刘 媛,翁昊天,郭良库,柴 富
(西北工业大学 理学院,西安 710129)
20世纪后期,西方国家提出了一种新的教育理念,即创新创业教育。加拿大作为最早开展创新创业教育的西方发达国家,经过长期摸索和不断改革,目前已形成一套完整的运行步骤、实施办法及规章制度,每年都有相当数量的大学生积极参加创新创业训练。创新创业教育旨在激发与培养学生创新创业意识,提高学生创新创业素质。“十二五”期间,中国教育部决定实施国家级大学生创新创业训练计划,促进高等学校转变教育观念,改革人才培养模式,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。[1]
自从加拿大高校开展创新创业教育以来,加方政府、社会及教育行政管理部门对创新创业教育的重视程度不断提高。统计数据显示,1979—1999年间,加拿大在校大学生创新创业课程总增幅为444%,1999—2004年间增幅为9%,2004—2009年间增幅为22%,2009年有25所大学增开了大学生创新创业教育课程。[2]创新创业教育计划的实施,极大地提高了加拿大政府及社会推行创新创业教育的积极性。为了适应建设创新型国家对高水平创新人才的需要,“十二五”期间,中国教育部决定实施国家级大学生创新创业训练计划。经过多年的不断探索和完善,中国的创新创业教育有了一定的发展,取得了一定的成效。目前,国内学界对创新创业教育的研究,主要集中在以下几个方面:(1)运用管理科学方法,从中外创新创业教育的对比中找出中国创新创业教育的不足;(2)在创业型经济视野下深度剖析中国与国外创新创业教育的差异、创新创业对经济发展所起的推动作用;(3)从国内外发展教育理念、文化背景等存在的显著差异入手,探索各国创新创业教育模式的差异。[3]立足学界已有的研究基础,笔者运用数学建模分析中国和加拿大创新创业教育差异,旨在取长补短,借鉴加拿大高校创新创业教育方面的成功做法,不断改进和完善中国高校创新创业教育。
图1 创新创业度关联因素
为了更好地比较中加两国高校创新创业教育方面的差异,笔者采用数学建模方法予以分析,并提出“创新创业度”概念。“创新创业度”表示经过数据处理及数学建模后所得出的衡量一个国家创新创业教育优劣程度的标准。它将所有的指标量化后对最终结果共同产生影响,由此得出一个各项相互关联、相互作用的结果。为了求得上述效果,我们拟采用灰色关联分析方法建立模型。灰色关联分析方法,是以度量因素之间发展趋势的相似、相异程度来衡量因素间的关联程度。通过建立一个各项指标均为理想化的最优创新创业教育国家,将中加两国创新创业教育方面的10项指标与其进行关联度层次分析,求出各项指标与国家创新创业教育的关联系数,将其作为权重,进而求出两国各自的“创新创业度”。建模过程如图1所示。
数据处理:根据收集的加拿大、中国近5年数据,均符合10项量化指标作为评判标准,分别是:(1)创新创业指导公司;(2)相关行业扶持;(3)政策导向;(4)新闻媒体报道;(5)师资力量辅助;(6)学校政策引导;(7)创新创业课程培训;(8)经济发展;(9)科技比赛推动;(10)基金支持。
表1 各个因素重要性等级(中加两国不同指标的量化数据)
收集的数据样例为:基金扶持方面,加拿大安大略省创新厅卓越基金面向省内科研机构提供科研经费支持,每个项目可获得100万~400万加元资助,过去10年共有143个项目获得资助,总金额折合人民币约28.1亿元。[4]在中国,2016年有60余家企业面向科研机构及高校提供科研经费支持,2 000多个项目获得资助,580所高校申请成功并获得资助,总金额为7 000万元人民币。2017年上半年,第1批共计88家企业面向科研机构及高校提供科研经费支持,3 209个项目获得资助,760所高校申请成功并获得资助,总金额达7.93亿元人民币。[5]相关行业扶持方面,在加拿大,数字媒体技术已经覆盖了人们生活及学习等各个方面。加拿大的数字媒体区,在2014年大学企业孵化器全球25强中名列第5。[5]其中某数字媒体区位于多伦多市央街上,拥有市中心的各种优势,其核心为数字媒体创业孵化,向初创公司提供多学科支持的办公场所,该媒体区适合发展多项业务,如企业创新、商业合作、营销新产品和新服务等。[6]在中国,相关行业扶持方面也有一些政策支持,如税收优惠、创业担保贷款和贴息贷款等。
