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摘要:在建设创新型国家的进程中,高等工程教育变革的核心是实现从传统的知识传授向能力培养为主的转变。因此,根据工程师能力培养的需求重构工程教育的课程体系具有重要意义,大学数学作为所有理工科专业的基础课程，在工程教育专业认证背景下“改不改”“如何改”就显得十分重要。本文结合河南工程学院实际，给出工程教育专业认证背景下大学数学课程教学改革的几点建议。
关键词:工程教育认证；大学数学；教学改革
1引言
1989年由来自美国等6个国家的民间工程专业团体发起和签署的《华盛顿协议》是国际工程师互认体系的六个协议中最具权威性、国际化程度较高、体系较为完整的“协议”，是加入其他相关协议的门槛和基础。2016年6月2日，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员。我国工程教育认证采用基于OBE（Outcome-basedE-ducation）的认证标准。在建设创新型国家的进程中，高等工程教育变革的核心是实现从传统的知识传授向能力培养为主的转变。国内院校若想抓住第三次产业革命时机，真正使自己的工科教育达到“双一流”水平，必然要与国际接轨，参照《华盛顿协议》规定的各项工程教育专业认证标准进行专业建设和教学工作。通过认证的院校，其工程教育认证的结果将得到协议其他成员认可，通过认证专业的毕业生在相关国家申请工程师执业资格时，将享有与该国毕业生同等的待遇。
2工程教育专业认证对大学数学类课程的要求及我校现状
2.1工程教育专业认证对大学数学类课程的要求
工程教育专业认证的核心理念是“以学生为中心”。《工程教育认证标准》（2015版）对学生的12条毕业要求，其中前两条“工程知识”“问题分析”都提到：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复杂工程问题，以获得有效结论[2]。由此可见，大学数学的教学质量对工程教育专业认证起着至关重要的作用。大学开设的课程能够支持毕业要求的达成，这就要求数学以及自然科学类课程学分不能低于总学分的15%。
2.2当前我校数学类课程教学现状
首先，数学课程的课时不够。河南工程学院是河南省示范性应用技术型本科院校，按照应用型本科院校建设标准要求，我校不断提高实践教学比例，专业课的教学和各项实训占比不断攀升,与此对应部分基础理论课时相应缩减，以高等数学为例，2015版本科人才培养方案中6个学分的要求，在2017版本科人才培养方案中被压缩为5个学分，在整体毕业要求不变的情况下，数学类课程课时相对不足。其次，教材应用性不强。我校数学类课程采用的教材均为国家级规划教材，教材逻辑性强、应用性欠缺，而工程教育认证恰恰强调的是教学应以解决问题为导向，以应用为目的，实际教学中偏重的却是传授知识，强调知识结构的严谨性，对应用数学知识解决实际问题的讲授甚少，甚至不讲，且对不同专业学生的特点不注重区别对待。再次，教学方法相对落后。传统教学更多地关注教师的教而忽视学生的学，信息交流的方式是一种由教师到学生的单向交流模式，过分重视知识的灌输，而忽视科学精神、科学方法的培养。截至目前，我校精品在线开放课程建设刚刚启动，“翻转课堂”这种新的教育模式还未在日常教学中真正普及。最后，学生学习效果不明显。正是由于大学数学教材的逻辑性强，知识本身缺乏趣味性，再加上没有一种有效的互动模式，割裂了教与学的联系，学生兴趣不足，时间一长，很多学生对学习数学产生畏惧心理，学习效果大打折扣。以高等数学为例，我校近三年来，理工科高等数学卷面不及格率普遍在13%左右，远高于大学英语、计算机类课程。
3我校大学数学课程教学改革的探索
3.1夯实数学基础，培养学生问题意识
对于工科学生，数学类课程中繁琐的证明和推导过程可以略去，但基本概念、基本理论、基本方法的教学必须加强[3]。数学的推理完全依靠基本概念，基本概念不清楚，很多内容根本就学不懂，也掌握不了基本方法，那就更谈不上正确的应用了。因此必须要求学生清楚透彻地理解基本概念，而不能似是而非、一知半解。另一方面，大学数学类的课程开设对象为大一、大二学生，他们还没有完全适应大学的学习生活，抽象思维的能力还比较薄弱，在学习过程中，忽视了对基本概念的深入理解，对一些概念的理解往往还停留在表面上，在课后复习时也往往忽视对基本概念的进一步理解，对于作业，也都是忙于应付，对不会做的题目也没有深入思考，要么参考一些解题资料，要么参照教材类似题目“照葫芦画瓢”。一旦遇到考试，学生都会反映数学难，根本原因就是学生对基本概念的理解不深不透。因此，在讲解工科数学类课程时，应注重基本知识、基本概念和基本方法的教学，夯实基础。同时，“以问题为导向”是工程教育认证的核心之一，在教学过程中要注重培养学生的问题意识，以解决实际问题为最终目的，带领学生主动去学，主动去寻找解决问题需要用到的方式、方法。以高等数学为例，微分这一节内容往往是学生公认的难点，学生对“微分”等概念的理解含混不清。那如何能解决这个问题呢？不妨先引入工程计算中的实际问题加以说明，通过例子，学生就会发现微分实际上就是函数值增量的线性组合部分，微分等于导数乘上自变量的改变量，十分简单。
