摘 要:《华盛顿协议》将毕业要求作为判断工程教育实质等效的基本依据。专业毕业标准的制定是专业认证的“堵点”,是因为基于经验的认识已难以指导认证实践,本文从教育目标分类学、认知理论、工程本质特征、《华盛顿协议》溯源等视角进行再认识,提出了OBE教学设计“金字塔模型”,明确了专业毕业要求在教学设计和教学过程中的地位和作用;提出了制定专业毕业要求需遵循“可覆盖”“可评价”和“可落实”三原则,给出了每项原则制定专业毕业要求的关键;提出了毕业要求标准结构模型并阐释了内涵及其关系;运用教育目标“动词十名词”结构分析法对毕业要求标准“要素”进行了分析。
【论文选刊】李志义:对毕业要求及其制定的再认识——工程教育专业认证视角
作者简介:李志义,大连理工大学教授、博士生导师。
关键词:工程教育 毕业要求 专业认证
一、引言
2013年《华盛顿协议》(Washington Accord)制定的毕业要求框架(简称WA毕业要求),作为评估成员专业认证具有实质等效的基本依据,要求成员和预备成员必须制定毕业要求标准,该标准与《华盛顿协议》毕业要求框架实质等效,同时要求参加工程教育认证的专业根据该标准制定专业毕业要求。
我国《工程教育认证标准(2017年11月修订)》指出: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毕业要求标准。《工程教育认证通用标准解读及使用指南(2020,试行)》对专业毕业提出“明确、公开、可衡量、支撑、覆盖”的要求。“可衡量”指学生通过本科阶段学习能获得毕业要求所描述的能力和素养(可落实),且该能力和素养可通过学生学习成果和表现判定其达成情况(可评价)。“覆盖”指专业毕业要求在广度_上应能完全覆盖标准中12项毕业要求涉及的内容,描述的学生能力和素养程度,上不低于12项标准的基本要求。“明确、可衡量、覆盖、支撑”要求,都可通过专业分解的毕业要求指标点来考查。
然而,专业认证实践显示,专业毕业要求的制定在“可衡量”和“全覆盖”上很少不出问题,成为专业认证的“堵点”。目前基于经验的“实然”认识的毕业要求,已难以指导认证实践,必须进行学术“应然”分析和把握。如何正确理解和把握WA毕业要求、标准毕业要求及专业毕业要求的内涵及其关系?如何制定出体现OBE教育理念且满足“可衡量”“全覆盖”的专业毕业要求?本文试图从教育目标分类学、工程本质特征、《华盛顿协议》溯源和工程教育专业认证实践等维度,探寻这些问题的答案。
二、毕业要求的相关概念
正确理解知识层次、复杂工程活动和复杂工程问题的概念,对于正确把握毕业要求内涵、制定专业毕业要求非常重要。
(一)知识层次(knowledge profile)。
符合《华盛顿协议》要求的认证专业提供的知识层次见表1。[1]层次是相对《悉尼协议》和《都柏林协议》而言的,三个协议对认证专业的知识结构提出了不同层次的要求:《华盛顿协议》主要面向修业年限4~5年的专业(相当于我国大学本科专业);《悉尼协议》主要面向修业年限3~4年的专业(大致相当于我国高等职业教育专业);《都柏林协议》主要面向修业年限2~3年的专业(大致相当于我国中等职业教育专业)。
表1 《华盛顿协议》要求认证专业的知识层次
由表1可见,对于WK1-WK4、WK6,《华盛顿协议》要求的知识领域范围是一级学科;对于WK5,WK7和WK8《华盛顿协议》着眼于工程层面。
(二)复杂工程活动(complex activities)。
复杂工程活动指包括表2所列的几方面或全部特征的工程活动或工程项目。[1]三个协议对工程活动提出了不同要求:《华盛顿协议》针对的是复杂工程活动、《悉尼协议》针对的是广义工程活动(broadly-defined activities)。《都柏林协议》针对的是狭义工程活动(well-define dactivities)。
表2 复杂工程活动特征