基于层次分析法中定义各个因素重要性等级的方法,可以得到中加两国不同指标的量化数据。如表1所示,每一列代表该国家的10项指标,每一行代表自2012到2016年的数据。对量化两国各个因素多年来的发展程度,多人多次反复评判最终取得平均值。从数据可以看出,该国重视此方面的程度、投入经费情况、发展情况等。
采用数组表示各项指标如下:
Xi=(xi(1),xi(2),…,xi(10)),i=1,2,…,5。
(1)
其中:xi(j)表示第i年的第j项指标。
选取参考序列作为各个指标理想值:
(2)
则被比较序列为:
Xi=(xi(1),xi(2),…,xi(10)),i=1,2,…,5。
(3)
采用关联分析法分别计算第i年的第j个指标与第j个指标最优指标的关联系数:
(4)
其中:
(5)
其中:ρ是分辨率系数,它的取值范围是0到1。我们取中间值0.5,通常情况下这是最优分辨率。
计算5年中各项指标的平均关联系数:
(6)
其中:zj越大表示与最优指标关联度越高,zj越小表示与最优指标关联度越低。可采用zj作为衡量各项指标的权重。
对各项指标的权重进行求解:
(7)
则两个国家的创新创业度可量化如下:
(8)
通过模型,可得到两个国家的创新创业度分别如表2、表3所示。
表2 近5年中国创新创业度年份创新创业度20120.399 027 97320130.436 982 52520140.516 521 59520150.546 117 86220160.654 219 573表3 近5年加拿大创新创业度年份创新创业度20120.549 719 22420130.593 265 15920140.662 519 78520150.685 798 73420160.759 461 372
通过灰色关联度分析求得两国创新创业度数据,结果表明,与加拿大相比,中国创新创业教育存在一定差距,但差距在不断缩小。这说明我国正在通过各个方面的投入,努力推进创新创业教育发展。
结合K-Means聚类算法,可以将上述影响创新创业教育的10个因素分为3类:优势因素、普通因素、薄弱因素,得出2个区分界值。K-Means算法的基本思想是:将n个对象进行区分归到k个簇中,相似度较高的对象分到同一类簇,差异性高的对象分到不同类簇。[7]K-Means聚类算法的处理流程如下:(1)将所有的样品分成3个初始类;(2)对某个样品根据距离划入距中心最近的类,并对获得样本与失去样本的类重新计算类中心坐标;(3)如此重复,直到所有的样品都不能继续分配时为止。具体算法、步骤如下:
输入:10个因素平均关联系数
G={G1,G2,…,G10}。
(9)
聚类个数:k=3。
步骤1:在数据集G中随机选取3个对象Ga,Gb,Gc(a,b,c∈[1,10])为初始聚类中心c1(1),c2(2),c3(3)。
步骤2:计算数据集g中每个对象到聚类中心c1(1),c2(2),c3(3)的距离,即
(10)
其中:t表示迭代次数,距离选择为绝对值距离。针对数据集g中的每个对象因素选取和它最小距离的聚类中心,并分配到相应最小距离的聚类中:
min{|Gi-ct(1)|,|Gi-ct(2)|,|Gi-ct(3)|},i=1,2,…,10。
(11)
步骤3:计算每个聚类中的所有对象均值,利用此均值替换之前的聚类中心,即
(12)
其中:∑Gt(d)表示第t次迭代时第d个聚类中所有对象因素的距离和,Nt(d)表示第t次迭代时第d个聚类中的对象因素的数目,Ct+1(d) 表示第t+1次迭代的第d个聚类中心值。
步骤4:当每个簇的聚类中心不再发生变化或者聚类的成员不再变化时,算法结束;否则,返回步骤2进行迭代循环。
对每一类因素平均值进行排序,取最大值与最小值。
表4 加拿大各因素最值区间优势因素普通因素薄弱因素最大值7.45.42.6最小值6.64.22.4表5 中国各因素最值区间优势因素普通因素薄弱因素最大值7.46.42.4最小值6.64.42.0
由表4可知:加拿大优势因素与普通因素的分界值位于区间[5.4,6.6]内,取中间值6.0;普通因素与薄弱因素的分界值位于区间[2.6,4.2]内,取中间值3.4。则可得出3种因素划分区间:
