面向可持续发展能力的工程专业课程评价研究

［摘 要］ 可持续发展教育是以培养社会成员在面临全球化进程中所需要的知识、技能与素养，并能够以可持续发展为目标开展的教育活动。工程类人才培养体系的构建和科学评价是可持续发展教育中的重要组成部分。在借鉴现代工程教育已有评价方法的基础上，提出工科类学生可持续发展能力框架，构建了一种新的CAST（对比、分析、调查、追踪）课程评价模型，从四个方面评估工程类院校课程对学生可持续能力培养效果，并形成了闭环的基于学生可持续发展能力培养的课程评估改进体系。

［关键词］ 可持续发展能力；工程专业；课程评价

［作者简介］ 张浩然（2000—），男，河北行唐人，伦敦大学学院教育学院2023级工程教育专业硕士研究生，研究方向为工程教育中的可持续性教学和项目式教学。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）29-0025-04 ［收稿日期］ 2023-08-05

联合国2015年提出17个可持续发展目标，未来工程师需要将可持续发展能力作为重要素质融入工程实践中，以应对工作的复杂性和不断变化。工程类教育在培养工程人才可持续发展能力方面发挥着至关重要作用，越来越多的工科院校将培养学生可持续发展能力纳入课程体系，以培养符合行业对可持续领导者需求的新一代优秀工程师［1］。工程类大学在《华盛顿协议》框架下进行了新的课程改革，可持续性融入人才培养与课程中，并取得了一定进展。能否有效科学评估课程与可持续发展能力培养以及工程企业对人才的需求是否相符合，成为一个新的研究挑战。

一、工程类人才可持续发展能力构成要素

学者们对大学生可持续发展能力有着不同的解读。刘科荣和邱瑞玲［2］认为，可持续发展能力是指促进个体可持续发展的能力，既要满足当时的社会与个体发展的实际需要，又能对个体今后的发展产生积极影响。杨淑欣、李相佑和赵志川［3］将大学生的可持续发展能力定义为：不断地获取运用和创新知识的能力，完善其个性的能力，自觉地按照人与自然、人与社会的发展规律，与时俱进，不断地调整自身的行为方式，提升自身生存发展质量与层次，从而达到人与自然、个体与社会的持续和谐发展的目的，以真正实现人的全面发展。

在当今快速变化的环境中，具备可持续发展能力的领导者被广泛认为是任何组织中最关键的资产之一。在工程学中可持续领导者的影响是巨大的，对于保持企业的竞争优势至关重要。因此，了解现代工程师应具备哪些核心可持续发展能力至关重要。

基于上述对大学生可持续发展能力的梳理，其可持续发展能力并不是某一种能力与多种能力的简单叠加，而是由不同能力要素构成的一个层次性结构。本文基于可持续发展教育的知识、技能、素养三维目标，根据不同能力要素对工程类大学生可持续发展所发挥的作用，将大学生可持续发展能力要素分为基础能力、核心能力、关键能力和拓展能力四个层面，如表1所示。

二、基于可持续发展能力的工程类课程评价模型构建

课程评价的实践模型需要由特定的要素组成，不同的要素相互作用、相互联系，从而保证评价的有效运行［4］。课程的评价与改进是一个相互调试、相互影响的过程。课程评价必须把树立正确的可持续发展价值观放在首位。

“课程评价之父”泰勒提出的“泰勒原理”对课程评价模型要素提供了基本遵循，即课程目标、课程内容、课程实施、课程学业要求［5］。评价方法的选择实际上是一个如何有利于获取评价资料的问题，资料收集得越客观、越准确就越有利于评价得出正确结论［6］。

本研究结合已有课程评价理论，针对工科类大学生可持续发展能力的培养，建构了基于课程目标、课程内容、课程实施和课程成效四个方面，分别采用比较、分析、调查和追踪（CAST）评价方法的新的课程评价模型，如图1所示。

