基于矩陣CDIO模式的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革與實踐研究

施明毅，林漉，童海玥，溫川飆

（成都中醫(yī)藥大學(xué)，四川成都 611137）

創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展[1-3]，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)對國家經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要作用[4-7]。2017 年1 月，國務(wù)院印發(fā)《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，明確指出“學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)有待加強”[8-11]。中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶，其未來的發(fā)展需要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是高等教育人才培養(yǎng)改革的重要突破口，醫(yī)藥類高校應(yīng)開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革與實踐，培養(yǎng)“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)復(fù)合型人才。

CDIO 工程教育模式為國際工程教育改革的新成果之一，包括構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）[12-14]四個教育及實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的市場導(dǎo)向相契合。成都中醫(yī)藥大學(xué)2013 年開始采用CDIO 工程人才培養(yǎng)模式，主要面向醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)（每年招生120人），以“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”項目為載體，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，要求學(xué)生掌握“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”的軟硬件開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)品管理等工程技能，培養(yǎng)滿足智能時代中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展需求的大健康產(chǎn)業(yè)復(fù)合型人才。

優(yōu)質(zhì)的項目能培養(yǎng)優(yōu)秀的人才。然而，目前人才培養(yǎng)過程中存在CDIO 優(yōu)質(zhì)項目不足、兼顧學(xué)生個性化發(fā)展困難，以及選題多樣、交叉學(xué)科涵蓋面廣、教師精力消耗大、教學(xué)成本高等問題，教學(xué)團隊通過矩陣布局CDIO 實踐課程體系、選育優(yōu)質(zhì)CDIO 項目、立足新工科提升基地教學(xué)水平、全員覆蓋服務(wù)基層中醫(yī)藥、積極參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等措施進行改革與實踐，取得了較好的教學(xué)效果。

1 矩陣布局創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程體系，培育優(yōu)質(zhì)項目，提升學(xué)生綜合能力

課程圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”復(fù)合型人才培養(yǎng)這一目標(biāo)，結(jié)合時代發(fā)展要求與學(xué)科特色，將學(xué)生工程能力培養(yǎng)和思政教育相融合，經(jīng)過7 年的探索與改革，創(chuàng)建了“4×4 全棧矩陣” CDIO 人才培養(yǎng)模式（如圖1 所示）及大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐課程體系[15]，將CDIO 實踐貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)全過程，全方位提升學(xué)生的綜合能力。

圖1 “互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥” CDIO 實踐課程項目矩陣

1.1 打破學(xué)科界限，橫向布局4 類CDIO 項目

CDIO 項目橫向分為基礎(chǔ)能力、社會實踐、科研項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)四種實踐項目。（1）基礎(chǔ)能力CDIO：學(xué)生全員參與，以宿舍為單位組建團隊，打破學(xué)科界限，對接不同專業(yè)課程，同時制定學(xué)生能力培養(yǎng)任務(wù)和測評方案，鼓勵學(xué)生將專業(yè)知識應(yīng)用到實踐中。（2）社會實踐CDIO：學(xué)生全員參與假期實踐項目，依托暑期社會實踐等活動，將思政教育融入課程，促使學(xué)生增強社會責(zé)任感和使命感。（3）科研創(chuàng)新CDIO：學(xué)生跨年級組建CDIO 團隊，參與教師各級別科研課題研究，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。（4）創(chuàng)業(yè)競賽CDIO：學(xué)生參與“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，提升高階應(yīng)用能力。

1.2 大一到大四縱向4 個層次，使用不同的能力測評標(biāo)準(zhǔn)

大一學(xué)生重點完成基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)和社會實踐項目，培養(yǎng)團隊合作精神及設(shè)計和應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)能力；大二學(xué)生主要參加教師科研綜合項目，接觸前沿科技知識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力；大三學(xué)生牽頭組建競賽團隊，參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，獲得CDIO 綜合能力；大四學(xué)生開展畢業(yè)設(shè)計，積累實踐經(jīng)驗，反映教學(xué)質(zhì)量。

1.3 構(gòu)筑創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐體系，促進項目數(shù)量、質(zhì)量雙增長

