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摘要:在建設創新型國家的進程中,高等工程教育變革的核心是實現從傳統的知識傳授向能力培養為主的轉變。因此,根據工程師能力培養的需求重構工程教育的課程體系具有重要意義,大學數學作為所有理工科專業的基礎課程，在工程教育專業認證背景下“改不改”“如何改”就顯得十分重要。本文結合河南工程學院實際，給出工程教育專業認證背景下大學數學課程教學改革的幾點建議。
關鍵詞:工程教育認證；大學數學；教學改革
1引言
1989年由來自美國等6個國家的民間工程專業團體發起和簽署的《華盛頓協議》是國際工程師互認體系的六個協議中最具權威性、國際化程度較高、體系較為完整的“協議”，是加入其他相關協議的門檻和基礎。2016年6月2日，中國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員。我國工程教育認證采用基于OBE（Outcome-basedE-ducation）的認證標準。在建設創新型國家的進程中，高等工程教育變革的核心是實現從傳統的知識傳授向能力培養為主的轉變。國內院校若想抓住第三次產業革命時機，真正使自己的工科教育達到“雙一流”水平，必然要與國際接軌，參照《華盛頓協議》規定的各項工程教育專業認證標準進行專業建設和教學工作。通過認證的院校，其工程教育認證的結果將得到協議其他成員認可，通過認證專業的畢業生在相關國家申請工程師執業資格時，將享有與該國畢業生同等的待遇。
2工程教育專業認證對大學數學類課程的要求及我?，F狀
2.1工程教育專業認證對大學數學類課程的要求
工程教育專業認證的核心理念是“以學生為中心”?！豆こ探逃J證標準》（2015版）對學生的12條畢業要求，其中前兩條“工程知識”“問題分析”都提到：能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論[2]。由此可見，大學數學的教學質量對工程教育專業認證起著至關重要的作用。大學開設的課程能夠支持畢業要求的達成，這就要求數學以及自然科學類課程學分不能低于總學分的15%。
2.2當前我校數學類課程教學現狀
首先，數學課程的課時不夠。河南工程學院是河南省示范性應用技術型本科院校，按照應用型本科院校建設標準要求，我校不斷提高實踐教學比例，專業課的教學和各項實訓占比不斷攀升,與此對應部分基礎理論課時相應縮減，以高等數學為例，2015版本科人才培養方案中6個學分的要求，在2017版本科人才培養方案中被壓縮為5個學分，在整體畢業要求不變的情況下，數學類課程課時相對不足。其次，教材應用性不強。我校數學類課程采用的教材均為國家級規劃教材，教材邏輯性強、應用性欠缺，而工程教育認證恰恰強調的是教學應以解決問題為導向，以應用為目的，實際教學中偏重的卻是傳授知識，強調知識結構的嚴謹性，對應用數學知識解決實際問題的講授甚少，甚至不講，且對不同專業學生的特點不注重區別對待。再次，教學方法相對落后。傳統教學更多地關注教師的教而忽視學生的學，信息交流的方式是一種由教師到學生的單向交流模式，過分重視知識的灌輸，而忽視科學精神、科學方法的培養。截至目前，我校精品在線開放課程建設剛剛啟動，“翻轉課堂”這種新的教育模式還未在日常教學中真正普及。最后，學生學習效果不明顯。正是由于大學數學教材的邏輯性強，知識本身缺乏趣味性，再加上沒有一種有效的互動模式，割裂了教與學的聯系，學生興趣不足，時間一長，很多學生對學習數學產生畏懼心理，學習效果大打折扣。以高等數學為例，我校近三年來，理工科高等數學卷面不及格率普遍在13%左右，遠高于大學英語、計算機類課程。
3我校大學數學課程教學改革的探索
3.1夯實數學基礎，培養學生問題意識
對于工科學生，數學類課程中繁瑣的證明和推導過程可以略去，但基本概念、基本理論、基本方法的教學必須加強[3]。數學的推理完全依靠基本概念，基本概念不清楚，很多內容根本就學不懂，也掌握不了基本方法，那就更談不上正確的應用了。因此必須要求學生清楚透徹地理解基本概念，而不能似是而非、一知半解。另一方面，大學數學類的課程開設對象為大一、大二學生，他們還沒有完全適應大學的學習生活，抽象思維的能力還比較薄弱，在學習過程中，忽視了對基本概念的深入理解，對一些概念的理解往往還停留在表面上，在課后復習時也往往忽視對基本概念的進一步理解，對于作業，也都是忙于應付，對不會做的題目也沒有深入思考，要么參考一些解題資料，要么參照教材類似題目“照葫蘆畫瓢”。一旦遇到考試，學生都會反映數學難，根本原因就是學生對基本概念的理解不深不透。因此，在講解工科數學類課程時，應注重基本知識、基本概念和基本方法的教學，夯實基礎。同時，“以問題為導向”是工程教育認證的核心之一，在教學過程中要注重培養學生的問題意識，以解決實際問題為最終目的，帶領學生主動去學，主動去尋找解決問題需要用到的方式、方法。以高等數學為例，微分這一節內容往往是學生公認的難點，學生對“微分”等概念的理解含混不清。那如何能解決這個問題呢？不妨先引入工程計算中的實際問題加以說明，通過例子，學生就會發現微分實際上就是函數值增量的線性組合部分，微分等于導數乘上自變量的改變量，十分簡單。