三、课程体系评价——以某工程专业为例

该专业的培养目标为：培养适应社会需求的具有国际视野、具备创新能力和社会责任感的高级专门人才，可在节能与新能源汽车、智能汽车、汽车零部件设计与制造等领域从事相关工作。学生需要具备四种职业能力：工程知识、工程能力、人文素质与交流与管理能力、职业发展与终身学习能力。根据培养目标，确定了毕业生应获得12个方面的知识、能力与素养。本研究基于上述CAST课程评价模型，对该专业课程进行了批判性评价。

（一）课程目标通过“对比”（C）方法评价

课程目标是在课程设计与开发过程中课程本身要实现的具体要求，不同价值取向的课程目标有不同的表达方式［6］。根据CAST评价模型，对该专业课程目标中学生的四种能力与工程类大学生可持续发展能力进行了一一对比。

对比发现，培养目标、学生能力与可持续发展能力基本对应，对可持续发展能力的四个层级具有较好的支撑度。但对于环境与可持续能力的支撑度不足，对专业培养总目标提出培养适应社会需求的具有国际视野、具备创新能力和社会责任感的高级专门人才的要求缺乏支撑。在学生应具备的工程知识、工程能力、人文素质、交流与管理能力、职业发展与终身学习能力的具体内容阐释中，对总目标的支撑分析不充分。

（二）课程内容通过“分析”（A）方法评价

课程内容是对课程目标和学生可持续能力培养的分解落地，通过对该课程拓扑图及课程内容进行文本分析，得出以下发现。

1.特色与亮点。专业培养计划将12条毕业要求分解为35个指标点，每门课程支撑一定的毕业要求指标点，每个指标点有2门以上必修课程支撑，课程设置能够实现学生的可持续能力培养目标。该专业定期邀请企业行业专家参与课程体系修订，保证了课程内容的时代性和前瞻性，以适应社会需求和行业发展。专业课程体系设计遵循以“产出”为导向，以自然科学和工程知识基础为根本，以工程实践能力和复杂工程问题解决能力为目标，实施以通识教育为基础的宽口径专业教育。

2.不足和问题。专业缺少可持续发展理念更深入的实践课程支撑。例如，在环境和可持续发展毕业要求课程支撑中，以思想教育课程和融入相关专业课程中为主要支撑，课程支撑的实践形式需要加强，融入的方式需要创新。在人才定位时依然沿用传统工程规范，与时代发展趋势的匹配度不强，真正可以在毕业后立刻投入新技术产业的内容不足。

（三）课程实施通过“调查”（S）方法评价

对课程的可持续性教学开展学生问卷和部分教师访谈，调查结果如下。

1.优势与特色。课程教学以项目为引领。85.57%的学生认为教师在课程中经常开展项目化设计方式。同时，86.6%的学生认为本专业课程采取的教学模式有助于培养其可持续发展能力。83.5%的学生认为学校支持学生参加可持续工程实践。83.5%的学生认为学校经常开展有关可持续发展主题的活动或讲座活动。

2.不足和问题。课程实践平台匮乏，实验室建设经费投入严重不足，与企业联系不够紧密，真正能将实践机会充分利用起来的本科生甚少。专业多以理论性知识为主，实践能力与其理论运用能力需要融合。教师的工程能力支撑不够，教师参与企业课题研究不够深入，大多数教师没有企业工作经验或没有主持过大型工程项目的实际开发，课程建设过程中会存在以虚拟描绘实际的现象，影响课程的实施质量。缺乏企业资深工程师深度参与课程建设。

（四）课程培养成效通过“追踪”（T）进行评价

为更好地对课程培养成效进行评价，采取对毕业生和用人单位“追踪”的方法进行评价。

1.毕业生评价。共向2017级毕业生发放75份调查问卷，收回75份。据统计结果看，毕业生中92%对整体培养目标满意；93.33%对工程知识满意；89.34%对工程技术满意；90.66%对人文素养、交际能力和管理技能满意；90.67%对职业发展和终身学习能力满意。

