“生态拓维-产教融通-数智铸能”水土保持与荒漠化防治一流专业建设与实践

一、背景及需求分析

1. 服务数字中国与生态文明协同推进的战略升级需求

当前，我国正处于数字中国建设与生态文明建设深度融合的关键阶段，生态治理体系呈现出系统化、智能化、精准化的新特征。水土保持与荒漠化防治作为生态安全屏障构建的核心领域，亟须从传统经验型治理向以数据驱动、智能模拟、系统调控为特征的“智慧水保”转型。面对这一趋势，行业迫切需要兼具生态治理理论素养与数智技术应用能力的复合型创新人才。推动专业建设与教学模式改革，成为弥合人才能力与战略需求间差距的必然选择。

2. 发挥学科引领作用、深化“双一流”建设的责任使命

作为我国水土保持与荒漠化防治高等教育的发源地和领军者，北京林业大学水土保持学院依托全国排名第一的学科实力及多个国家级平台资源，肩负着引领全国水保专业发展方向、输出高质量建设范式的重要使命。在“双一流”建设深入推进的背景下，学院必须立足“山水林田湖草沙”生命共同体系统治理理念，推动专业内涵从技术执行层面向战略支撑层面跃升，构建具有示范性的教学体系和育人机制，持续巩固学科领先地位，并为全国同类专业提供可借鉴、可推广的实践范式。

3. 对接新农科建设、破解传统专业发展瓶颈的现实路径

新农科建设倡导学科交叉融合与人才培养模式创新，强调教育教学与产业变革、科技发展的紧密互动。传统水保专业在长期发展中，面临教学内容滞后于智慧化行业变革、实践教学与真实系统治理场景脱节、专业边界固化难以适应系统治理要求等问题。因此，以“生态拓维-产教融通-数智铸能”为路径推动专业转型，不仅是响应新农科战略的必然举措，更是破解传统专业发展困境、实现人才培养质量系统性提升的关键抓手。

图1 成果背景及需求分析

二、指导思想和研究思路

1. 指导思想

立足数字中国战略全面推进与生态文明建设纵深发展的时代交汇点，直面智慧化浪潮下生态治理领域对复合型人才的迫切需求，以“生态拓维-产教融通-数智铸能”为主线，系统构建适配国家生态安全战略与行业数智化转型需求的水土保持与荒漠化防治专业人才培养体系。始终坚持以学生发展为中心的教育理念，将“绿水青山就是金山银山”的发展理念、“山水林田湖草沙生命共同体”的系统思维等生态文明核心思想，深度融入课程设置、实践教学、思政教育等人才培养全流程，致力于培育既具备扎实的专业理论功底、娴熟的数智工具应用能力，又怀揣深厚生态情怀与强烈社会担当的复合创新型人才，为推动生态治理领域的数智化升级、助力新农科建设实现内涵式发展提供坚实的人才支撑与实践范式。

2. 研究思路

问题导向明确研究核心：针对传统“小水保”专业惯性与“大生态”战略需求错配、“小单元”产教协同与“大系统”实践需求脱节、“小作坊”专业范式与“大智慧”行业变革代差等教学问题，以创新一流专业建设模式为研究核心，旨在解决人才培养与行业需求不匹配的关键问题。

图2 水保一流专业建设研究思路

理论创新引领实践变革：以“生态破维-路径拓新-精魂育人”理论创新为引领，推动专业内涵从传统技术治理向“山水林田湖草沙”系统性治理跃迁。通过升级课程体系，使其契合“大生态”战略对系统整体性和要素关联性的核心需求，同时以关君蔚院士“科学家精神基地”为载体，加强学生的思想教育和价值塑造。

机制创新整合多方资源：以“三导师制-四维实训-多方协同”机制创新为支撑，整合全国62个国家/省部级平台与企业基地，搭建“国家级-省级-校级-企业”立体化实训体系，联动地方政府、科研院所等多方力量，实现人才培养从专业理论到全域实践的全链条贯通，解决产教协同与实践需求脱节的问题。

