基于专业特色的毕业要求体系构建

王莹 谢瑞莲

摘要：工程教育专业认证要求专业必须有明确、公开、可衡量的毕业要求，毕业要求应能完全覆盖认证标准要求。目前围绕专业特色进行毕业要求体系设计的研究甚少，因此以西安邮电大学计算机科学与技术专业为例，首先通过分析计算机系统设计及应用系统实现专业涉及的复杂工程问题，构建体现专业特色的毕业要求体系;然后以培养学生解决计算机系统复杂工程问题能力为出发点，对毕业要求进行指标点分解，构建对学生能力可衡量且操作性强的毕业要求指标体系;最后对该指标体系可衡量性进行分析。该方法对应用型高校计算机科学与技术专业或其它相关专业毕业要求体系构建具有一定参考意义。

关键词：工程教育;专业特色;复杂工程问题;毕业要求体系构建

DOI：10.11907/rjd k.192042

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2019）012-0230-06

0引言

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证的核心是确认工程类专业毕业生达到行业认可的质量标准要求，是一种以培养目标与毕业要求为导向的合格性评价。按照中国工程教育专业认证协会发布的认证通用标准，工程教育专业认证包含7个模块，要求课程体系、师资队伍、支持条件等均围绕学生毕业能力达成的核心任务展开，并建立持续改进机制以保证相关专业学生达成毕业要求。

工程教育认证通用标准明确提出，任何工科专业必须有明确、公开、可衡量的毕业要求，毕业要求应能支撑培养目标的达成。专业制定的毕业要求应完全覆盖工程知识、问题分析、设计，开发解决方案、复杂工程问题的研究、现代工具使用、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习等12个总体指标。对于工科专业而言，每个专业有其自身学科特点，相同专业在不同学校又各有专业特色。如何依据通用标准，制定体现本专业特色的毕业要求，并对毕业要求进行分解，形成适用于本专业且易于衡量的考察点，是制定毕业要求指标体系时的一个难点。

当前毕业要求体系相关研究主要聚焦于毕业要求达成度评价方法研究与探索，而围绕专业特色进行毕业要求体系设计的研究甚少。文献[1]阐述了微电子工程与科学专业培养目标与毕业要求，并提出针对该专业的一套毕业要求，但并未给出毕业要求的设计思路，也未能体现各高校围绕专业特色制定毕业要求的方法;文献[2]针对建筑环境专业卓越工程师计划，概述了毕业时的知识与能力要求，但未阐述详细的毕业要求设计方法;文献[14]面向计算机科学与技术专业，对专业认证的7个模块进行阐述，但没有围绕本校相关专业的专业特色进行毕业要求设计分析与实现;文献[15]针对材料成型与控制工程专业的毕业要求设计也存在该方面的不足。综上分析，目前各高校在进行毕业要求体系设计时，大多依据工程教育认证通用标准，结合国家教学质量标准中的专业要求，进行毕业要求设计，缺乏针对自身学科特点、学校定位及相关专业特色进行毕业要求设计的分析及实现方法研究。

本文以西安邮电大学计算机科学与技术专业为例，围绕本校培养高素质应用型人才的人才培养定位，通过对计算机科学与技术专业特色及其蕴含的复杂工程问题进行分析，将专业特色与工程教育认证的12项通用标准相结合，探索具有专业特色的毕业要求指标体系构建方法，以期为相关专业工程教育认证工作提供一定思路。

