基于可拓云耦合模型的本科生科研创新能力系统研究——以矿业高校为例附Matlab代码-优快云博客

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🔥 内容介绍

一、开篇引入：矿业高校本科生科研创新能力培养的时代需求与现实困境

在 “双碳” 目标推进与矿业智能化转型的背景下，我国矿业行业对具备科研创新能力的高素质人才需求日益迫切。矿业高校作为矿业人才培养的核心阵地，其本科生科研创新能力直接关系到矿业领域技术突破、产业升级的进程 —— 不仅需要学生掌握矿产资源勘探、矿山开采、矿物加工等传统专业知识，更需具备跨学科整合、技术创新、问题解决的科研素养。然而，当前矿业高校本科生科研创新能力培养仍面临多重困境：

一方面，培养体系与行业需求脱节。传统课程以理论讲授为主，科研实践环节（如课程设计、毕业设计）多局限于模拟场景，学生难以接触矿业现场真实问题（如复杂地质条件下的高效开采、矿山固废资源化利用），导致科研创新能力 “纸上谈兵”；另一方面，能力评价缺乏科学量化方法。现有评价多依赖 “论文发表、竞赛获奖” 等单一指标，忽略科研创新过程中的 “思维拓展、团队协作、技术应用” 等隐性能力，且难以精准识别学生在科研能力各维度的优势与短板，无法为个性化培养提供支撑。

为突破上述困境，本文引入可拓云耦合模型—— 融合可拓学的 “矛盾转化” 思维与云模型的 “不确定性量化” 能力，构建矿业高校本科生科研创新能力的系统评价与优化框架。通过该模型，既能实现科研创新能力多维度指标的定量化评估，又能针对能力短板提出可操作的提升策略，为矿业高校科研创新人才培养提供科学工具。

二、核心理论基础：可拓学、云模型与耦合机制

（一）可拓学：科研创新能力的矛盾分析工具

可拓学是研究事物拓展可能性与矛盾转化规律的学科，其核心思想是通过 “物元”“事元”“关系元”（统称 “可拓元”）描述事物特征，利用 “拓展分析”“共轭分析” 等方法解决矛盾问题，在本科生科研创新能力研究中具有独特优势：

1. 可拓元的能力表征

物元：用于描述本科生科研创新能力的 “主体 - 特征 - 量值”，例如 “本科生 A - 科研文献阅读能力 - 能每周精读 2 篇矿业领域 SCI 论文”，通过物元可清晰界定能力的具体维度与量化标准；

事元：用于描述科研创新相关的 “动作 - 特征 - 量值”，例如 “参与科研项目 - 项目类型 - 矿业智能化相关校级课题”“撰写科研报告 - 报告完整性 - 包含文献综述、实验设计、数据分析、结论建议 4 个模块”；

关系元：用于描述能力间的关联，例如 “文献阅读能力 - 支撑 - 实验设计能力”“团队协作能力 - 促进 - 科研成果产出效率”，为分析能力系统的内在联系提供工具。

2. 矛盾转化与能力提升

矿业高校本科生科研创新能力培养中存在典型 “矛盾问题”：例如 “学生科研时间有限（每周仅 8 小时）” 与 “科研任务需求高（需完成文献调研、实验操作、数据处理 3 项任务）” 的矛盾。通过可拓学的 “矛盾转化方法”，可将矛盾转化为 “通过时间管理优化（如采用番茄工作法）+ 任务优先级排序（如先完成实验操作，再进行数据处理）” 的可行方案，为能力提升提供路径。