北京林业大学教学成果展示网<!--k48ishJ/xBfVneIktN2K5BMTCLQ8hi7zU4HzX3E0nKEGXzyYclDDClGpeUqYR+3VoyNFxIAaWwYXCdMtq6YJnmyWAs8H8VaXfzjL6pRCj/oMZWn+Wa4ci6mb0G2QEcaxb7C78qod0SMyptzm/UWALQ==-->

“目标经营、数智协同、知行合一”森林经理学教学体系的构建与实践

一、研究背景与核心问题 

      生态文明建设是中华民族永续发展的千年大计。习近平总书记强调:“林草兴则生态兴”,深刻揭示了林业在国家生态安全与可持续发展中的战略地位。进入新时代,我国国土绿化战略重心由“扩面增量”向“提质增效、质量与数量并重”转变,森林可持续经营、多功能协同管理、智慧化调查监测成为林业高质量发展的核心任务。这一转型对林业人才培养提出了更高要求:亟需具备生态文明素养、数智技术能力与系统实践能力的复合型、应用型人才。北京林业大学自1952年建校即创建森林经理学教研室以来,始终服务国家生态战略需求,率先开设森林经理本科课程,主编《森林经理学》《测树学》《抽样调查技术》等国家级、省部级规划教材,建设国家精品课程、国家精品在线开放课程,奠定了我国森林经理学教学体系的基本框架,为科学国土绿化持续输送理论、技术与人才支撑。然而,面对新时代林业发展对人才能力结构的新要求,传统教学体系逐渐显现局限,暴露出三方面突出问题:

(1)教学目标分层不足,未能构建共性与个性相结合可复制的课程体系,导致“千人一面”;

(2)教学内容更新不足,未能建立适应行业发展的教学方法体系,缺乏对LiDAR、AI决策、碳汇计量等前沿技术的系统融入,学生技术适应能力弱;

(3)实践教学链条断裂,未能与理论知识有效衔接、与关联课程形成系统性贯通,课程间壁垒明显,制约了学生综合能力提升。

针对上述问题,团队以《测树学》《抽样调查技术》为基础支撑,以《森林经理学》为理论集成核心,以《森林调查与规划设计》《林学专业综合实习》为实践载体,构建“基础支撑—理论集成—设计应用—综合实践”闭环贯通的人才培养路径,最终形成“目标经营、数智协同、知行合一”的森林经理学教学新体系。

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图1  “森林经理学”核心课程群教学体系

二、解决问题的思路与方法措施

针对森林经理学教学中存在的“育人目标分层不足、教学内容滞后于智慧林业发展、实践教学链条断裂”三大核心问题,教学团队紧密围绕国家生态文明建设、“双碳”战略与林业高质量发展对复合型人才的迫切需求,坚持立德树人根本任务,以培养具备生态文明素养、数智技术能力与系统实践能力的高层次应用型林业人才为目标,系统重构《测树学》《抽样调查技术》《森林经理学》《森林调查与规划设计》及《林学专业综合实习》等核心课程教学体系,构建“基础支撑—理论集成—设计应用—综合实践”闭环贯通的人才培养路径,最终形成“目标经营、数智协同、知行合一”的森林经理学教学新范式。

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图2  森林经理学“目标经营、数智协同、知行合一”教学体系框架图

1、重建分层分类教学体系,构建共性与个性相结合可复制的课程体系,实现“目标经营”育人精准化

面对学生专业背景多元、知识基础差异显著的现实,团队提出“适‘地’适‘树’、因‘材’施教”教学理念,构建基于知识图谱的个性化育人机制,破解传统教学“千人一面”的困境。以《测树学》《抽样调查技术》等课程为基础,构建包含胸径、树高、树干材积、总体、样本、抽样精度等在内的核心概念的前修知识图谱,通过诊断性测评将学生划分为“基础—进阶—创新”三个层次,实施动态分层教学:基础层强化概念理解与技能训练,进阶层开展模型应用与数据分析,创新层引导复杂情景模拟与方案优化,实现“一人一策”精准导学。

在专业分类方面,依据“树种”差异实施差异化培养路径。面向林学专业学生,聚焦“资源调查—生长预估—经营决策—多目标优化”技术链,强化森林经营技术训练;面向林业经济等非林专业学生,构建“碳汇计量—生态价值评估—政策建议”能力链,突出生态产品价值实现能力培养。通过“知识图谱+概念图”重构课程认知框架,打破跨课程知识壁垒,提升学习系统性。