由表2可见,复杂工程活动涉及多种资源的使用,需要解决既交互又冲突的重大问题,涉及应用工程原理、基于研究的知识创新,需要在难以预则和难以克服为特点的环境下取得重要成果,要能够超越现有经验。
(三)复杂工程问题(complex engineering problems)。
复杂工程问题指包括表3所列WP1的特征及WP2-WP7的几方面或全部特点的工程问题。三个协议对工程问题提出了不同要求:《华盛顿协议》针对的是复杂工程问题、《悉尼协议》针对的是广义工程问题(Broadly-defined Problems)、《都柏林协议》针对的是狭义工程问题(Well-defined Problems)。
表3 复杂工程问题特征
由表3可见,复杂工程问题强调的是知识的基础性和深度,涉及广泛或相互冲突的问题,涉及没有明确解决方案的问题,涉及不经常遇到的问题,超出了专业工程标准和实践规范涵盖的范围,涉及各种利益相关群体的不同需求,是高阶问题。
需要特别强调正确理解“解决复杂工程问题”。国际工程联盟(IEA)在《华盛顿协议》25年庆典撰文中指出[2]:工程师的决定性特征是需具备处理复杂性和不确定性的工作能力,因为没有真正的工程项目或工程任务与其他项目或任务完全相同(否则解决方案可简单地购买或复制)。因此,WA毕业要求将复杂工程问题和解决复杂问题作为中心概念。据此,我们对复杂工程问题有以下理解[3]:首先,复杂工程问题的核心问题是教育层次。《华盛顿协议》主要针对“工程师”培养的认证,《悉尼协议》则针对“工程技术专家”培养的认证。三个协议的毕业要求分别基于不同知识层次(见表1),而不同知识层次又分别基于不同的解决工程问题的范围,即复杂工程问题、广义工程问题和狭义工程问题。解决工程问题的范围主要取决于教育层次,教育层次主要取决于修业年限与知识的深度与广度,知识的深度主要取决于是基于自然科学(满足《华盛顿协议》的要求)还是基于技术科学(满足《悉尼协议》的要求)。知识的广度主要取决于基于一级学科(满足《华盛顿协议》要求)还是基于二级学科(满足《悉尼协议》的要求)。其次,复杂工程问题不是教学内容。目前的专业认证实践中,有的专业仍然把复杂工程问题当成教学内容,甚至设置解决复杂工程问题的专门教学环节。应强调的是,要将改进教学方法(如增加问题的复杂性、强调解的不确定性等)与“增加解决复杂工程问题的教学内容”区分开来,复杂工程问题是教育背景而非教学内容,学校只能培养学生解决复杂工程问题的知识基础、意识和初步能力,解决复杂工程问题的能力需要在职业实践中不断提高与完善。
三、专业毕业标准的制定
下面主要从成果导向的教学设计、毕业要求的制定原则和标准毕业要求的要素分析三方面,来探讨如何制定一个符合标准的专业毕业要求。
(一)成果导向的教学设计。
制定毕业要求是成果导向(OBE)教学设计的重要环节。正确把握它在教学设计和教学过程中的地位与作用,是制定毕业要求的前提。
成果导向教学设计遵循反向设计原则。[4]反向设计是针对正向设计而言的。正向设计是传统课程遵循的教学设计原则:首先,按学科知识逻辑结构构建课程体系;然后,按该课程体系预期教学目标确定毕业要求,再根据该毕业要求确定培养目标。由课程体系决定的培养目标,对国家、社会和行业、用人单位等外部需求只能“适应”,很难完全“满足”。这是课程导向教育的弊端。反向设计是从需求开始,由需求决定培养目标,再由培养目标决定毕业要求,再由毕业要求决定课程体系。因此,成果导向教育是反向设计、正向实施,“需求”既是起点又是终点,从而最大程度保证了教育目标与教育结果的一致性。
反向设计环节及其逻辑关系可用“金字塔”模型说明(见图1)。
图1 成果导向教育教学设计“金字塔”模型