1计算机科学与技术专业特色与复杂工程问题

《计算机类教学质量国家标准》明确指出，计算机类学科通过在计算机上建立模型和系统，模拟实际过程，进行科学调查和研究;通过数据搜集、存储、传输与处理等进行科学、工程、技术和应用问题求解;通过建立抽象模型实现对计算规律的研究，根据规律低成本地构建从基本计算系统到大规模复杂计算应用系统的各类系统;研究用计算进行科学调查与研究的基本手段和方法;使用计算机系统构建模型，实现特定问题的求解。从国家标准中可以看出，计算机类学科需求解的问题，符合工程教育认证强调的复杂工程问题的7个主要特征，因此培养学生解决计算机领域复杂工程问题能力成为专业培养的重中之重。依据国家标准，计算机科学与技术专业面临的复杂工程问题聚焦于计算机系统复杂工程问题，因此应着重于计算机系统研究、设计、建模、开发和应用能力培养。对于不同高校的计算机科学与技术专业，根据学校定位与专业培养目标定位不同，专业特色各有侧重。例如，根据西安邮电大学应用型大学的定位，确定专业特色为计算机系统设计及应用系统实现。因此，对学生进行培养时，应紧密围绕学生在解决计算机系统设计和应用系统实现过程中面临的复杂工程问题实施能力培养，相应地，在对学生进行能力考查时，也应围绕该重点展开。因此，在对该专业毕业要求及指标体系构建时，应着重于该方面能力考查点的设计（见图1）。

2围绕专业特色的毕业要求构建方法

2.1毕业要求构建

工程教育专业认证要求专业制定的毕业要求应完全覆盖工程知识、问题分析等12个总体要求。依据标准，西安邮电大学计算机科学与技术专业围绕计算机系统设计及应用系统，实现该专业特色，展开专业毕业要求构建。构建思路如图2所示。

上述12个毕业要求包含5个技术类要求与7个非技术类要求，与工程教育专业认证标准一致。在利用计算机技术进行系统设计和应用系统研发过程中，首先，应具备必要的工程知识基础，并能将这些知识应用于解决复杂工程问题;然后能运用科学原理分析问题，进而设计合理的解决方案，能对方案进行实验性研究，得到合理有效结论。在系统实现及实施过程中，能选择、使用或开发相应技术工具，从而解决复杂工程问题。计算机领域复杂工程问题不只是技术问题，工程实践中会涉及社会、环境、健康、安全、法律及文化等因素（如互联网安全、硬件制造导致的环境污染等），并且往往需要组织多学科背景的团队，在工程设计与实施中也会涉及管理、经济决策等问题，故7个非技术类要求实质上渗透到5个技术类要求的实现中，并非孤立存在。因此在进行毕业要求设计及学生能力培养时，技術类要求的实现应能体现非技术类要求，非技术类要求的达成也应围绕技术类要求实现，两者必须相辅相成，不能割裂，共同为复杂工程问题的解决贡献力量。

此外，在明确12个毕业要求的关系基础上，应围绕专业特色对毕业要求的具体内容进行设计和规定，着重体现培养学生计算机系统设计及应用系统实现复杂工程问题的能力。据此，该专业毕业要求如下：

（1）工程知识。能够将数学、自然科学、工程基础和计算机科学与技术专业知识用于解决计算机系统复杂工程问题。

（2）问题分析。能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析计算机系统设计及应用系统实现中的复杂工程问题，获得有效结论。

（3）设计，开发解决方案。能够针对计算机系统设计及应用系统实现问题，运用计算机软件设计与开发、硬件设计与实现方法，制定计算机系统全周期、全流程的解决方案，设计满足特定需求的计算机软硬件系统或相关产品，并能在设计环节体现创新意识，考虑社会、安全、法律、文化及环境等因素。

（4）研究。能够基于科学原理，采用科学方法，针对计算机系统设计及应用系统实现中的复杂工程问题进行实验研究，包括设计软硬件实验方法、采集实验数据、对实验过程及结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。

（5）使用现代工具。能选择、使用计算机科学及相关领域的现代技术手段与工具，或开发新的工具对计算机软硬件系统进行预测、模拟和优化，并能理解其局限性。

（6）工程与社会。了解与现代信息技术相关的社会、健康、安全、法律及文化知识，能分析和评价计算机系统设计及应用系统实现解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响，理解计算机系统实施时应承担的责任。

（7）环境和可持续发展。能够理解和评价计算机应用系统研发、制造、实施及运维过程中其软硬件对环境和社会可持续发展的影响。

（8）职业规范。具有人文社会科学素养、社会责任感，具备在计算机及相关领域工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范的能力。