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图3  按学生基础分层设置教学目标

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图4  AI知识图谱

坚持课程思政引领,构建“价值—知识—能力”协同育人机制。将“梁希精神”“黄大年精神”“塞罕坝故事”等思政元素有机融入教学全过程,深化“五分钟林思考”嵌入式教育模式,引导学生深入思考生态与发展、保护与利用的平衡关系。针对不同专业方向设计差异化思政路径:林学专业强化“林业人使命担当”,非林专业通过“碳汇交易模拟”“生态补偿角色扮演”等沉浸式教学,深化对“绿水青山就是金山银山”理念的实践认知。实施“一才一策”成果导向评价,林学专业提交《森林经营方案》,经管方向撰写《政策建议书》,实现共性框架与个性输出的统一,显著提升学生学习内驱力与专业认同感。

图5  课堂上的林场案例角色扮演

2、推进数智技术深度融合,构建“数智协同”教学方法体系

为适应智慧林业发展对人才技术能力的新要求,团队重构教学内容与手段,实现教学从“知识传授”向“价值—知识—能力”协同生成转型。建成中国大学MOOC《测树学》《森林经理学》两门精品在线开放课程,累计开课24期。依托智能诊断系统,构建学情画像模型,实现AI驱动的个性化资源推送与动态导学,形成“线上精准导学、线下智能实训”的双擎教学模式。

图6  《测树学》《森林经理学》精品在线开放课程学习平台

团队主编出版《森林经理学》(第5版)新形态教材,围绕“理论—方法—应用”逻辑主线,系统整合法正林、经营类型、轮伐期等传统知识与近自然经营、多目标协同优化等现代理念,将“基于自然的解决方案”和“碳中和目标”融入核心章节,推动经典理论的时代化更新。教材配套集成林分结构图谱、经营决策动态流程、可编辑方案模板等数字化资源,支持线上线下混合式教学。通过引入前沿技术内容如LiDAR点云分析、AI辅助决策、碳汇计量等前沿技术内容,填补传统教材在智慧林业领域的空缺。开发“AI+LiDAR”实训模块,利用深度学习算法实现单木分割、蓄积反演、林分结构识别等关键技术训练,提升学生对现代林业技术的掌握能力。建设虚拟仿真实验项目“林分全周期生长与经营决策模拟系统”,构建涵盖阔叶林、针叶林等多类型林分的三维动态生长模型库,集成LiDAR点云反演结构参数、碳汇动态计量算法与AI驱动的经营方案生成引擎,支持林分结构调整推演、多目标碳汇模式比选、虚拟采伐预演等沉浸式实训。学生通过交互终端或桌面系统,可实时调整初植密度、采伐强度、轮伐期等关键参数,动态观测林分结构演变与碳储量变化,实现“虚拟预演—理论验证—方案迭代”的闭环学习,破解传统实践教学受制于林龄周期长、作业风险高、时空限制强等瓶颈,推动教学从“纸上谈兵”向“实战推演”跃迁。

图7  《森林经理学》(第5版)教材

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图8  基于点云数据的智能森林经营模拟工具


图9  虚拟仿真场景与实验教学内容

3、打通课程实践链条,实现“知行合一”能力系统化提升,综合构建“知理论—行设计—强实践”三阶跃迁式教学体系

针对实践教学碎片化、学用脱节问题,团队打破课程壁垒,构建“知理论—行设计—强实践”三阶递进的链式实践课程群。通过知识图谱与概念图重构《测树学》《抽样调查技术》《森林经理学》等课程知识框架,打通“调查—建模—决策—评估”各环节的知识断点,为系统实践奠定理论基础。在《森林调查与规划设计》课程中,以真实林场为对象,组织学生完成“资源调查—数据分析—多目标方案设计—效益评估”全流程训练,项目涵盖生态、经济、社会等多重目标,强化复杂问题系统决策能力。在鹫峰、鸡公山、蛟河等实习基地开展综合实习,由行业专家现场指导,推动学生设计方案在真实林分中落地验证,真正实现“真题真做、成果真用”。