首先,根据内外需求确定培养目标。外部需求包括国家、社会及教育发展需要,行业、产业发展及职场需求,学生家长及校友期望等;内部需求包括学校定位及发展目标,学生发展及教职员工期望等。内外需求与培养目标的对应关系是:前者是确定后者的依据,后者与前者相适应。其次,根据培养目标确定毕业要求。培养目标与毕业要求的关系是:前者是确定后者的依据,后者支撑前者达成。再次.根据毕业要求确定课程目标。毕业要求与课程目标的关系是:前者决定后者,后者.要支撑前者达成。
现阶段工程教育专业认证实践中,有的专业教学设计不是成果导向,而是“标准导向”。首先,按专业认证标准毕业要求制定专业毕业要求;然后,以专业毕业要求为核心进行“双向”设计:其一是按成果导向反向设计依次确定指标点、课程体系、课程目标和教学内容;另一是按课程导向教育正向设计确定培养目标。本文关于确定毕业要求的论述都以图1所示成果导向教育教学设计“金字塔”为前提。
(二)专业毕业要求的制定原则。
专业毕业要求的制定首先要满足成果导向教育反向设计的逻辑关系。在此前提下,专业毕业要求的制定要遵循“可覆盖”“可评价”和“可落实”原则。
1.“可覆盖”原则。
“可覆盖”指制定的专业毕业要求能覆盖专业人证的标准毕业要求。毕业要求有三个层次:《华盛顿协议》的毕业要求(WA毕业要求)、协议成员工程教育认证标准的毕业要求(标准毕业要求)和参与认证的专业的毕业要求(简称专业毕业要求)。WA毕业要求从毕业生应掌握、应展示的技能和应拥有的态度方面为其成员制定认证标准提供了参考,它本身不作为认证“国际标准”。WA毕业要求提供了标准毕业要求的制定框架,具有通用性,是广泛接受的最低要求。标准毕业要求须覆盖WA毕业要求,专业毕业要求须覆盖标准毕业要求。
关键是如何理解“覆盖”的内涵。我国《工程教育认证通用标准解读及使用指南(2020版,试行)》要求“覆盖”从广度和程度两方面考虑:
广度上,首先要明确WA毕业要求和标准毕业要求的广度。WA毕业要求是按学生完成专业教育的认知、态度和行为三个维度构建的。[5]认知(应掌握什么)维度在传统工程教育中占主导地位,传授的主要是陈述性低阶知识,即关于是什么(事实性)、为什么和怎么样(原理性)的知识。[6]态度(如何看待)维度被冷落,培养的工程师能力倾向主要是“会不会做”,忽视了“该不该做”(取决于个人道德品质和价值取向),“可不可做”(取决于社会、环境、文化等外部约束)和“值不值做”(取决于经济与社会效益)。行为(能做什么)维度在现代工程教育中越来越受到重视。行为可理解为个人对外部或内部刺激的行动或反应,行为被视为学生通过教育干预所学知识的表现(即应用),实质是学生具备的能力。教师容易观察学生对知识的应用。行为维度的重要性在于:知识不仅要被获得,更重要的是在相关背景下被应用。[5]正因如此,WA毕业要求将认知维度要求转换为行为维度要求。要满足行为维度要求,首先要满足认知维度要求。行为维度涉及的是程序性和策略性的高阶知识。程序性知识是关于如何做的知识、关于解决问题思维过程的知识、关于如何实现从已知状态向目标状态转化的知识,是动态的知识;策略性知识是关于如何学习和如何思维的知识。[6]
WA毕业要求和标准毕业要求关于广度的描述较笼统,给专业毕业要求的制定留足了空间。如WA毕业要求3.1“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。”其数学、自然科学包括哪些内容取决于要解决什么样的复杂工程问题;解决什么样的复杂工程问题取决于专业的内涵与特色。如我国工程教育认证《电子信息与电气工程类专业补充标准》规定数学包括离散数学,因为这类专业面对的复杂工程问题包括离散系统分析;《化工与制药类、生物工程类及相关专业补充标准》规定数学包括线性代数,因为这类专业面对的复杂工程问题包括化工/生物过程的建模与求解。也就是说,电子信息与电气工程类专业可不开设线性代数,因为他们基本不涉及化工/生物过程分析;化工与制药类、生物工程类专业可不开设离散数学,因为这他们基本不涉及离散系统分析。
