ACM/IEEE CC2020胜任力模型对中国计算机教育发展的影响

ACM/IEEE计算课程体系规范（Computing Curricula，CC）是由国际计算机学会（ACM）和电气与电子工程师协会计算机学会（IEEE-CS）联合组织全球计算机教育专家共同制定的计算机类专业课程体系规范，具有很高权威性，目前已在全球范围内形成一定影响力，并在中国计算机教育领域开展了富有成效的实践，未来也将对计算机领域人才培养产生深刻影响。

1 ACM/IEEE CC2020胜任力模型

ACM/IEEE 计算课程体系规范（Computing Curricula，CC）（如图1所示）目前已更新至CC2020 版本[1]。ACM/IEEE计算学科规范已历经CC1991、CC2001、CC2005三个重要版本，是国内外一流计算机专业制订课程体系时的重要指导，我国教育部计算机类教指委和国内一流高校计算机学院持续跟踪CC 规范的更新[2]。

自2005年之后计算学科飞速发展，时至今日计算学科的知识领域已非常庞大。CC2005中划分出的5个学科方向已经明显不够了，需要细化学科方向，以便在“知识”（knowledge）维度让学生做到更好地“know-what”（知道是什么）。同时，计算学科的学生如何将学习到的静态知识转化为自身真实的、动态的技能，在当时成为计算学科人才培养中亟须解决的重要问题之一，即让学生从“know-what”迈向“技能”（skill）维度下的“know-how”（知道怎么做），让学生真正知道怎么实现、怎么解决问题。随着整个计算学科以及其应用领域、交叉领域的发展，学生需要学习的内容也不是终身不变的，还需要做到“know-why”（知道为什么），从而能够将技术发展带来的新知识和具体知识应用场景结合起来。这就引入了最后一个维度“品行”（disposition）。以上3个维度结合起来就是“胜任力”（competency）。胜任力模型正是CC2020中最重要的概念之一。

最新的CC2020报告共包含8个课程体系规范，采用“计算”一词作为计算机工程、计算机科学和信息技术等所有计算机领域的统一术语，采用IT2017所提出的“胜任力”概念，建立了“基于胜任力的学习”（competency-based learning）的理念，这对于计算机学科专业的人才培养来说意义重大。现有基于知识或基于技能的培养方式已不能满足计算机专业学生培养需求，必须采用基于胜任力的培养。胜任力模型下的人才培养目标就是从知识（knowledge）、技能（skills）和品行（dispositions）3个维度培养学生，造就具有可持续胜任力（知识+技能+品行）的立体型人才，使学生具备胜任未来与计算相关工作的能力，适应经济、科技和社会发展需求。CC2020胜任力模型结构框图如图2所示（见文献[3]中第4.2.1节图4.1）。

知识对应胜任力的“了解”（know-what）维度，这个维度反映了教师在教学大纲中的侧重点、院系在开设课程中的分配与平衡、认证组织对认证标准中的规定以及雇主对员工工作描述中的规定。CC2005中，计算知识元素从软件到硬件分为用户与组织、系统模型、系统架构与基础设施、软件开发、软件基础知识、硬件这6个维度。在CC2020报告中又将这6个知识维度做了区分，分为计算知识（computing knowledge）和基础专业知识（foundational and professional knowledge）；而且每一类又被进一步细分，形成表1（见文献[3]中第4.2.4节表4.1）中的34个计算知识元素，和表2（见文献[3]中第4.2.4节表4.2）中的13项基础专业知识元素。工业界通常期望计算机专业的学生在这些知识上表现出高水平的应用技能，这值得相关院校在课程设置中重点关注。

技能是指应用知识主动完成任务的能力和策略，是胜任力的“技术诀窍”（know-how）维度。技能的培养往往需要不断参与更高阶的认知过程，需要时间和实践来渐进发展和构建。胜任力模型将技能分为表3（见文献[3]中第4.2.4节表4.3）中的6个技能等级。

品行构成胜任力的“知道为什么”（know-why）维度，并规定任务执行的必要特征或质量。品行包含社交情感技能、行为和态度，这些都是表征执行任务的倾向。CC2020 报告描述了 11 种与元认知意识有关的品行元素，见表4（见文献[3]中第4.2.4节表4.4）。作为胜任力的内在组成部分，品行代表了在工作场景下表现出对机构价值和项目价值有所贡献的机会；同时品行的期望也丰富了胜任力和相关教学法的描述评估维度。品行对于胜任力模型来说是一个必要特征，与工作场景或学术研究涉及的内容息息相关。

对于具体方向人才的胜任力培养，需要明确胜任力模型中3个维度（知识、技能和品行）的相关元素。表5（见文献[4]中表6）是一个高性能计算胜任力构建示例，包括对高性能计算胜任力的基本描述、知识元素以及对应的技能层级和品行元素。

CC2020 报告中的可视化分析表反映了计算学科的知识领域（由行表示）对每个学科方向（由列表示）本科学位专业培养方案的相对重要性，见表6（见文献[3]中第5.3.3节表5.3）。每个计算学科对各知识领域都规定了一个最小值和最大值，这些数值都是基于专家意见得到的。图3（见文献[3]中附录G.3节图G.18）则展示了一个显示知识领域最大值的雷达图，通过直观的图表形式对计算知识表进行可视化。