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图10  “经营单位森林多目标经营规划”项目实践内容

通过系统改革,团队构建了“目标经营、数智协同、知行合一”的森林经理学教学新体系,实现育人目标分层化、教学内容数智化、实践过程系统化,有效支撑了新时代林业类专业高质量人才培养。改革成果已纳入林学专业培养方案,覆盖大三、大四学生,形成跨课程、递进式训练体系,学生在全国大学生林业技能大赛、创新创业竞赛中屡获佳绩,用人单位反馈毕业生“懂技术、有情怀、能决策”,为新时代林业人才培养提供了可复制、可推广的“北林范式”。

三、成果应用成效与创新

本成果通过系统改革,构建了“目标经营、数智协同、知行合一”的森林经理学教学新体系,实现了育人目标分层化、教学内容数智化、实践过程系统化,有效支撑了新时代林业类专业高质量人才培养。

1、人才培养质量显著提升,精准适配行业需求

升学与就业表现优异:本科生升学率持续提升,70.3%的毕业生进入国内外高水平院校继续深造。在就业群体中,65.9%的学生投身林业规划、生态保护等相关领域,毕业生林草行业就业率提高10%,复杂问题解决能力优秀率从28%升至76%。多项实习成果被基层林场采纳应用,实现理论知识与实际工作的无缝衔接。

科研与竞赛成绩突出:学生在《林业科学》等核心期刊年均发表论文数量增长明显,聚焦资源精准管理、可持续经营等关键问题,获得行业认可。在中国互联网+大赛、全国大学数学建模竞赛、全国林草科学实验展演活动等国家级或省部级竞赛中,共获得奖项20余项,展现了学生解决实际问题的能力。

职业发展与社会贡献:毕业生的专业素养得到了企业的高度评价,多人成长为技术骨干或基层管理中坚,实现了人才培养与行业需求的精准对接。为国家生态文明建设和林业高质量发展提供了坚实的人才保障。

2、教学资源建设广泛影响,形成可复制的“北林范式”

高质量在线开放课程:通过中国大学MOOC平台,《测树学》《森林经理学》等课程已建成高质量在线开放课程,累计开课28期,学习者覆盖全国多所涉林高校,形成了良好的示范效应。本校继续教育学院依托该系列数字化教学资源,开展线上线下混合式教学,累计服务学员逾7000人次,有效支撑在职人员知识更新与能力提升。

兄弟院校智慧教学改革借鉴路径:中南林业科技大学林学院将《森林经理学》慕课及配套智能化教学模块(如“知识图谱”“AI+LiDAR实训”“虚拟经营决策系统”)整体引入教学体系,累计使用人数达1200余人次,显著提升了教学的前沿性与实践性。系列改革成果已形成可复制、可推广的“北林范式”,以“目标经营、数智协同、知行合一”为核心理念,以“知识图谱”实现个性化导学,以“专业能力矩阵图”重构课程逻辑,以“AI+”实训模块强化技术赋能,构建了“价值引领—知识整合—能力跃升”的全链条育人生态。

图11  在线开放课程得到推广应用

课程内容标准化建设:《森林经理学》(第5版)作为全国“十四五”省部级规划教材,融合了经典理论与碳汇计量、AI决策等前沿内容,被华南农业大学、西南林业大学、甘肃农业大学等多所高校及相关政府部门、企事业单位采用,引领了课程内容标准化建设。通过“慕课西行”“林学大讲堂”、SPOC课程及教学研讨会,本成果实现了跨校资源共享与经验辐射,在东北林业大学、浙江农林大学、中南林业科技大学等10余所高校得到广泛应用,获得了企业和社会的高度评价。

3、深化拓展育人维度,全面强化价值引领

课程思政深度融合:《“森林经理学”课程思政教学指南》入选“五分钟林思考”成果集,将生态文明理念深度融入教学,为“价值引领—知识传授—能力培养”提供实施路径。通过“梁希精神”“黄大年精神”等思政元素的嵌入,激发学生的使命感与责任感。

虚拟仿真与实训结合:创新“概念图”教学法,强化“虚拟-实训-实战”教学链,利用省级虚拟仿真实验项目模拟林分全周期生长与采伐决策,让学生在课堂中体验智慧化调查与经营决策训练,提升解决复杂问题的能力。

社会服务与行业认可:本成果的相关教学资源和模式在全国范围内得到广泛应用,不仅提升了学生的职业竞争力,也为地方林场和生态保护单位提供了技术支持,促进了区域生态环境的可持续发展。