WA毕业要求和标准毕业要求关于程度未做明确要求。《华盛顿协议》指出参加认证的专业需根据标准毕业要求制定专业毕业要求,由程度性描述来支撑。[1]如化工与制药类、生物工程类专业线性代数要学多深,标准没有要求,取决于专业人才培养定位。如果培养研究型人才应学得足够深,如果培养应用型人才则适当了解就可以。《华盛顿协议》特别指出[1],尽管12条WA毕业要求都重要,但每条不必等权重;其每条描述时可扩展和特别强调,但不能有实质性改变或忽视其要素。即“覆盖”主要看“有没有”(广度)而不是“深不深”(程度)。
怎样才能实现广度上的“覆盖”呢?制定专业毕业要求怎样才能做到不实质性改变WA毕业要求和标准毕业要求呢?关键是要把握每项毕业要求的内涵,正确识别其“要素”。[7]只要“要素”不被忽视,就能达到“覆盖”要求。专业毕业要求的“覆盖”,就是必须包括标准毕业要求的所有“要素”。
2.“可评价”原则。
“可评价”指确定的专业毕业要求能通过评价证明其是否达成。怎样使专业毕业要求可评价?首先,我们分析毕业要求的结构。
培养目标、毕业要求和课程目标统称为教育目标,层次上依次称宏观、中观和微观教育目标。“表述教育目标的最好方式是使用短语,该短语要表明学生需要发展的行为种类,同时表明行为在其中产生作用的内容”。[8]描述目标有两个关键词即行为和内容。Anderson认为[9],上述关键词“行为”应用“动词”表达、“内容”应用“名词”表达。即教育目标表述要包括“动词”和“名词”。“动词”表达预期的认知过程,“名词”表达学生预期获得或构建的知识。[9]“名词”包括具有名词作用的句子或定语修饰的短语。如我国工程教育认证标准毕业要求3.1“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”,“动词”是“应用”,“解决”在WA毕业要求中表述成名词(见表5),作为目标的名词短语是“数学、自然科学、工程基础和专业知识”,“解决复杂工程问题”是目的性修饰语,用来限定“数学、自然科学、工程基础和专业知识”的广度与深度。不同专业面临的复杂工程问题是不同的,因而需要的“数学、自然科学、工程基础和专业知识”也不同。过程装备与控制工程专业主要为了分析和求解过程设备或零部件的强度,需要的数学知识主要是微积分、微分方程和数值分析等,标准毕业要求3.1包含的“要素”之一是“应用数学知识”,将该“要素”表述为教育目标结构(动词+名词),就构成专业毕业要求(过程装备与控制工程专业)“绩效标准”(指标点),即能将微积分、微分方程和数值分析等数学知识应用于分析和求解过程设备或零部件的强度。
指标点指把学生应具备的能力项目(专业毕业要求)转化为可观察评价的具体行为,借此反映学生的学习产出。[10]Rogers指出:指标点聚焦于专业毕业要求的特定预期产出,借此可拟定授课策略与评价程序;二者主要差异在于,专业毕业要求一般提供比较笼统的信息,难以评价,而指标点源自专业毕业要求,由此形成具体可评价的预期产出,即学生经历专业教育后应能表现的具体行动。[11]即指标点是专业毕业要求的具体化和可评价化。
要使专业毕业要求“可评价”,就要将其进一步描述成指标点。确定指标点应遵循2个原则:一是关联性,二是准确性。[12]
关联性包括对应性、不可逆性及不可复制性。对应性是指标点与专业毕业要求应有明确对应关系。一般一项专业毕业要求要描述成若干指标点。不可逆性指专业毕业要求与指标点的对应关系是不可逆的,即一项专业毕业要求可描述为若干指标点,但一个指标点不可对应多项专业毕业要求。不可复制性是指标点不应直接复制专业毕业要求,指标点应以更具体、明确、可评价的方式表述。
准确性是指标点呼应专业毕业要求的精准度,这很大程度取决于表述指标点所用的动词。Anderson将Bloom认知分成记忆、理解、应用、分析、评价、创造等6个认知过程维度[9],明确各维度的内涵及其所用的动词(见表4)有助于准确使用动词描述指标点。