由表5可知,中国优势因素与普通因素的分界值位于区间[6.4,6.6]内,取中间值6.5;普通因素与薄弱因素的分界值位于区间[2.4,4.4]内,取中间值3.4。可得出类别判断标准:
由此,根据K-Means聚类算法得出对应于两个国家的优势因素与薄弱因素,如图2所示。
注:实线箭头为优势,虚线箭头为薄弱图2 中加两国对应的优势、薄弱因素
为了使所分出的因素更全面系统,我们将两国的问卷调查结果与K-Means聚类所得结果综合对比分析,得出最终结果。对调查问卷分析发现,加拿大学生选择“获取过创新创业公司指导”的约占46%。显然,这一因素与创新关联很大。在导师所提供的帮助方面,加拿大学生认为导师帮助主要体现在指导上,86%的学生认为最重要的帮助是自身专业知识和基金支持。显然,师资辅助并不占据主导地位,因此结合调查问卷的结果,我们认为师资力量属于普通因素。对于政策导向和基金支持,72%的学生认为政府提供的资金资助、基金支持是最重要的。所以,政策导向、基金支持是学生创新创业的优势因素。结合调查问卷来看,几乎全部学生认为沟通组织能力、社会阅历是创新创业应该具备的能力,而K-Means聚类得出的结果,其中一项为创新创业课程。创新创业课程旨在培养学生创新创业意识、锻炼组织沟通能力,通过一定实践操作丰富学生社会阅历,可见,创新创业课程为优势因素。结合K-Means聚类分析与调查问卷结果,可以确定创新创业指导公司、政策导向、创新创业课程培训、基金支持4项为加拿大创新创业教育的优势因素。高校政策引导、科技比赛推动这两方面,加拿大学生选择的人数分别只有19.17%与5.7%,占比较低,可以说加拿大高校引导学生创新创业活动方面的力度还不够,所以将高校政策引导归为普通因素。而科技比赛推动则归为薄弱因素,日后需重点关注。对新闻媒体报道,调查显示,超过50%的学生认为信息获取来源为互联网,26%的学生认为来源于其他媒体报道,所以,这个因素为薄弱因素。以上根据调查问卷对因素的分类与K-Means聚类算法所得到因素分类大致相同。
根据K-Means聚类算法,得出中国创新创业教育优势因素为相关行业扶持、政策导向、创新创业课程培训、经济发展、科技比赛推动。问卷调查结果显示,62%的学生参加过学校有关科技比赛活动,因此认定科技比赛推动为优势因素。在学生认为最重要的帮助方面,鲜有学生选择相关行业扶持,因此结合调查问卷的结果,我们认为它不应属于优势因素。对于经济发展、政策导向,同加拿大学生的认同相似,认为政府、学校的资金支持非常重要,而当地经济发展状态与之密切相关。所以,经济发展、政策导向是优势因素。在创新创业应具备的能力方面,几乎所有学生都选择专业技能和组织沟通能力,而创新创业课程培训正可以满足学生的需要。因此,创新创业课程培训为中国创新创业的优势因素。而未分类的普通或者薄弱因素为师资力量辅助、学校政策引导、基金支持、创新创业指导公司、新闻媒体报道。从问卷调查结果可知,25%的学生认为导师给予的帮助主要为指导,可见,师资力量辅助为普通因素。在创新创业指导公司、新闻媒体报道方面,70%的学生认为从创新创业指导公司获得的知识和技术最为重要但很缺乏,新闻媒体对创新创业也缺乏关注,故都归为薄弱因素。
以过去5年数据为基准,结合灰度预测GM(1,1)模型对加拿大与中国未来几年的创新创业度进行预测。灰色预测是对系统因素之间发展趋势的相异程度进行鉴别,并通过对已知数据进行生成处理来寻找系统变动的规律,从而生成规律性较强的数据序列,对此建立相应的微分方程模型,对事物未来发展趋势的状况进行预测。[9]对中加两国,以原始创新创业度数据构成向量:
E={f(0)(1),f(0)(2),…,f(0)(5)}={e1,e2,…,e5}。
(13)
首先对原始数据进行累加:
f(1)(1)=f(0)(1),
f(1)(2)=f(0)(2)+f(1)(1),
f(1)(3)=f(0)(3)+f(1)(2),
…
f(1)(5)=f(0)(5)+f(1)(4)。
(14)
构造数据矩阵b,y:
g(1)(2)=0.5[f(1)(1)+f(1)(2)],
g(1)(3)=0.5[f(1)(2)+f(1)(3)],
…
g(1)(5)=0.5[f(1)(4)+f(1)(5)]。
(15)
利用GM(1,1)定理:
(16)
用最小二乘法求解灰参数:
(17)
代入白化方程:
(18)
取f(1)(1)=f(0)(1),由此得到响应函数:
