基于矩阵CDIO模式的大学生创新创业教育改革与实践研究

施明毅，林漉，童海玥，温川飙

（成都中医药大学，四川成都 611137）

创新引领发展[1-3]，创新创业型人才培养对国家经济转型发展具有重要作用[4-7]。2017 年1 月，国务院印发《国家教育事业发展“十三五”规划》，明确指出“学生创新创业能力的培养有待加强”[8-11]。中医药是中华民族的瑰宝，其未来的发展需要结合现代科学技术。创新创业教育是高等教育人才培养改革的重要突破口，医药类高校应开展大学生创新创业教育改革与实践，培养“互联网+中医药”创新创业复合型人才。

CDIO 工程教育模式为国际工程教育改革的新成果之一，包括构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）[12-14]四个教育及实践训练环节，与创新创业的市场导向相契合。成都中医药大学2013 年开始采用CDIO 工程人才培养模式，主要面向医学信息工程专业（每年招生120人），以“互联网+中医药”项目为载体，培养学生的实践能力和创新创业能力，要求学生掌握“互联网+中医药”的软硬件开发、数据分析、产品管理等工程技能，培养满足智能时代中医药事业发展需求的大健康产业复合型人才。

优质的项目能培养优秀的人才。然而，目前人才培养过程中存在CDIO 优质项目不足、兼顾学生个性化发展困难，以及选题多样、交叉学科涵盖面广、教师精力消耗大、教学成本高等问题，教学团队通过矩阵布局CDIO 实践课程体系、选育优质CDIO 项目、立足新工科提升基地教学水平、全员覆盖服务基层中医药、积极参与创新创业大赛等措施进行改革与实践，取得了较好的教学效果。

1 矩阵布局创新创业实践课程体系，培育优质项目，提升学生综合能力

课程围绕“互联网+中医药”复合型人才培养这一目标，结合时代发展要求与学科特色，将学生工程能力培养和思政教育相融合，经过7 年的探索与改革，创建了“4×4 全栈矩阵” CDIO 人才培养模式（如图1 所示）及大学生创新创业实践课程体系[15]，将CDIO 实践贯穿学生学习全过程，全方位提升学生的综合能力。

图1 “互联网+中医药” CDIO 实践课程项目矩阵

1.1 打破学科界限，横向布局4 类CDIO 项目

CDIO 项目横向分为基础能力、社会实践、科研项目、创新创业四种实践项目。（1）基础能力CDIO：学生全员参与，以宿舍为单位组建团队，打破学科界限，对接不同专业课程，同时制定学生能力培养任务和测评方案，鼓励学生将专业知识应用到实践中。（2）社会实践CDIO：学生全员参与假期实践项目，依托暑期社会实践等活动，将思政教育融入课程，促使学生增强社会责任感和使命感。（3）科研创新CDIO：学生跨年级组建CDIO 团队，参与教师各级别科研课题研究，培养创新能力。（4）创业竞赛CDIO：学生参与“互联网+”大学生创新创业大赛等各级各类创新创业竞赛，提升高阶应用能力。

1.2 大一到大四纵向4 个层次，使用不同的能力测评标准

大一学生重点完成基础能力的培养和社会实践项目，培养团队合作精神及设计和应用软件的基础能力；大二学生主要参加教师科研综合项目，接触前沿科技知识，培养创新能力；大三学生牵头组建竞赛团队，参加创新创业大赛，获得CDIO 综合能力；大四学生开展毕业设计，积累实践经验，反映教学质量。

1.3 构筑创新创业实践体系，促进项目数量、质量双增长

CDIO 项目引领工程实践，各年级以日常参赛队伍为核心，吸引优秀人才、杰出教师，组建教师指导团队，并组建院级学生创新创业团队，全面培养，重点孵化种子队伍，提倡跨学院、跨学科公开选拔和组建精英团队，围绕“互联网+”“挑战杯”等重点赛事，进行有计划的、分层次的、有针对性的集中学习与实训，初步构建创新创业理论及实践体系[15]。

1.4 新工科产教融合，建成线上线下优质教学资源

学校依托国际中医药数字化工程技术研究中心，建成面积约1 200m2的CDIO 实践基地，3 个教育部产教融合新工科项目、6 个学生创业孵化公司入驻基地；构建课程学习平台及“掌上金课”微信公众号，其包含视频、课件、能力测评库、教师科研项目及学生CDIO 项目等多种资源。

2 研发“掌上金课”教学应用软件，“5+4”互动保障教学质量

通过自主研发的“掌上金课”软件，对标教育部“金课”的“两性一度”标准，教师把握关键的5 步：“任务驱动、互动激活、能力塑造、正向鼓励、数据反馈”，激活学生的4 种状态：学生通过使用“掌上金课”软件自主建立知识体系；通过线上线下的互动交流，激发团队的活力；通过项目竞赛，提升学生的竞争力；通过数据反馈，提升学生的学习积极性。在此基础上，教师用大数据的学业画像来掌握学生学习动态，形成“5+4”的互动教学模式。教师借“5+4”互动流程，以学生为主体，提高学生的参与度。教师精准把握5 个关键环节，通过“掌上金课”软件，助力学生体验4 个方面的高阶学习，不但能促进学生成长，还能进一步促进学生团队协作能力的提高，继而培养学生解决复杂问题的综合能力[15]。