表4 不同认知过程维度及其所用动词示例
3.“可落实”原则。
可落实指确定的专业毕业要求能落实到课程体系,最终由课程教学(课程目标)支撑和实现(见图1)。由于指标点是将专业毕业要求的具体化和可评价化,因此专业毕业要求的可落实性也体现于指标点。要使专业毕业要求指标点可落实,关键在于其描述是否恰当反映专业特色,这主要取决于描述指标点所用的“名词”。
用“名词”准确体现专业特色,是一项非常专业化的工作。过程装备与控制工程专业将标准毕业要求3.1的相应专业毕业要求指标点描述为“能够将微积分、微分方程和数值分析等数学知识应用于分析和求解过程设备或零部件的强度”,是因为该专业应用数学解决的复杂工程问题是过程设备或零部件的强度,后者准确体现了专业特色。指标点体现的专业特色越准确、越具体,就越好落实。如指标点显然落实到高等数学、数值分析和压力容器设计三门课。落实到某门课,就是该门课制定的课程目标能支撑该指标点。高等数学课程目标之一可表述为:掌握微分方程解析求解和对解的性质进行分析的方法;数值分析课程目标之一可表述为:掌握微分方程数值求解方法;压力容器设计课程目标之一可表述为:应用高等数学和数值分析方法,建立过程设备或零部件应力分析数学模型,并进行解析或数值求解。
目前参与认证的专业制定毕业要求时的共同困惑是,很难反映专业自身的特点。面对标准毕业要求,专业能做的是在“复杂工程问题”前面加“某专业领域”的定语,如机械工程领域复杂工程问题、化学工程领域复杂工程问题、电气工程与自动化专业领域复杂工程问题等。这样一来,全国高校某一专业(甚至专业类)毕业要求基本相同。由于毕业要求基本相同,毕业要求支撑的培养目标也基本相同,毕业要求分解的指标点也基本相同,支撑指标点的课程也基本相同,课程目标与教学内容也基本相同,以至于不同高校用几乎相同的培养方案和教学大纲培养同一专业的学生。专业教育同质化成了必然结果!
四、标准毕业要求的“要素”分析
专业毕业要求要“覆盖”标准毕业要求,就必须包括标准毕业要求的所有“要素”。为使专业毕业要求可评价和可落实。就要选用恰当的“动词”和反映专业特色的“名词”将“要素”表述成指标点。因此,正确识别标准毕业要求“要素”是制定专业毕业要求的关键。表5给出了标准/WA毕业要求及其“要素”示例。识别标准/WA毕业要求“要素”,需要深人的文献研究和工程教育实践知识,表5所列标准/WA毕业要求“要素”只是示例,目的不是追求示例正确性,更不是将其作为样版,而是提供识别标准毕业要求“要素”的思路。
表5 标准/WA毕业要求及其“要素示例
(一)标准毕业要求的整体结构。
标准毕业要求整体结构分析,有助于对12项毕业要求的内在联系及其内涵的总体把握和深刻理解。“设计是工程的心脏”。[13]我们构建了反映标准毕业要求3.1-3.12(表5)各条间逻辑关系的“543”结构模型(图2)。其中,“5”指5项专业技术能力,包括标准毕业要求3.1工程知识、3.2问题分析、3.3设计/开发解决方案、3.4研究和3.5便用现代工具;“4”指4项约束处置能力,包括标准毕业要求3.6工程与社会、3.7环境和可持续发展、3.8职业规范和3.11项目管理;“3”指3项非技术能力,包括标准毕业要求3.9个人和团队、3.10沟通和3.12终身学习。
图2 标准毕业要求“543”结构模型