(19)
求解得出近5年的预测数据:
(20)
原始数据:
{f(0)(1),f(0)(2),…,f(0)(5)}。
(21)
将两者对比进行精度检验。
首先,求解残差序列:
ε0=(ε(0)(1),ε(0)(2),…,ε(0)(5))
(22)
其次,计算相对误差序列:
(23)
最后,对平均相对误差进行计算:
(24)
若平均相对误差在允许范围内,则模型适用,即可运用上述响应函数求解未来5年的创新创业度。
用近5年两国每年的脆弱度,求解平均相对误差:
(25)
通过平均相对误差的大小来判断精度检验是否合格,从而确定数据是否有效。我们认为平均相对误差小于0.05时,精度检验通过,预测数据与原始数据高度吻合,此模型适用于预测中加两国未来5年创新创业度。由于中国创新创业教育起步较晚,未来5年创新创业度未能超过加拿大,但中国创新创业教育发展较快,只要善于学习对方长处,积极改进薄弱因素,中国创新创业度一定会大幅提升。
通过对数据的量化分析、建模及预测,分别找到了中加两国在创新创业教育方面的优势与不足。对中加两国相对优势及薄弱因素之间与各个国家内部因素之间的比较,通过灰色相关度分析、K-Means聚类算法得出的优势因素、薄弱因素(表6)以及分析总结,希望对中国创新创业教育发展有所帮助。
表6 中加两国创新创业教育优势因素与薄弱因素
5.1.1 加拿大
(1)创新创业指导公司支持。加拿大每年会有专门的商业组织对新增创新创业公司进行50强排名,并将创新创业理念带入市场,带入高校,通过讲座以及合作项目等形式推动高校创新创业教育发展。
(2)政策导向。加拿大“Co-op”带薪实习计划,是工学结合教育模式的典范,近60年来帮助大学生创新创业成效显著,先后给8万多名大学生提供实习支持。有效调动和利用高校智力资源与社会实践资源,制定互利共赢的人才联合培养模式,弥补了大学生职业经验的缺乏和社会知识的不足,提升了学生的就业能力及创新创业活力。在这个过程中,政府作为“人才库”项目的投资商、政策的守护者和平台的助力器,发挥了重要作用,成就了加拿大青年人才就业创业的独特优势。
(3)创新创业课程培训。在社会各界的大力推动下,创新创业教育在加拿大广泛开展,高校开设相关课程数量迅速增长,目前有200多所高校开设800多门有关创新创业教育的课程,形成了相对完备的课程体系,除了传统课堂教学外,还开展多种课外活动培养学生的企业家精神和创业能力。
(4)基金支持。加拿大青年创业基金会(CFI)成立于1996年,旨在为有创业愿望的大学毕业生提供帮助,对他们的创业计划提供建议。至2005年11月该组织为4 400多个创新创业研究项目的基础设施提供了26亿加元的资助。[9]
加拿大创新创业教育也存在一些问题:一是随着加拿大高校创新创业教育的发展,许多创新创业教育者一味追求发表创新创业教育方面的研究论文,一定程度上影响了创新创业教学和理论研究水平的提高。[10]二是加拿大高校将创新创业教育作为办学目标之一,举办了形式多样的创新创业活动,但多数高校缺乏有效的监督评估体系,致使有些活动并没有取得预期效果。
5.1.2 中国
(1)政策导向。创新创业教育在中国虽然起步较晚,但是,由于政府高度重视,发展比较迅速。近年来,我国分2批建设了19个国家级高校创新创业示范基地。在资金方面,政府对创业企业、孵化机构和投入创新创业活动的天使资金减免税收,对创业区用地、网络资费优惠并鼓励地方政府设立创业基金。
(2)创新创业课程培训。有些双一流大学建立了大学科技园,借助科技力量促进校园内创新创业教育的开展。目前有大学科技园115家,涵盖全国31个省市自治区、150多所高校。国内高校相继开设了创新创业课程,为学生系统讲授创新创业理论知识。同时,各高校注重学习国外高校创新创业教育经验。为规范大学生创新创业活动,结合课堂教学,设立专门机构,负责创新创业教育管理,并组织相关实践活动。
(3)经济发展。坚持把科技进步和创新作为加快转变经济发展方式的重要支撑。当前,中国经济发展方式和质量正处在转型期,新兴产业不断涌现,为创新创业实践提供了机遇。
(4)科技比赛推动。在国家实施“大众创业、万众创新”背景下,中国举办了“互联网+”大学生创新创业大赛、ICAN创新创业大赛等各类创新创业竞赛活动,在激发大学生创新创业热情的同时,也促进了高校创新创业教育的发展。