3 利用“师生画像”对教学过程进行数字化评估，建成学生能力分级测评体系

学校自主研发“师生画像”系统，进行教学过程数据评价，及时反馈教学效果。学校按照“互联网+中医药”6 个能力评估模块，制定不同年级学生的分级测评标准，并通过作品完成情况、参加创新创业比赛、个人能力等级测评等方式对学生进行考核。

3.1 利用“教师画像”，了解教师动态

“教师画像”子系统包括教师总览、教师详情、教学管理、分类排名及动态分析等功能模块。教师总览呈现教师整体状态，分析趋势，为管理决策提供支持；教师详情记录个体教师的详细数据，并核实和修正个体数据；教学管理分类筛选数据，分析教学质量，支撑各种报表的生成；分类排名使工作量及星级排名清晰呈现，能够及时鼓励和提醒教师；动态分析让过程质量变化可视化，并深度分析教学质量。

3.2 学生分级能力测评体系，兼顾团队和个人成长

按照“互联网+中医药”系统构架、数据处理、编程技能、工业设计、硬件维护、团队建设6 大能力评估模块，学校制定了不同年级学生的分级能力测评标准，形成了“343”学生能力评价考核模式，即大数据平台过程学习成绩（占30%）、团队作品（占40%）、个人能力等级测评（占30%），既有教师评价、学生互评，也有教学平台大数据支撑，实现全方位、立体化评价。

4 基于矩阵CDIO模式的大学生创新创业教育改革成效

4.1 学生覆盖面逐年增大，教学成本持续下降，服务社会效果明显

4.1.1 参与项目学生逐年增加

学校在2015 年实施改革之后，参加学习的学生人次明显增加，已累计实施CDIO 项目329 个，参与学生4 794 人次，课程CDIO 项目全员全年级全覆盖，教育改革受益面逐年扩大。

4.1.2 指导教师人数回落

改革前，由于指导工作量增幅较大，指导教师人数由2013 年的15 人迅速增至2015 年的120 余人；改革后，指导教师人数逐年减少，2019 年减少至50 余人，并趋于稳定，教师指导工作量回落，教学成本明显降低。

4.1.3 实践融合思政教育，服务基层中医药医疗部门

学校连续7 年开展“寻找身边的中医”特色实践项目，先后组织团队140 余个，超1 500 人次，服务4 000多名基层医生或患者。学校连续5 年开展“互联网+中药溯源”扶贫及乡村振兴项目，组织学生团队350 余人，利用中药溯源和远程会诊服务22 个贫困州县、20个基地、19 个品种中药道地药材，将打赢脱贫攻坚战和推动乡村振兴发展紧密结合，助力学校“双一流”建设与地方经济社会发展同向同行。

4.2 获奖数量逐年增加，级别逐年提高，学生创新创业能力不断提高

4.2.1 获奖数量逐年增加，级别不断提升

获奖数量从2015 年的11 项提高到2021 年的58项，累计获奖240 余项，获奖人数570 余人次。获奖级别逐年提高，2015 年在首届全国中医药院校程序设计竞赛获一等奖，2019 年参加“互联网+”大赛获省赛金奖，2021 年本专业学生负责的项目获“互联网+”大赛省赛金奖。

4.2.2 学生创新创业能力和毕业设计水平明显提升

近5 年，学生通过CDIO 项目参加创新创业训练计划获批国家级立项32 项、省级立项26 项，参与人员共282 人次；学生以第一作者发表专业论文30 余篇，参与论文写作30 余篇；产学研结合孵化专业学生创新创业项目50 余个，创建实体公司7 个；学生CDIO项目在毕业设计作品中的比例以每年15.2%的增速逐年增加。

5 展望

未来人工智能将更加深刻地改变教学模式，学校将进一步融合“互联网+中医药”技术创新，依据新工科建设要求，优化创新创业人才培养方案，完善矩阵课程体系，以及“5+4”教学互动软件、大数据“师生画像”和能力测评系统，在3～5 年内完善“互联网+中医药”新工科CDIO 课程体系。

在“双一流”政策的支持下，学校积极推进企校交流与合作，加强与华为、奇安信等知名企业的合作，完善社会实践基地现代化建设，加强科研团队管理，阶段性进行项目培育优化，在“互联网+”等重要创新创业比赛中加强对师生团队的培养，提高学生的实践能力，从CDIO 项目优化、制度建设、硬件条件、教师能力等方面营造优质的实践环境，持续优化、改进和推广课程教学，为培养理论功底扎实、应用实践能力强、思维活跃、创新创业能力高的“互联网+中医药”交叉学科复合型人才奠定坚实的基础。