同时，大多数毕业生对课程学习提出了意见或建议。集中反映在：可持续发展能力的实践少，企业工作环境适应能力弱；跨文化理解能力不高、国际交流机会少；跨学科学习、创新类课程少；可持续发展的国际前沿知识讲座不多。

2.用人单位评价。用人单位对该专业毕业生表现最满意的三项是知识结构、学习能力和解决问题能力；需改进的三项是创新能力、国际视野、跨文化交流的素质和能力。在实际岗位中最突出的问题是：实践能力和跨学科综合能力薄弱，建议加强学生创新意识和工程实践能力的培养，尤其是学生的可持续发展能力。

结合用人单位和专业发展现状，该专业课程和培养目标设置较为合理，但在新技术领域方面较为缺乏，无法满足行业新发展需求。另外，学校内部专业设置相对独立，不同学科间缺乏有效的交叉融合，往往使毕业生难以适应新工科背景下行业解决复杂问题的综合要求。

四、课程改进建议

根据学生可持续能力培养的CAST课程评价模型分析结果，对该专业课程提出以下建议。

（一）从课程目标上制订以行业需求、未来产业为导向的专业培养方案

深入调研行业技术短板与人才缺口，制订以行业需求为导向的专业培养方案，如在培养目标中将行业新技术纳入人才培养内容。建立一套服务于行业的多学科交叉融合的课程体系。建构一种融入现代信息技术的教学新形态，如利用区块链、AI、学习科学等技术，有效嵌入可持续发展新理念，建立持续改进的教学环境。

（二）在课程内容中增加基于行业需求与可持续发展教育的课程

针对关于课程设置传统，无法满足用人单位新技术发展需求问题，专业课可以采取模块化设计。可持续发展教育不是单靠一门课程能完成的，建议专业设置的所有课程包含与可持续发展有关的世界前沿内容。所有课程无论是自然科学还是社会科学课程，有意识、有针对性地加强对大学生可持续发展能力的培养。

（三）从课程实施上加强本科阶段STEM+C教育

针对评价反馈的学生创新能力和实践能力不足问题，建议加大跨学科课程教学模式。STEM+C教育是工程教育两大热门概念［7］。让学生在解决问题中培养可持续发展能力，培养学生创造性思维能力、解决复杂问题能力、跨学科和国际合作能力。同时，要加强教师可持续发展意识和能力的培养。教师要面向生产实际，在实践中完成自己的知识重构，以更好地完成培养学生可持续发展意识的重任。

（四）从课程成效上创建以项目为牵引的逐级递进式多元化实践反馈平台

加大与企业的合作，以企业实际项目为牵引，创建多元化仿真模拟平台及真实试验平台，优化认识实习、生产实习、顶岗实习及创新训练等实习实践环节的实施方案，确保校企共赢发展，并不断进行反馈优化，立足培养具有可持续发展能力和创新能力的未来工程师。

结语

总之，通过构建基于工科类学生可持续发展能力的CAST课程评价模型，从课程目标、课程内容、课程实施和课程成效四个方面采用对比、分析、调查和追踪的评价方法，对专业课程进行评判性评价，使评价的可操作性、科学性、真实性更强，将专业的培养能力目标与工程类大学生可持续发展能力、企业新的用人需求能力有效相结合。在此基础上，针对评价结果给出合理化的建议，形成一个闭环的专业课程评价持续改进体系。

展望未来，必须强调的是，可持续发展教育旨在确保所有工科类学生都能够获得促进其可持续发展所需的知识、技能与素养。以课程评估的方式推动工科类院校加强学生可持续能力培养更显意义重大。

参考文献

［1］ GONCAL QUELHAS O L， ALVES LIMA G B， LUDOLF V E， et al. Engineering education and the development of competencies for sustainability［J］.International journal of sustainability in higher education， 2019， 20（4）：614-629.