基于矩陣CDIO模式的大學生創新創業教育改革與實踐研究

施明毅，林漉，童海玥，溫川飆

（成都中醫藥大學，四川成都 611137）

創新引領發展[1-3]，創新創業型人才培養對國家經濟轉型發展具有重要作用[4-7]。2017 年1 月，國務院印發《國家教育事業發展“十三五”規劃》，明確指出“學生創新創業能力的培養有待加強”[8-11]。中醫藥是中華民族的瑰寶，其未來的發展需要結合現代科學技術。創新創業教育是高等教育人才培養改革的重要突破口，醫藥類高校應開展大學生創新創業教育改革與實踐，培養“互聯網+中醫藥”創新創業復合型人才。

CDIO 工程教育模式為國際工程教育改革的新成果之一，包括構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）[12-14]四個教育及實踐訓練環節，與創新創業的市場導向相契合。成都中醫藥大學2013 年開始采用CDIO 工程人才培養模式，主要面向醫學信息工程專業（每年招生120人），以“互聯網+中醫藥”項目為載體，培養學生的實踐能力和創新創業能力，要求學生掌握“互聯網+中醫藥”的軟硬件開發、數據分析、產品管理等工程技能，培養滿足智能時代中醫藥事業發展需求的大健康產業復合型人才。

優質的項目能培養優秀的人才。然而，目前人才培養過程中存在CDIO 優質項目不足、兼顧學生個性化發展困難，以及選題多樣、交叉學科涵蓋面廣、教師精力消耗大、教學成本高等問題，教學團隊通過矩陣布局CDIO 實踐課程體系、選育優質CDIO 項目、立足新工科提升基地教學水平、全員覆蓋服務基層中醫藥、積極參與創新創業大賽等措施進行改革與實踐，取得了較好的教學效果。

1 矩陣布局創新創業實踐課程體系，培育優質項目，提升學生綜合能力

課程圍繞“互聯網+中醫藥”復合型人才培養這一目標，結合時代發展要求與學科特色，將學生工程能力培養和思政教育相融合，經過7 年的探索與改革，創建了“4×4 全棧矩陣” CDIO 人才培養模式（如圖1 所示）及大學生創新創業實踐課程體系[15]，將CDIO 實踐貫穿學生學習全過程，全方位提升學生的綜合能力。

圖1 “互聯網+中醫藥” CDIO 實踐課程項目矩陣

1.1 打破學科界限，橫向布局4 類CDIO 項目

CDIO 項目橫向分為基礎能力、社會實踐、科研項目、創新創業四種實踐項目。（1）基礎能力CDIO：學生全員參與，以宿舍為單位組建團隊，打破學科界限，對接不同專業課程，同時制定學生能力培養任務和測評方案，鼓勵學生將專業知識應用到實踐中。（2）社會實踐CDIO：學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，促使學生增強社會責任感和使命感。（3）科研創新CDIO：學生跨年級組建CDIO 團隊，參與教師各級別科研課題研究，培養創新能力。（4）創業競賽CDIO：學生參與“互聯網+”大學生創新創業大賽等各級各類創新創業競賽，提升高階應用能力。

1.2 大一到大四縱向4 個層次，使用不同的能力測評標準

大一學生重點完成基礎能力的培養和社會實踐項目，培養團隊合作精神及設計和應用軟件的基礎能力；大二學生主要參加教師科研綜合項目，接觸前沿科技知識，培養創新能力；大三學生牽頭組建競賽團隊，參加創新創業大賽，獲得CDIO 綜合能力；大四學生開展畢業設計，積累實踐經驗，反映教學質量。

1.3 構筑創新創業實踐體系，促進項目數量、質量雙增長

CDIO 項目引領工程實踐，各年級以日常參賽隊伍為核心，吸引優秀人才、杰出教師，組建教師指導團隊，并組建院級學生創新創業團隊，全面培養，重點孵化種子隊伍，提倡跨學院、跨學科公開選拔和組建精英團隊，圍繞“互聯網+”“挑戰杯”等重點賽事，進行有計劃的、分層次的、有針對性的集中學習與實訓，初步構建創新創業理論及實踐體系[15]。

1.4 新工科產教融合，建成線上線下優質教學資源

學校依托國際中醫藥數字化工程技術研究中心，建成面積約1 200m2的CDIO 實踐基地，3 個教育部產教融合新工科項目、6 個學生創業孵化公司入駐基地；構建課程學習平臺及“掌上金課”微信公眾號，其包含視頻、課件、能力測評庫、教師科研項目及學生CDIO 項目等多種資源。