（9）个人和团队。在计算机系统设计及应用系统实现过程中，能参与多学科背景团队，并在团队中能承担个体、团队成员以及负责人角色。

（10）沟通。能够就计算机系统设计与应用系统研发过程中的工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，能采用多种手段清晰表达工程问题和个人或团队观点;具有一定的国际视野，了解计算机领域的国际发展趋势和计算机系统方面的研究热点，能就计算机系统复杂工程问题进行跨文化背景的沟通和交流。

（11）项目管理。理解并掌握计算机系统设计与应用系统研发中全周期、全流程的工程管理原理与成本分析及经济决策方法，并能在多学科参与情况下开展应用。

（12）终身学习。在自然科学及计算机科学领域内不断探索，主动学习，持续进行知识更新，适应专业及社会发展需求。

2.2毕业要求中计算机领域复杂工程问题解决能力培养

毕业要求应着重体现对学生解决复杂工程问题能力的培养，对于计算机科学与技术专业，应能体现对计算机领域中计算机系统设计及应用系统解决复杂工程问题的能力培养。依据复杂工程问题的7个特征，毕业要求与计算机系统复杂工程问题特征的涵盖关系为：

（1）特征1：深入运用知识与工程原理。计算机科学与技术专业侧重计算机系统设计和计算机应用系统实现。学生不仅需掌握数学、自然科学、计算机基础理论及专业知识的基本原理，还需运用工程知识建模并制定合理的解决方案。首先应能运用所学基本原理，通过文献研究分析计算机软硬件系统，独立开展软硬件实验，对数据进行分析处理，通过信息综合得到合理有效的结论（毕业要求1-4、12）;然后，还需具备运用计算机软件開发、硬件设计与实现方法，设计满足特定需求的计算机软硬件系统或相关产品的能力，并能在设计环节体系创新意识，考虑社会及环境因素（毕业要求6、7）。

（2）特征2：对工程中出现的冲突进行协同攻关。计算机系统设计过程是解决冲突的过程。冲突主要表现在两个方面：一是系统内在矛盾，如计算机软硬件层次的划分、系统性能指标之间的冲突;二是理论与工程实现之间的冲突，主要体现在系统实现的难易程度与经济成本上。这要求学生设计计算机系统时，首先能明确系统存在的冲突，综合考虑多方面技术及工程因素，进行权衡与折中，设计出可能的解决方案（毕业要求1、2、3，11）;然后能对解决方案进行模拟、分析、比较，选出最佳方案（毕业要求4、5）。

（3）特征3：建模求解，体现创造性。计算机应用系统需进行软硬件协同设计和开发。众多计算机系统无法经数学推导得到解析解或搭建实物模型进行分析与验证，系统设计与实施过程中，学生应可针对不同应用场景进行抽象建模（毕业要求1-3），同时选择、使用或开发现代工具进行预测、模拟和优化（毕业要求4、5）。创新意识体现在对计算机应用系统定义、建模和分析的过程中。

（4）特征4：多学科综合思维。在计算机领域往往会遇到利用常规方法无法完全解决的问题，要求学生综合应用多学科知识、使用工程工具或对已有工具进一步挖掘、强化、提升其功能，或研究、设计和制造新的工程工具，对计算机应用系统进行预测、模拟和优化，从而完全解决问题（毕业要求1、5）。

（5）特征5：专业标准与规范外的行为准则。计算机系统是受多种因素制约的复杂系统，包括社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素，计算机领域相关专业标准与规范不可能完全包含所有因素。学生在实践中，会面临各种应用场景，需采用前沿技术突破现有方式和方法，同时考虑工程技术价值、工程伦理准则和工程师社会责任（毕业要求6-8、10、12）。

（6）特征6：各方利益冲突与协调。计算机系统工程规模越大，复杂程度越高，与社会、环境及伦理道德观念等方面相互关系则越紧密。学生应不仅能对工程进行可行性技术分析，还应能从社会、环境及伦理道德等方面进行全面分析（毕业要求6-8）。学生应能在各方利益不完全一致时进行有效沟通与协调（毕业要求10-11）。

（7）特征7：具有较高综合性。计算机系统复杂工程问题可能涉及通信、计算机、经济、管理、法律等多个学科，基于问题的复杂性，往往需划分为几个子问题进行解决及技术协同攻关，需要多学科背景团队协作完成，团队成员需有系统观，核心成员需有较高的综合能力（毕业要求9-12）。