2 可持续竞争力培养：胜任力在中国的实践

根据2020版计算机类本科专业目录，目前共包括17个专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、数字媒体技术、智能科学与技术、空间信息与数字技术、电子与计算机工程、数据科学与大数据、网络空间安全、新媒体技术、电影制作、保密技术、服务科学与工程、虚拟现实技术、区块链工程。当前的专业设置上学科导向与社会需求导向并存，带来结构性的问题，还需要对存量专业进行优化。CC2020对我国计算机专业设置也逐渐产生着影响[5]。

面向胜任力模型的人才培养理念在中国已有一定的实践，并得到了广泛认可，其中一个典型的代表是可持续竞争力培养。

教育部已经将竞争力作为计算和工程专业培养方案的一个重要组成部分。目前已有一些关于计算和工程教育中竞争力培养的重要出版物。中国计算机教育20人论坛于2019年发布的《计算机教育与可持续竞争力》（蓝皮书）[6]被纳入CC2020[1]附录I-Sustainable Computing and Engineering Competency in China（中国计算与工程教育中的可持续竞争力）。该蓝皮书针对当时和未来信息科技与信息化社会变革，探究了未来10—15年计算教育的新形态与新模式，从可持续竞争力培养目标出发，全面阐述了可持续竞争力特征与关键要素、敏捷教学概念与内涵，探讨了大学环境对竞争力的需求，尤其是在计算和工程教育领域中的竞争力需求。

信息技术（IT）、人工智能（AI）等新兴领域为工业界和学术界创造了新的机遇。互联网使新的现代服务和商业与创新应用相结合成为可能。社会变革对数字网络化的认知社会、社会和环境的可持续发展以及信息与知识的迁移都提出了挑战。当代学生对职业发展有了新的态度和要求，这就需要他们采用多维度的学习方法，具备可持续的竞争力，以便适应不断变化的未来。这意味着教育也必须改变，尤其是在大学阶段。学生面临的教育挑战包括全球竞争力、大规模在线开放课程（慕课）、大学职能的变化以及信息社会所需的教育改革。这些变化给教育系统和社会带来了压力。为了应对这些挑战，必须通过在高等教育中培养可持续竞争力来适应社会的变化。

为了应对这些挑战，当前计算机教育需要培养具有可持续竞争力的创新人才，适应未来新兴技术和经济的发展，必须改革和重构当前的高等教育体系、教育模式和教育生态，采用新的工程教育模式，培养学生的可持续竞争力。敏捷教学作为一种全新的先进教学形态，有望促进高等计算和工程教育的发展。这些新形式的先进教育模式和方法（如敏捷教学、服务型教育）将在中国乃至世界各地的高校中通过实践和探索实现。

可持续竞争力是指：①面对未来社会变化和竞争的适应能力；②基于使命和技术的创新能力；③推动社会发展与科技进步的行动能力。新经济发展的跨界性与快速变化要求计算和工程科技人才对未来具有更强的可持续竞争力[5]。新技术学科交叉性、新经济的快速发展要求计算机与工科人才培养更加注重提高学生的能力。具有可持续竞争力的创新人才未来才能成为社会与新经济发展的重要资源。

可持续竞争力是胜任力模型在中国计算机教育实践中的一个很好范例，它体现了对学生知识、能力、素质3方面的综合要求，如图4（见文献[3]中附录I图I.3）所示。在可持续竞争力培养需求下，敏捷教学体系和开放教育生态应运而生。

3 未来中国计算机教育发展思考

随着CC2020中文版的推出，胜任力模型被越来越多的中国计算机教育专家和高校教师所了解和熟悉，如何针对不同计算机专业开展胜任力培养正受到普遍关注。以目前教育部推出的拔尖计划来说，拔尖人才培养过程中学生能力的培养很重要，并且在社会和经济快速发展的现在，学生是否具备“知识、技能、品行”三者综合的胜任力尤为重要。

（1）从知识维度要求来说，对于计算机领域拔尖学生来说，所学习的知识往往是多学科交叉的，因此是否具备多学科交叉的知识结构很重要。

（2）从技能维度要求来说，计算机领域拔尖学生的认知技能水平被期望达到Bloom级别第5或第6级，即能够对知识内容形成自己的判断，具备自己独特的观点，提出新的解决方案。

（3）从品行维度要求来说，拔尖学生在11个品行元素中任何一点的不足，都可能会对他在知识学习、技能提升上形成障碍，造成拔尖学生培养的不成功。从这个意义上讲，拔尖学生培养相比其他学生而言，对胜任力的塑造要求更高。综合起来，计算机领域拔尖学生需要具备多学科交叉的宽知识结构、较强的创新意识和能力、较高的综合品行素养。

胜任力模型不仅在拔尖人才培养方面，在其他计算机专业领域如高性能计算[4]等都起到了积极作用。

中国计算机教育正快速发展，与此同时教育国际化也逐渐显现出全球性趋势，各国都积极地推动高等教育国际化变革以培养出更多的国际化人才[5]。中国计算机人才的国际竞争力也不断提升，越来越多的由国内教育体系所培养出的计算机专业人才走向国际，在学术界或者工业界发挥着自我的影响力，进一步促进国际计算机教育发展。

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