中国创新创业教育也存在一些不足:一是教学与企业结合不够紧密,企业具有的创新精神、创新特质并没有融入课堂教学中,内化为学生的特质。二是国内创新创业指导公司较少,而且缺乏系统的创新创业教育专业知识。三是舆论媒体关于创新创业教育的关注、宣传相对较少,没有形成有利于学生创新创业的良好社会氛围,不利于学生创业。
加拿大高校创新创业教育具有自己的特色和成功模式。政府、社会团体及高校均大力支持创新创业教育;同时,加拿大高校拥有完备的课程体系、形式多样的实践活动,校友的高参与度以及倡导企业家精神的先进理念,保障了创新创业教育的顺利开展。尤其是关于学生“Co-op”带薪实习计划,作为“工学结合”教育模式的范例,是加拿大历史最悠久、最具代表性、涉及高校最多、评价最好的产学合作项目,享誉全球,说明加拿大高校创新创业教育已经相当成熟。因此,加拿大创新创业教育的成功做法,无疑对中国创新创业教育有一定的借鉴意义。
随着中国经济转型升级节奏的加快,大学生就业形势的日趋严峻,适应经济转型升级和破解就业难题的创新创业教育显得尤为重要。在此背景下,中国高校也十分重视创新创业教育,开设了创新创业教育课程,举办了各种各样创新创业实践活动,创新创业教育取得了长足发展。
而同一个因素在两国情况差异很大,如两国高校都很重视创新创业课程的开设。从加拿大看,高校重视创新创业教育,课程体系完备,创新创业活动也丰富多样,但是,课程开设及相关活动的效果如何,创业目标完成得怎样,目前尚缺乏有效的监督评估机制。从中国看,高校存在创新创业教育课程体系不完善的缺陷。相关课程只是在商学院中才形成体系,其他院系虽然也开设了有关创新创业教育的课程,但多以选修课形式开设,没有和学校已有课程体系相融合。[10]
从师资力量方面看,优秀的师资对创新创业教育有着极其重要的作用。加拿大创新创业教育师资主要是高校教师,高校通过整合校内师资力量,成立专门教学团队,并由教师指导中心等专门机构进行培训,提高教师创新创业教育的教学能力。另外,高校引进企业家校友或者有丰富企业管理经验的人员加盟创新创业教育师资队伍。
加拿大创新创业教育的健康发展离不开政府重视与社会支持。早在创业教育开展初期的1986年,联邦政府就出台关于创业的国家政策,保证“创业与各级政府、私人部门和学术组织形成合作伙伴,推进创业对经济社会和文化的发展”[10]。1996年,注资成立的加拿大青年创业基金会,为青年毕业生提出创业方面的建议。加拿大全社会创新创业文化氛围浓厚,注重创新创业教育方面的宣传,突出企业家精神的教育理念,鼓励学生组建创新创业社团。这种良好的创业氛围和社会支持,正是中国创新创业教育所缺少的。创新创业教育需要家庭、学校、政府、社会的协同支持。中国创新创业教育基本依靠学校自身力量,政府及社会对创新创业教育的关注、宣传不够,非营利的社会性孵化器数目不足,高校孵化器组织力量有限。
(1)政府、社会要加强对创新创业教育的支持。创新创业教育发展,需要有利于创新创业的校园和社会氛围。因此,要加大相关孵化器和创业产业园示范基地建设,组建创新创业策划和咨询机构,设立学生创新创业基金,为大学生创新创业提供资金保障。同时,新闻媒体要正确宣传创新创业意义,形成有利于创新创业的社会氛围,完善支持创新创业的政策,非营利性创业孵化组织需要根据创业孵化情况,对创新创业发展提出建设性意见。[10]
(2)完善创新创业教育课程体系,加强创新创业理论研究。中国创新创业教育课程体系尚不成熟,需要借鉴加拿大高校的先进理念,不断丰富创新创业教育课程种类,完善创新创业教育课程体系,避免创新创业教育课程被边缘化。同时,注重理论与实际相结合,强化高校与企业的联系,实施合作教育的模式。中国创新创业理论研究比较薄弱,要树立培养创新人才的理念,加强创新创业教育理论研究,发挥理论对创新创业教育发展的引领作用。
(3)加强创新创业教育师资力量建设。发展创新创业教育,有赖一支具有创新精神、创业意识、创新创业理论与实践的教师队伍。目前从事创新创业教育的教师,多属兼职教师,缺乏创新创业方面的扎实理论和实践经验。因此,迫切需要建立一支既有理论知识又有实践经验的师资队伍。加强高校创新创业教育师资队伍建设,选拔具有不同专业、创新创业实践经验的教师加盟创新创业教育教师团队,还应聘请资深企业家做兼职教授。