图3给出了工程设计典型流程。[13]工程设计的特点是开放性,任何一个设计不可能只有一种方案,设计者须对多个方案进行比较和权衡,选出较好方案。初步设计前,须进行方案分析与比较,包括选择设计策略和收集设计信息等(见图3),即标准毕业要求3.2问题分析是3.3设计/开发解决方案前端必要坏环节。原型设计和定型设计完成后,一般要通过试验研究进行设计确认(见图3),即标准毕业要求3.4研究是3.3设计/开发解决方案后端必要环节。工程设计离不开工程知识和现代工具作支撑,因此,毕业要求3.1工程知识和3.5使用现代工具是3.3设计/开发解决方案的基础,同时也是3.2问题分析和3.4研究的基础。标准毕业要求3.1-3.5构成专业技术能力,决定了“会不会做”。标准毕业要求3.6工程与社会3.7环境和可持续发展、3.8职业规范和3.11项目管理是工程设计(3.3设计/开发解决方案)的约束条件。这些约束条件使其具有复杂工程活动特征(见表2),决定了“该不该做”(3.8职业规范),“可不可做”(3.6工程与社会和3.7环境和可持续发展)和“值不值做”(3.11项目管理)。工程活动的复杂性和挑战性就在于需处置这些广泛交互、相互冲突的工程约束。如果说标准毕业要求“543”结构模型中“5”体现的是个人的专业水平与能力,那么“4”体现的是个人的工程意识与能力。3.9个人和团队、3.10沟通和3.12终身学习被称为“非技术能力”,是开展复杂工程活动必备的个人素养。设计是人主导的复杂工程活动,这3项毕业要求是支撑其余9项毕业要求的“铁三角”(见图2)。有学者认为标准毕业要求3.5、3.7、3.8和3.11属于非技术能力,值得商榷。事实上,对于复杂工程活动而言,这些能力不仅需要个人修养,更需要很强的技术支撑。
图3 工程设计的典型流程
(二)标准毕业要求3.1“要素”分析。
教育目标“动词十名词”结构分析,提供了标准毕业要求“要素”分析的基本方法。首先依据表4找出标准毕业要求核心“动词”,然后找出相应的核心“名词”,由核心“动词十名词”构成该项标准毕业要求的“要素”。标准毕业要求3.1的“动词”是apply(表5斜体表示,下同),与核心“动词”关联的核心“名词”为knowledge又细化为mathematics、natural science、engineering fundamental和engineering specialization。这几方面知识层次要求见表1的WK-WK4,这些知识涉及的是基本概念、基本原理和基本方法。标准毕业要求3.1的“要素”应是:①应用数学知识,②应用自然科学知识,③应用工程基础知识,④应用专业知识。“解决复杂工程问题”是目的性修饰语,限定“数学、自然科学、工程基础和专业知识”的广度与深度。尽管标准毕业要求3.1在Bloom认知过程维度中处于“应用”维度(见表5),但根据认知过程特征,“应用”的前提是“记忆”和“掌握”,三者密不可分,他们同属低阶认知活动。低阶认知活动获得的是低阶知识,也是WA毕业要求将其用主题词“工程知识”进行概括的原因所在。WA毕业要求的每项都用一个主题词标注(见表5),有助于理解其内涵。
专业认证实践中,标准毕业要求3.1的核心“动词”有时被解读成“解决”而不是“应用”。这样,就将标准毕业要求3,1的认知过程维度从“记忆、掌握和应用”层次提升到“创造”层次(见表4),使其与标准毕业要求3.3处于同一层次。这样理解的直接后果是,原本低阶知识不得不通过高层次认知活动来实现。
(三)标准毕业要求3.2的“要素”分析。
标准毕业要求3.2的核心“动词”是identify formulate research和analyze,与核心“动词”关联的核心“名词”分别为problem和literature。工程分析是利用数学和自然科学原理对工程问题进行分析从而得到有效结论。[13]就工程设计而言,问题分析是在诸多约束条件下,从多种设计方案中选择出最可行方案的一种工具。[13]结合“动词+名词”结构分析和3.2问题分析的内涵,标准毕业要求3.2的“要素”应该是:(1)识别问题;(2)定义与抽象问题;(3)研究文献;(4)分析问题。其中“应用数学、自然科学和工程科学的基本原理”“复杂工程问题”和“获得有效结论”等是修饰语。修饰语并非不重要,更不能忽略,只是其地位与作用与“要素”不同。标准毕业要求的“要素”决定了毕业要求的广度,修饰语与核心“名词”起决定了毕业要求的深度和专业特色。“应用数学、自然科学和工程科学的基本原理”层次要求见表1的WK1-WK4。