由以上分析可知，围绕计算机系统设计及应用系统实现该专业特色制定的毕业要求，能完全覆盖解决该领域内复杂工程问题所需能力，遵循以上毕业要求，在各个教学环节中培养学生相应能力，确保学生毕业时具备解决复杂工程问题所需的知识、能力、素质。

3毕业要求指标体系构建

为衡量学生毕业时能否达到毕业要求，需对毕业要求进行指标点分解，构建多个详细指标，保证毕业要求具有可操作性与可衡量性。

由毕业要求构建分析可知，技术类与非技术类毕业要求之间不是并行或继承性的，非技术类要求需渗透到技术类要求的各个实现环节中（见图2）。例如，计算机科学与技术专业学生在进行硬件课程设计时，不仅应在问题分析、解决方案设计、研究、使用现代工具等能力上获得提高，还应在诸如团队协作、沟通、环境可持续发展等能力素质方面得到培养。但由于技术类与非技术类毕业要求的特性不同，因此在毕业要求指标体系设计与构建中，两者应采用不同方法。

围绕专业特色，指标点应能考查学生毕业时是否具备了本专业要求的知识、能力、素质标准，能否顺利通过本专业毕业要求指标体系达成情况评价考核，因此在指标体系构建时，应能明确且具体地在专业特色领域提出可衡量、可操作、可评价的指标要求。

3.1技术类毕业要求指标体系构建

技术类毕业指标点分解时，应根据专业特色，遵循由浅入深的教学规律，根据能力形成逻辑，采用纵向分解方法。例如，依据我校计算机科学与技术专业特色，在对工程知识（毕业要求1）进行指标点分解时，首先应明确对本专业学生知识结构的要求。为实现计算机系统能力培养目标，本专业学生需具备的工程知识应包括数学、自然科学、工程基础及计算机类教育质量国家标准中规定的计算机科学与技术专业基础及专业知识，特别是针对计算机系统设计及应用系统实现，还应掌握体系性的软硬件专业知识;其次，在能力形成的纵向递进过程中，提出学生知识运用能力要求。要求学生能依据解决复杂工程问题的流程与过程，将工程知识应用于计算机系统设计及应用系统实现的各阶段，包括问题分析与表述、问题建模、模型推演和验证、解决方案设计、比较与综合等，逐层递进展开。据此，工程知识（毕业要求1）分解指标点为：①能将数学、自然科学、工程基础及专业知识用于计算机系统复杂工程问题的分析及表述中;②能针对计算机系统复杂工程问题建立数学模型并求解;③能依据基础理论，结合数学模型方法，运用计算机系统软硬件设计与实现专业知识，对复杂工程问题进行推演与验证;④能运用相关知识对计算机系统工程问题解决方案进行比较和综合。

3.2非技术类毕业要求指标体系构建

任一领域内的复杂工程问题，都不是一个单纯的技术问题，在问题解决过程中会面临团队、行业、经济与管理等问题。对于计算机系统而言，还应考虑软硬件实施过程中对法律、社会安全、环境可持续发展等方面带来的影响。因此，在计算机系统调研、分析、设计、实现与实施的整个过程中，必须将非技术因素纳入其中，培养学生在全周期、全流程中解决非技术问题的能力。同时，在对学生进行非技术能力和素质培养时，除相关方面的基础教育外，还应面向专业及行业特色，有针对性地培养学生相关能力。培养过程中，学生首先应明确各个非技术毕业要求的内涵，故应将这些毕业要求细化为能力要素，将能力要素与具体的专业领域和专业特色相结合，形成具体且有针对性的指标点，学生方能明确学什么，教师方能明确教什么。而针对某一非技术方面的能力，其能力要素往往是可同时习得的，培养可并行进行。因此对该类毕业要求进行指标体系构建时，采取按能力要素并行分解的方式。