3.2以数学建模和开放性实验为抓手，强化工程教育导向的学生创新能力培养
数学建模就是根据实际问题来建立数学模型，对数学模型来进行求解，然后根据结果去解决实际问题。这恰恰符合工程教育认证对学生掌握数学知识解决实际问题的要求。我校先后出台了《河南工程学院大学生科技创新奖励办法》《河南工程学院创新创业实践学分认定办法（试行）》等文件，鼓励学生参加各级各类学科竞赛，逐步形成了诸如“数学建模”等一批在校内或省内有影响、有示范作用的学科竞赛品牌，激发了学生主动创新的兴趣，促进了大学生科技创新工作的落实落地。近几年来，我校学生参加学科竞赛的数量、层次及参赛学生的获奖数量、质量不断提高，充分展示了科技创新教育的成效。2016年以来，我校在数学建模、“挑战杯”、“互联网+”创新创业大赛等具有代表性的全国大学生科技竞赛中获得省级以上奖励391项，其中国家级奖励35项。以2017年的全国大学生数学建模竞赛为例，我校来自11个院部53队159名学生参加了比赛，共获得国家一等奖3项、二等奖5项，省一等奖35项，获奖质量、比例和高层次奖项数量等指标综合排名位居河南省高校首位。另外，学校也出台了《河南工程学院开放实验室管理办法》，旨在积极鼓励进一步提高学生的实践动手能力、分析解决问题的能力，努力构建培养学生创新精神和实践能力的自主学习平台。2015年以来，已成功举办了四届开放实验室成果展，其中数学类开放实验项目立项28项，学生参与人数达400人次，学生参与数学实验发表科研论文3篇，省级创新创业项目1项。开放性数学实验，可以使学生对一些较为抽象的定理有了直观的几何解释，同时也搭建了数学知识运用与专业应用的桥梁。再反观前面列出的我校学生学习效果不明显、兴趣不高的问题，可以在讲授高等数学、线性代数以及概率论数理统计等课程时，在课时分配上适当增加些常见数学软件诸如MATLAB、SPSS的实训课程，主要涉及软件的基本操作和编程初步、复杂数学问题的MAT-LAB求解、散乱数据拟合等内容，甚至可以提前将本专业的个别经典例子提前以实训的形式向学生介绍，此举既能培养学生利用数学软件解决实际问题的能力，也能让大一、大二学生进一步加深对本专业的认识[4]。
3.3将思政元素融入数学课程，提升学生的综合数学素养
大学数学课程蕴含着丰富的思政元素，教师要发挥思想政治教育功能，在传道授业解惑中引人以大道、启人以大智[5]。例如结绳记事，这种用简单的方式来表示复杂事物的举动，也是基于人类在早期认识中就有的一种十分自然的观念对比，早期的数学思想，是与人类的生活实际紧密相连的，知道结绳记事虽然还不能说是懂得了抽象的数，但它为人类能进一步得到抽象的数提供了科学的思路，是往后对数进行研究的重要起点，我国在原始社会就已经形成了十进制，到了商代已经有了完整的十进制体系，以后就一直沿用。自然地，运算就应运而生，运算离不了加减乘除，除不尽而造成了分数的产生，减不了便产生负数，我国是世界上最早提出正负数加减法的国家，并且很快应用到解方程中。另外，几何学在我国上古时期就已经有了思想萌芽，考古发现，西安半坡出土的陶器有用1～8个圆点组成的等边三角形和分正方形为100个小正方形的图案，半坡遗址的房屋基址都是圆形和方形。为了画圆作方，确定平直，人们还创造了规、矩、准、绳等作图与测量工具。教师在教授数学课程内容时，要让学生认识到我们祖先的智慧，摒弃崇洋媚外的心理，对学生进行爱国主义思想教育，增强民族自豪感，引导学生在时代和社会发展中吸取营养，充分认识到自己的社会责任，传承祖先文化。诸如此类的例子还有很多，教师要积极思考和挖掘所承担课程中的育人功能和思政元素，避免生搬硬套，并通过言传身教、课程教学规范等途径向学生传递正确的价值导向。
4结语
本文简单介绍了工程教育专业认证背景下对大学数学课程的基本要求，并结合我校实际，给出了高校数学课程教学改革的三点建议。2019年，学校将适时启动部分专业的专业认证工作，希望通过这些专业的示范引领作用，再加上我校对课程体系的不断优化以及在人才培养体制改革创新方面的积极探索，一定能够切实提高专业建设和卓越工程人才培养的质量。然而，工程教育认证是一个系统的工程，需要家庭、社会和学校的通力协作。作为一个工科为主的应用型本科院校，大学数学课程教学质量的好坏直接影响着能否培养出高素质应用型创新人才和工程教育专业认证质量的高低，需要广大教育工作者不断地探索和实践。
参考文献
[1]马亲民,王晓春.工程教育专业认证体系的研究[J].教育教论坛,2018(16):251-253.
[2]王国强,郑中团,张居丽.基于工程教育专业认证的高等数学教学改革探索与实践[C].第三届教育与管理国际会议(ICEMS2018),2018:397-401.
[3]张军智.浅谈高等数学基础在工程基础教育上的重要性[J].数学学习与研究,2018(22):8.
[4]杨淑伶,金朝永,王振友,等.工程教育认证背景下大学数学微课的实践[J].教育观察,2018,7(17):74-76.
[5]刘淑芹.高等数学中的课程思政案例[J].教育论坛,2018,52:36-37.
作者:王辉 张珺 王生交 单位:河南工程学院教务处