与标准毕业要求3.1与3.2相反,“应用”在前者是核心“动词”,而在后者则是修饰语的成分。正确区分这一点对制定专业毕业要求及其指标点非常重要。
(四)标准毕业要求3.3的“要素”分析。
标准毕业要求3.3的核心“动词”是design,与核心“动词”关联的核心“名词”分别为solution、system、component或process,其“要素”应该是:(1)设计解决方案;(2)设计系统;(3)设计单元(部件)设计/工艺流程。标准毕业要求3.3中“针对复杂工程问题”“满足特定需求”“能够体现创新意识”和“考虑社会、健康、安全、法律,文化以及环境等因素”等是修饰语。要指出的是,这里的设计既包括“硬”设计(系统、单元/部件或流程),也包括“软”设计(解决方案)。就”硬”设计而言,有些专业只涉及单元(部件)而不涉及工艺流程,有些专业只涉及工艺流程而不涉及单元(部件),有些专业既涉及单元(部件)又涉及工艺流.程。支撑标准毕业要求3.3的工程设计知识层次见表1的WK5。
(五)标准毕业要求3.4的“要素”分析。
标准毕业要求3.4的核心“动词”是design、analyze、interpret和synthesize,虽然conduct也以动词形式出现,由于design、analyze、interpret和synthesize是对conduct的细化,故conduct可不作为核心“动词”。与核心“动词”关联的核心“名词”分别为experiment、datum和information,其“要素”应该是:(1)设计实验;(2)开展实验;(3)分析与解释数据;(4)综合信息。标准毕业要求3.4“基于科学原理并采用科学方法”“对复杂工程问题”和“得到合理有效的结论”等是修饰语,借此可确定研究的深度和专业特色。标准毕业要求3.4的“基于科学原理并采用科学方法”,WA毕业要求中的表述是“利用基于研究的知识(WK8)和研究方法”。“基于研究的知识”由表1中WK8定义为“处理本学科研究文献中所选的知识”,而“研究方法”与“科学方法”不尽相同。
(六)标准毕业要求3.5的“要素”分析。
标准毕业要求3.5的核心“动词”是create、select、apply、predict和model,关联的核心“名词”为tool,包括技术、资源、现代工程和信息工具。标准毕业要求3.5的“要素”应该是:(1)开发现代工具;(2)选择现代工具;(3)使用现代工具。“针对复杂工程问题”“技术、资源、现代工程工具和信息技术工具”“对复杂工程问题的预测与模拟”和“能够理解其局限性”均为修饰语。
(七)标准毕业要求3.6的“要素”分析。
标准毕业要求3.6的核心“动词”是assess,动词apply可不列入核心“动词”。与核心“动词”关联的核心“名词”为societal、health、safety、legal、cultural和responsibility。标准毕业要求3.6的“要素”应该是:(1)评价社会问题;(2)评价健康问题;(3)评价安全问题;(4)评价法律问题;(5)评价文化问题;(6)评价相关责任。“基于工程相关背景知识进行合理分析”和“专业工程实践和复杂工程问题解决方案”等为修饰语。标准毕业要求3.6涉及的知识层次见表1的WK7。
(八)标准毕业要求3.7的“要素”分析。
标准毕业要求3.7的核心“动词”是understand和evaluate,与核心“动词”关联的核心“名同”为impact.标准毕业要求3.7的“要素”应该是:(1)理解可持续性及其影响;(2)评估可持续生及其影响。“针对复杂工程问题的工程实践”为修饰语。标准毕业要求3.7涉及的知识层次见表1的WK7。