3.2以數學建模和開放性實驗為抓手，強化工程教育導向的學生創新能力培養
數學建模就是根據實際問題來建立數學模型，對數學模型來進行求解，然后根據結果去解決實際問題。這恰恰符合工程教育認證對學生掌握數學知識解決實際問題的要求。我校先后出臺了《河南工程學院大學生科技創新獎勵辦法》《河南工程學院創新創業實踐學分認定辦法（試行）》等文件，鼓勵學生參加各級各類學科競賽，逐步形成了諸如“數學建模”等一批在校內或省內有影響、有示范作用的學科競賽品牌，激發了學生主動創新的興趣，促進了大學生科技創新工作的落實落地。近幾年來，我校學生參加學科競賽的數量、層次及參賽學生的獲獎數量、質量不斷提高，充分展示了科技創新教育的成效。2016年以來，我校在數學建模、“挑戰杯”、“互聯網+”創新創業大賽等具有代表性的全國大學生科技競賽中獲得省級以上獎勵391項，其中國家級獎勵35項。以2017年的全國大學生數學建模競賽為例，我校來自11個院部53隊159名學生參加了比賽，共獲得國家一等獎3項、二等獎5項，省一等獎35項，獲獎質量、比例和高層次獎項數量等指標綜合排名位居河南省高校首位。另外，學校也出臺了《河南工程學院開放實驗室管理辦法》，旨在積極鼓勵進一步提高學生的實踐動手能力、分析解決問題的能力，努力構建培養學生創新精神和實踐能力的自主學習平臺。2015年以來，已成功舉辦了四屆開放實驗室成果展，其中數學類開放實驗項目立項28項，學生參與人數達400人次，學生參與數學實驗發表科研論文3篇，省級創新創業項目1項。開放性數學實驗，可以使學生對一些較為抽象的定理有了直觀的幾何解釋，同時也搭建了數學知識運用與專業應用的橋梁。再反觀前面列出的我校學生學習效果不明顯、興趣不高的問題，可以在講授高等數學、線性代數以及概率論數理統計等課程時，在課時分配上適當增加些常見數學軟件諸如MATLAB、SPSS的實訓課程，主要涉及軟件的基本操作和編程初步、復雜數學問題的MAT-LAB求解、散亂數據擬合等內容，甚至可以提前將本專業的個別經典例子提前以實訓的形式向學生介紹，此舉既能培養學生利用數學軟件解決實際問題的能力，也能讓大一、大二學生進一步加深對本專業的認識[4]。
3.3將思政元素融入數學課程，提升學生的綜合數學素養
大學數學課程蘊含著豐富的思政元素，教師要發揮思想政治教育功能，在傳道授業解惑中引人以大道、啟人以大智[5]。例如結繩記事，這種用簡單的方式來表示復雜事物的舉動，也是基于人類在早期認識中就有的一種十分自然的觀念對比，早期的數學思想，是與人類的生活實際緊密相連的，知道結繩記事雖然還不能說是懂得了抽象的數，但它為人類能進一步得到抽象的數提供了科學的思路，是往后對數進行研究的重要起點，我國在原始社會就已經形成了十進制，到了商代已經有了完整的十進制體系，以后就一直沿用。自然地，運算就應運而生，運算離不了加減乘除，除不盡而造成了分數的產生，減不了便產生負數，我國是世界上最早提出正負數加減法的國家，并且很快應用到解方程中。另外，幾何學在我國上古時期就已經有了思想萌芽，考古發現，西安半坡出土的陶器有用1～8個圓點組成的等邊三角形和分正方形為100個小正方形的圖案，半坡遺址的房屋基址都是圓形和方形。為了畫圓作方，確定平直，人們還創造了規、矩、準、繩等作圖與測量工具。教師在教授數學課程內容時，要讓學生認識到我們祖先的智慧，摒棄崇洋媚外的心理，對學生進行愛國主義思想教育，增強民族自豪感，引導學生在時代和社會發展中吸取營養，充分認識到自己的社會責任，傳承祖先文化。諸如此類的例子還有很多，教師要積極思考和挖掘所承擔課程中的育人功能和思政元素，避免生搬硬套，并通過言傳身教、課程教學規范等途徑向學生傳遞正確的價值導向。
4結語
本文簡單介紹了工程教育專業認證背景下對大學數學課程的基本要求，并結合我校實際，給出了高校數學課程教學改革的三點建議。2019年，學校將適時啟動部分專業的專業認證工作，希望通過這些專業的示范引領作用，再加上我校對課程體系的不斷優化以及在人才培養體制改革創新方面的積極探索，一定能夠切實提高專業建設和卓越工程人才培養的質量。然而，工程教育認證是一個系統的工程，需要家庭、社會和學校的通力協作。作為一個工科為主的應用型本科院校，大學數學課程教學質量的好壞直接影響著能否培養出高素質應用型創新人才和工程教育專業認證質量的高低，需要廣大教育工作者不斷地探索和實踐。
參考文獻
[1]馬親民,王曉春.工程教育專業認證體系的研究[J].教育教論壇,2018(16):251-253.
[2]王國強,鄭中團,張居麗.基于工程教育專業認證的高等數學教學改革探索與實踐[C].第三屆教育與管理國際會議(ICEMS2018),2018:397-401.
[3]張軍智.淺談高等數學基礎在工程基礎教育上的重要性[J].數學學習與研究,2018(22):8.
[4]楊淑伶,金朝永,王振友,等.工程教育認證背景下大學數學微課的實踐[J].教育觀察,2018,7(17):74-76.
[5]劉淑芹.高等數學中的課程思政案例[J].教育論壇,2018,52:36-37.
作者:王輝 張珺 王生交 單位:河南工程學院教務處