CDIO 項目引領(lǐng)工程實踐，各年級以日常參賽隊伍為核心，吸引優(yōu)秀人才、杰出教師，組建教師指導(dǎo)團隊，并組建院級學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，全面培養(yǎng)，重點孵化種子隊伍，提倡跨學(xué)院、跨學(xué)科公開選拔和組建精英團隊，圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等重點賽事，進行有計劃的、分層次的、有針對性的集中學(xué)習(xí)與實訓(xùn)，初步構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論及實踐體系[15]。

1.4 新工科產(chǎn)教融合，建成線上線下優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源

學(xué)校依托國際中醫(yī)藥數(shù)字化工程技術(shù)研究中心，建成面積約1 200m2的CDIO 實踐基地，3 個教育部產(chǎn)教融合新工科項目、6 個學(xué)生創(chuàng)業(yè)孵化公司入駐基地；構(gòu)建課程學(xué)習(xí)平臺及“掌上金課”微信公眾號，其包含視頻、課件、能力測評庫、教師科研項目及學(xué)生CDIO 項目等多種資源。

2 研發(fā)“掌上金課”教學(xué)應(yīng)用軟件，“5+4”互動保障教學(xué)質(zhì)量

通過自主研發(fā)的“掌上金課”軟件，對標(biāo)教育部“金課”的“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，教師把握關(guān)鍵的5 步：“任務(wù)驅(qū)動、互動激活、能力塑造、正向鼓勵、數(shù)據(jù)反饋”，激活學(xué)生的4 種狀態(tài)：學(xué)生通過使用“掌上金課”軟件自主建立知識體系；通過線上線下的互動交流，激發(fā)團隊的活力；通過項目競賽，提升學(xué)生的競爭力；通過數(shù)據(jù)反饋，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在此基礎(chǔ)上，教師用大數(shù)據(jù)的學(xué)業(yè)畫像來掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)，形成“5+4”的互動教學(xué)模式。教師借“5+4”互動流程，以學(xué)生為主體，提高學(xué)生的參與度。教師精準(zhǔn)把握5 個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過“掌上金課”軟件，助力學(xué)生體驗4 個方面的高階學(xué)習(xí)，不但能促進學(xué)生成長，還能進一步促進學(xué)生團隊協(xié)作能力的提高，繼而培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力[15]。

3 利用“師生畫像”對教學(xué)過程進行數(shù)字化評估，建成學(xué)生能力分級測評體系

學(xué)校自主研發(fā)“師生畫像”系統(tǒng)，進行教學(xué)過程數(shù)據(jù)評價，及時反饋教學(xué)效果。學(xué)校按照“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”6 個能力評估模塊，制定不同年級學(xué)生的分級測評標(biāo)準(zhǔn)，并通過作品完成情況、參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽、個人能力等級測評等方式對學(xué)生進行考核。

3.1 利用“教師畫像”，了解教師動態(tài)

“教師畫像”子系統(tǒng)包括教師總覽、教師詳情、教學(xué)管理、分類排名及動態(tài)分析等功能模塊。教師總覽呈現(xiàn)教師整體狀態(tài)，分析趨勢，為管理決策提供支持；教師詳情記錄個體教師的詳細數(shù)據(jù)，并核實和修正個體數(shù)據(jù)；教學(xué)管理分類篩選數(shù)據(jù)，分析教學(xué)質(zhì)量，支撐各種報表的生成；分類排名使工作量及星級排名清晰呈現(xiàn)，能夠及時鼓勵和提醒教師；動態(tài)分析讓過程質(zhì)量變化可視化，并深度分析教學(xué)質(zhì)量。

3.2 學(xué)生分級能力測評體系，兼顧團隊和個人成長

按照“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”系統(tǒng)構(gòu)架、數(shù)據(jù)處理、編程技能、工業(yè)設(shè)計、硬件維護、團隊建設(shè)6 大能力評估模塊，學(xué)校制定了不同年級學(xué)生的分級能力測評標(biāo)準(zhǔn)，形成了“343”學(xué)生能力評價考核模式，即大數(shù)據(jù)平臺過程學(xué)習(xí)成績（占30%）、團隊作品（占40%）、個人能力等級測評（占30%），既有教師評價、學(xué)生互評，也有教學(xué)平臺大數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)全方位、立體化評價。