(九)标准毕业要求3.8的“要素”分析。
标准毕业要求3.8的核心“动词”apply和commit,与核心“动词”关联的核心“名词”为principle、ethics、responsibility和norm。标准毕业要求3.8的“要素”应该是:(1)运用道德原则;(2)遵守职业道德;(3)履行道德责任;(4)遵守工程规范。“具有人文社会科学素养”为修饰语。标准毕业要求3.8涉及的知识层次见表1的WK7。
(十)标准毕业要求3.9的“要素”分析。
标准毕业要求3.9的核心“动词”是function,与核心“动词”相关联的核心”名词”为individual、member和leader。标准毕业要求3.9的“要素”应该是:(1)作为个体发挥作用;(2)作为成员发挥作用;(3)作为领导者发挥作用。“能够在多学科背景下的团队中”为修饰语。WA毕业要求相应表述是:“作为个体.作为成员或领导者,在不同的团队和多学科环境中有效地发挥作用”。与标准毕业要求3.9的主要区别在于,是否是“多学科背景下的团队”。事实上,本科教育阶段针对全体学生构建”多学科背景下的团队”是不太现实的,认证实践中,专业为满足“多学科背景下的团队”的要求。不得不用类似体育课等有可能让不同专业学生“混搭”的教学环节来支撑,实在是强其所难。
(十一)标准毕业要求3.10的“要素”分析。
标准毕业要求3.10的核心“动词”是communicate、write、design、make、give和receive,其中后面的动词虽然是communicate的细化。但据上下文强调关系,将他们也列为核心“动词”。与这些核心“动词”关联的核心“名词”为community、society、report、documentation、presentation和instruction。标准毕业要求3.10的“要素”应该是:(1)与同行沟通;(2)与公众沟通;(3)撰写报告;(4)设计文稿;(5)陈述发言;(6)表达或回应指令;(7)有国际视野;(8)跨文化交流。其中(7)和(8)是标准毕业要求是在WA毕业要求的基础上附加的。“复杂工程问题”为修饰语。
(十二)标准毕业要求3.11的“要素”分析。
标准毕业要求3.11的核心“动词”是know和understand。尽管名义上的动词是demonstrate,但其与knowledge和understanding组合后,形成了事实上的核心“动词”know和understand。与这些核心“动词”关联的核心“名词”为principle、decision-making、project和environment。标准毕业要求3.11的“要素”应该是:(1)理解并掌握工程管理原理;(2)理解并掌握经济决策方法;(3)应用于管理项目和多学科环境。
(十三)标准毕业要求3.12的“要素”分析。
标准毕业要求3.12的核心“动词”是recognize和have。与这些核心“动词”关联的核心“名词”为need、preparation和ability。标准毕业要求3.12的“要素”应该是:(1)有终身学习意识;(2)有终身学习准备;(3)有终身学习能力。
本文的分析及其结论,有的与基于经验的“实然”认识存在差别甚至矛盾与冲突,本文目的不是追问孰对孰错,而是试图提供一种认识视角和途径,以便更加深刻地把握;有的与我国《工程教育认证标准(2017年11月修订)》及《工程教育认证通用标准解读及使用指南(2020版,试行)》不尽相符,本文并不是为了评价标准,而是试图为标准修订提供一种思考方式。这些“不符”只是分析视角不同而致,标准修订之前须按原标准执行。
参考文献
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