例如我校计算机科学与技术专业在进行环境和可持续发展（毕业要求7）指标点分解时，首先确保学生对环境和社会可持续发展的内涵有所了解，同时在培养学生解决计算机系统复杂工程问题能力时，强调学生理解软件系统对社会安全等方面、硬件系统实现时对环境可持续发展等方面的重要影响。因此要求学生首先有可持续发展的理念及意识，在系统全周期全流程中，能时刻考察各阶段对可持续发展的影响，考察有可能造成的危害并加以规避。据此构建环境和可持续发展指标点为：①了解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义，熟悉相关环保法律法规并能在工程实践中依法操作;②了解有关互联网信息管理和信息传播的政策法规，并能作出正确评判，可在工程实施过程中考虑其对社会的影响;③能分析评价计算机软硬件系统设计和工程活动中对环境的影响，在考虑环境和社会可持续发展的前提下，开展计算机科学与技术领域的工程实践。

4畢业要求可衡量性实现

衡量毕业要求是否达成，实质落脚在衡量毕业要求各指标点是否达成上。指标点是否可操作、可衡量是关键。毕业要求指标点达成的支撑在于各教学活动（统称为课程），指标点达成的衡量应基于课程实现，对课程目标的达成即可视为对指标点的达成。为此，专业课程体系须支撑起所有指标点，且各课程应采用合理的方法评价学生修完本门课程后对课程目标的达成情况，用以衡量相应的毕业要求指标点是否达成，并需对达成情况进行分析，形成课程的持续改进。

因此，在制定培养方案时，应依据毕业要求及指标点，设定合理的课程体系，形成课程体系对指标点的支撑关系，各课程依据其在该支撑关系中的地位，确定明确合理的课程目标，设定合理的课程目标达成及评价方法，方能实现毕业要求指标点的可衡量性。

毕业要求有技术类和非技术类两大类，两类在指标体系构建时分别采用纵向分解和横向分解两种方法，因此在课程对指标点支撑关系构建时，也应从纵向的能力形成逻辑与横向的能力实现要素两个角度人手。例如，我校计科专业在进行课程对技术类毕业要求“工程知识”支撑关系构建时，依据能力形成逻辑，从课程体系构成的4个层次，逐层实现学生运用工程知识解决计算机系统复杂工程能力的培养，如图3所示。对非技术类“环境和可持续发展”的毕业要求，依据关键能力要素，应在各教学环节帮助学生理解计算机系统复杂工程问题与可持续发展两者之间的关系，使学生明确计算机系统实现及实施时对社会和环境的影响，并培养学生相应的应对能力。例如，依据我校计算机科学与技术专业特色，在进行计算机应用系统硬件设计与实现时，必须考虑硬件生产对环境可持续发展的影响，因此在课程目标设计上，必须将环境可持续发展渗透到技术能力的培养过程中，据此构建支撑关系，如图4所示。从图4也可看出，对非技术类指标的实现，不能仅靠通识类课程，还应紧密围绕本专业特色，渗透到基础及专业课程学习中。

明确课程与各毕业要求指标点支撑关系后，通过设定合理的课程目标达成及评价方法，即可衡量指标点是否达成，进而衡量毕业要求是否达成。

5结语

毕业要求构建及指标点分解是工程教育专业认证中至关重要的一环，从认证实践角度来看，毕业要求的“明确、可衡量、全覆盖、可支撑性”均可通过专业构建的毕业要求指标体系加以考查。从学生角度出发，学生在毕业时是否达到工程教育标准，需要从学生对毕业要求指标点的达成情况进行衡量。因此，在进行专业指标点分解时，必须制定符合本专业特色、可衡量、可操作的毕业要求指标体系。本文以西安邮电大学计算机科学与技术专业为例，围绕本专业特色，即计算机系统设计及应用系统实现能力培养，通过分析其蕴含的复杂工程问题，展开对专业毕业要求构建及毕业要求指标点分解方法的研究与探索，并进一步指出毕业要求可衡量性的实现途径，以期为应用型高校计科专业或其它相关专业的毕业要求体系构建提供一定参考。在后续工程教育探索和实践中，依据专业特色，针对不同类型课程，如何设计个性化的毕业要求达成情况分析及评价方法，还需进一步探索。