4 基于矩陣CDIO模式的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革成效

4.1 學(xué)生覆蓋面逐年增大，教學(xué)成本持續(xù)下降，服務(wù)社會效果明顯

4.1.1 參與項目學(xué)生逐年增加

學(xué)校在2015 年實施改革之后，參加學(xué)習(xí)的學(xué)生人次明顯增加，已累計實施CDIO 項目329 個，參與學(xué)生4 794 人次，課程CDIO 項目全員全年級全覆蓋，教育改革受益面逐年擴大。

4.1.2 指導(dǎo)教師人數(shù)回落

改革前，由于指導(dǎo)工作量增幅較大，指導(dǎo)教師人數(shù)由2013 年的15 人迅速增至2015 年的120 余人；改革后，指導(dǎo)教師人數(shù)逐年減少，2019 年減少至50 余人，并趨于穩(wěn)定，教師指導(dǎo)工作量回落，教學(xué)成本明顯降低。

4.1.3 實踐融合思政教育，服務(wù)基層中醫(yī)藥醫(yī)療部門

學(xué)校連續(xù)7 年開展“尋找身邊的中醫(yī)”特色實踐項目，先后組織團隊140 余個，超1 500 人次，服務(wù)4 000多名基層醫(yī)生或患者。學(xué)校連續(xù)5 年開展“互聯(lián)網(wǎng)+中藥溯源”扶貧及鄉(xiāng)村振興項目，組織學(xué)生團隊350 余人，利用中藥溯源和遠程會診服務(wù)22 個貧困州縣、20個基地、19 個品種中藥道地藥材，將打贏脫貧攻堅戰(zhàn)和推動鄉(xiāng)村振興發(fā)展緊密結(jié)合，助力學(xué)校“雙一流”建設(shè)與地方經(jīng)濟社會發(fā)展同向同行。

4.2 獲獎數(shù)量逐年增加，級別逐年提高，學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力不斷提高

4.2.1 獲獎數(shù)量逐年增加，級別不斷提升

獲獎數(shù)量從2015 年的11 項提高到2021 年的58項，累計獲獎240 余項，獲獎人數(shù)570 余人次。獲獎級別逐年提高，2015 年在首屆全國中醫(yī)藥院校程序設(shè)計競賽獲一等獎，2019 年參加“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽獲省賽金獎，2021 年本專業(yè)學(xué)生負責(zé)的項目獲“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽省賽金獎。

4.2.2 學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和畢業(yè)設(shè)計水平明顯提升

近5 年，學(xué)生通過CDIO 項目參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃獲批國家級立項32 項、省級立項26 項，參與人員共282 人次；學(xué)生以第一作者發(fā)表專業(yè)論文30 余篇，參與論文寫作30 余篇；產(chǎn)學(xué)研結(jié)合孵化專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目50 余個，創(chuàng)建實體公司7 個；學(xué)生CDIO項目在畢業(yè)設(shè)計作品中的比例以每年15.2%的增速逐年增加。

5 展望

未來人工智能將更加深刻地改變教學(xué)模式，學(xué)校將進一步融合“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”技術(shù)創(chuàng)新，依據(jù)新工科建設(shè)要求，優(yōu)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)方案，完善矩陣課程體系，以及“5+4”教學(xué)互動軟件、大數(shù)據(jù)“師生畫像”和能力測評系統(tǒng)，在3～5 年內(nèi)完善“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”新工科CDIO 課程體系。

在“雙一流”政策的支持下，學(xué)校積極推進企校交流與合作，加強與華為、奇安信等知名企業(yè)的合作，完善社會實踐基地現(xiàn)代化建設(shè)，加強科研團隊管理，階段性進行項目培育優(yōu)化，在“互聯(lián)網(wǎng)+”等重要創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中加強對師生團隊的培養(yǎng)，提高學(xué)生的實踐能力，從CDIO 項目優(yōu)化、制度建設(shè)、硬件條件、教師能力等方面營造優(yōu)質(zhì)的實踐環(huán)境，持續(xù)優(yōu)化、改進和推廣課程教學(xué)，為培養(yǎng)理論功底扎實、應(yīng)用實踐能力強、思維活躍、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力高的“互聯(lián)網(wǎng)+中醫(yī)藥”交叉學(xué)科復(fù)合型人才奠定堅實的基礎(chǔ)。