2 研發“掌上金課”教學應用軟件，“5+4”互動保障教學質量

通過自主研發的“掌上金課”軟件，對標教育部“金課”的“兩性一度”標準，教師把握關鍵的5 步：“任務驅動、互動激活、能力塑造、正向鼓勵、數據反饋”，激活學生的4 種狀態：學生通過使用“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，激發團隊的活力；通過項目競賽，提升學生的競爭力；通過數據反饋，提升學生的學習積極性。在此基礎上，教師用大數據的學業畫像來掌握學生學習動態，形成“5+4”的互動教學模式。教師借“5+4”互動流程，以學生為主體，提高學生的參與度。教師精準把握5 個關鍵環節，通過“掌上金課”軟件，助力學生體驗4 個方面的高階學習，不但能促進學生成長，還能進一步促進學生團隊協作能力的提高，繼而培養學生解決復雜問題的綜合能力[15]。

3 利用“師生畫像”對教學過程進行數字化評估，建成學生能力分級測評體系

學校自主研發“師生畫像”系統，進行教學過程數據評價，及時反饋教學效果。學校按照“互聯網+中醫藥”6 個能力評估模塊，制定不同年級學生的分級測評標準，并通過作品完成情況、參加創新創業比賽、個人能力等級測評等方式對學生進行考核。

3.1 利用“教師畫像”，了解教師動態

“教師畫像”子系統包括教師總覽、教師詳情、教學管理、分類排名及動態分析等功能模塊。教師總覽呈現教師整體狀態，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據，并核實和修正個體數據；教學管理分類篩選數據，分析教學質量，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，能夠及時鼓勵和提醒教師；動態分析讓過程質量變化可視化，并深度分析教學質量。

3.2 學生分級能力測評體系，兼顧團隊和個人成長

按照“互聯網+中醫藥”系統構架、數據處理、編程技能、工業設計、硬件維護、團隊建設6 大能力評估模塊，學校制定了不同年級學生的分級能力測評標準，形成了“343”學生能力評價考核模式，即大數據平臺過程學習成績（占30%）、團隊作品（占40%）、個人能力等級測評（占30%），既有教師評價、學生互評，也有教學平臺大數據支撐，實現全方位、立體化評價。

4 基于矩陣CDIO模式的大學生創新創業教育改革成效

4.1 學生覆蓋面逐年增大，教學成本持續下降，服務社會效果明顯

4.1.1 參與項目學生逐年增加

學校在2015 年實施改革之后，參加學習的學生人次明顯增加，已累計實施CDIO 項目329 個，參與學生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 指導教師人數回落

改革前，由于指導工作量增幅較大，指導教師人數由2013 年的15 人迅速增至2015 年的120 余人；改革后，指導教師人數逐年減少，2019 年減少至50 余人，并趨于穩定，教師指導工作量回落，教學成本明顯降低。

4.1.3 實踐融合思政教育，服務基層中醫藥醫療部門

學校連續7 年開展“尋找身邊的中醫”特色實踐項目，先后組織團隊140 余個，超1 500 人次，服務4 000多名基層醫生或患者。學校連續5 年開展“互聯網+中藥溯源”扶貧及鄉村振興項目，組織學生團隊350 余人，利用中藥溯源和遠程會診服務22 個貧困州縣、20個基地、19 個品種中藥道地藥材，將打贏脫貧攻堅戰和推動鄉村振興發展緊密結合，助力學校“雙一流”建設與地方經濟社會發展同向同行。

4.2 獲獎數量逐年增加，級別逐年提高，學生創新創業能力不斷提高

4.2.1 獲獎數量逐年增加，級別不斷提升

獲獎數量從2015 年的11 項提高到2021 年的58項，累計獲獎240 余項，獲獎人數570 余人次。獲獎級別逐年提高，2015 年在首屆全國中醫藥院校程序設計競賽獲一等獎，2019 年參加“互聯網+”大賽獲省賽金獎，2021 年本專業學生負責的項目獲“互聯網+”大賽省賽金獎。

4.2.2 學生創新創業能力和畢業設計水平明顯提升

近5 年，學生通過CDIO 項目參加創新創業訓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；學生以第一作者發表專業論文30 余篇，參與論文寫作30 余篇；產學研結合孵化專業學生創新創業項目50 余個，創建實體公司7 個；學生CDIO項目在畢業設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模式，學校將進一步融合“互聯網+中醫藥”技術創新，依據新工科建設要求，優化創新創業人才培養方案，完善矩陣課程體系，以及“5+4”教學互動軟件、大數據“師生畫像”和能力測評系統，在3～5 年內完善“互聯網+中醫藥”新工科CDIO 課程體系。

在“雙一流”政策的支持下，學校積極推進企校交流與合作，加強與華為、奇安信等知名企業的合作，完善社會實踐基地現代化建設，加強科研團隊管理，階段性進行項目培育優化，在“互聯網+”等重要創新創業比賽中加強對師生團隊的培養，提高學生的實踐能力，從CDIO 項目優化、制度建設、硬件條件、教師能力等方面營造優質的實踐環境，持續優化、改進和推廣課程教學，為培養理論功底扎實、應用實踐能力強、思維活躍、創新創業能力高的“互聯網+中醫藥”交叉學科復合型人才奠定堅實的基礎。