标中会被弱化。这可能也是一些专业尽管开展了工程教育认证，但一直停留在“形似”层面而没能达到预期效果的原因。

三、关于能力和素养的其他典型框架

1．数字世界的全球技能和能力框架

数字世界的全球技能和能力框架SFIA（the Skills Framework for the Information Age）以工业和企业运营的真实环境为背景[6]，描述了在信息和通信技术、数字化转型和软件工程方面的专业人员所需的技能和能力。该框架自从2000年发布第一个版本以来，到2021年9月已经迭代到第8版，被全球200多个国家的企业用于人力资源开发，成为数字世界关于技能和能力的全球通用参考。

与CC2020和工程教育认证标准不同，SFIA由行业和企业主导，代表了用人单位看待技能和能力的第一视角。SFIA框架定义了7个渐进的责任级别，从低到高依次为：（1）跟随；

（2）协助；（3）应用；（4）使能；（5）确保与建议；（6）发起与影响；（7）制定战略、激发与动员。每个责任级别都通过知识、业务技能、复杂性、影响力、自主性5个通用属性，对该级别人员所需具备的行为、价值、知识和特征进行描述。在此基础上，SFIA提供了超过120种专业技能的详细描述；每个专业技能又在7个责任级别上相应具有不同程度的要求。

SFIA框架定义的7个渐进的责任级别，为开展工程教育认证的专业确定培养目标提供了很好的参考。SFIA框架定义的5个通用属性和120余种专业技能，则为我们分析工程教育认证标准中的毕业要求以及CC2020中的胜任力提供了很好的参照。

2．中国学生发展核心素养

中国学生发展核心素养以培养“全面发展的人”为核心[7]，描述了中国学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。该框架由北京师范大学联合国内高校近百位专家共同制订，于2016年9月正式发布。

中国学生发展核心素养分为文化基础、自主发展、社会参与3个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养。其中每个素养又细化为3个基本要点，从而得到如下18个基本要点：人文积淀、人文情怀、审美情趣、理性思维、批判质疑、勇于探究、乐学善学、勤于反思、信息意识、珍爱生命、健全人格、自我管理、社会责任、国家认同、国际理解、劳动意识、问题解决、技术运用。各素养之间相互联系、互相补充、相互促进，在不同情境中整体发挥作用。根据这一总体框架，可针对学生年龄特点进一步提出各学段学生的具体表现要求。

中国学生发展核心素养是党的教育方针的具体化，明确了学生应具备的必备品格和关键能力，从中观层面回答了“立什么德、树什么人”的根本问题。然而，中国学生发展核心素养目前只针对基础教育制订了各个阶段的具体表现要求。

四、连通CC2020和工程教育认证标准的能力素养模型

基于“能力导向”理念，本文以计算机类高素质工程应用型人才培养为例，提出由学生发展核心素养、工程通识能力、专业基本能力、专业特色能力、工程实践创新能力组成的“五位一体”能力素养模型，通过该模型实现CC2020和工程教育认证标准的有机连通（如图1所示）。

“五位一体”能力素养模型中，学生发展核心素养以“中国学生发展核心素养”为基础，但针对计算机类专业的大学生，面向数字化时代需求，对“责任担当”等六大核心素养领域的18个要点赋予更高的内涵要求，尤其是将“信息意识”提升为要求更高的“数字素养”。工程通识能力由6个能力点组成，用于支撑工程教育认证标准中的非技术类毕业要求。专业基本能力兼容教育部高等学校计算机教指委提出的计算机类专业人才4个基本能力[8]。专业特色能力由体现不同专业内涵特点的若干能力组成，对于各个专业有所不同，兼容CC2020中从知识领域出发为各个专业凝练的胜任力。最后，工程实践创新能力贯穿工程通识能力、专业基本能力、专业特色能力3个模块。

图1中的专业特色能力是体现专业内涵的关键所在。为了确定该能力，各个专业可以先从传统的知识领域出发，以SFIA框架中的专业技能为参照，按照CC2020框架提取出各个胜任力。然后，对应每个胜任力，将其中的知识和技能提取出来，形成具体的专业特色能力。

通过应用能力素养模型来引导专业按照产出导向的理念进行专业建设，如图2所示。可以将CC2020对专业能力的要求与工程教育认证中的毕业要求有机融合起来，实现CC2020与工程教育认证标准的有机连通。

通过这样的连通，有望产生以下优点和特点。

（1）对于制定专业培养方案来说，能够在培养目标中更好地找准专业领域、职业特征和职业能力，避免各专业培养目标的同质化；能够在毕业要求中从专业知识领域的角度来考虑“解决复杂工程问题的能力”，凸显出体现专业内涵和专业特色的专业能力；能够在课程体系中更加合理地设计出体现专业内涵和专业特征的核心知识体系。

（2）对于课程建设来说，能够在课程目标中更好地实现知识、能力、素养的有机融合；能够在课程教学内容中把传统基于知识领域和知识单元的组织方式与工程教育认证中“产出导向”的要求有机融合；能够在课程教学和考核评价中更好地聚焦学生的能力和素养。

（3）能够实现德智体美劳“五育”并举和有机融合，并且能够与基础教育阶段的立德树人体系无缝对接；能够将党的教育方针和专业的人才培养目标转化为教师易于理解、教学实践可用的能力和素养要求，为教师落实课程思政、改革教学方法提供了具体的着力点。

需要强调的是，图1给出的模型只是一个总体框架和一个示例，其中各个具体的能力和素养需要各学校各專业根据自身的定位来确定。该模型为连通CC2020和工程教育认证标准提供了一种有效途径，有助于加快计算机类人才培养从“知识导向”向“能力导向”转变。

参考文献：

[1] 古天龙，周娅. CS2013对本科计算机类应用型人才培养的启示[J]. 中国大学教学，2015（7）：90-93.

[2] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[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] 中国工程教育专业认证协会. 工程教育认证标准[Z]. 2022.

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

[7] 林崇德. 21世纪学生发展核心素养研究：修订版[M]. 北京：北京师范大学出版社，2021.

[8] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M]. 北京：机械工业出版社，2010.

[基金项目：广西高等教育本科教学改革工程重点项目“数字经济视野下计算机类专业新工科建设的研究与实践”（2019JGZ118）]

[责任编辑：余大品]