方法创新推动教育转型：以“数智铸能-虚实融创-精准育才”方法创新为路径，利用数智技术重构专业课程体系，打造水保虚拟实验室、虚拟仿真平台、水保大模型和AI教学等，推动教育范式从经验传递向数智驱动的根本性转型，填补传统人才培养与行业数智变革间的代差，使专业建设紧跟行业升级步伐。

成果应用检验研究成效：通过主导制定教学质量国家标准、国家一流专业建设标准和国家一流课程建设标准等，将研究成果应用于全国水保专业建设中，检验研究成效。同时，持续关注行业发展动态和人才需求变化，不断优化和完善专业建设模式，确保其持续引领全国水保专业建设方向，带动自然保护与环境生态类专业发展。

三、成果主要研究内容

1. 生态拓维：为治理破旧局，为发展开新径，为人才铸新魂

本研究致力于从根本上重塑生态人才的培养格局，打破传统专业划分过细、知识体系割裂的困局。在知识课程体系层面，推动课程内核从传统的“水、土、气、生”等单要素治理维度，全面升级为涵盖“山、水、林、田、湖、草、沙”全要素的协同治理架构，以此契合“生命共同体”理念对系统性与整体性的核心需求，培养学生宏大的生态观和整体治理思维。

在专业引领层面，聚焦未来生态文明建设的长远需求，通过召集全国同行专家研讨，牵头制定自然保护与环境生态类专业的教学质量国家标准、一流专业与一流课程建设标准，旨在为全国生态人才培养划定高质量基准，为专业发展开辟前瞻性的新路径。

在价值塑造层面，超越单纯的学农知农技能传授，以关君蔚院士“科学家精神基地”为核心载体，通过展陈院士珍贵手稿、放映历史水保影像、开展沉浸式现场教学等多元形式，让学生在触摸科研初心、感悟奋斗历程中，将“泥腿子”科学家精神内化为成长的核心底色，最终实现“学思用贯通、知信行统一”的育人目标，培育出既具精深专业才能，又怀报国赤子之心的新时代生态建设者。

图3 牵头制定国家标准及获批国家科学家精神教育基地

2. 产教融通：破资源壁垒，铸实战平台，育行业尖兵

本研究旨在构建一个深度融合、开放协同的实战育人生态系统，彻底打通人才培养与行业需求之间的壁垒。实施“三导师制”，即融通学业导师、学术导师与行业导师的智慧：由学业导师夯实学生的理论基础，学术导师引领前沿科研思维，行业导师则直接对接一线实践需求与技术动态，从而有效打破校内与校外、理论与实践的固有壁垒。

构建了“国家级-省级-校级-企业”四级立体化的实训体系，具体表现为“5+5+N+N”的模式，以5个国家级野外台站提供宏观生态治理场景，以5个省级科研平台承载中观技术训练，以N个校级基地支撑基础教学，再以N个行业企业对接真实工程任务，为人才实战能力培养提供了坚实且递进的载体。

在此基础上，进一步拓展协同网络，主动联动地方政府、科研院所、覆盖全国重点生态功能区的国家创新联盟以及教育部水保专业虚拟实验室，共同建强一个跨地域、多场景的融通网络。这一网络突破了单一学校在实践地域、成本和场景上的限制，让学生在“虚实融合、真仿结合”的多维度实践中，锤炼解决复杂生态问题的硬本领，从而为生态治理一线持续不断地培育和输送能打仗、打胜仗的高素质行业尖兵。

图4 水保学院现有产教融合平台+教学项目分布示意图

3. 数智铸能：为专业焕新貌，为场域破局限，为人才补代差

本研究直面行业数字化、智能化转型的浪潮，旨在通过全方位的数智赋能，弥合传统人才培养与前沿行业需求之间的“代差”。首先是对专业内核进行数智化重构，运用数智技术，对水土保持等核心专业的课程体系进行升级，通过创建精准的知识图谱、编撰交互式数字教材、打造“数智水保”课程群等一系列举措，实现对教学内容的动态更新与实时响应，确保课程内容始终追踪行业数智前沿，夯实专业转型的核心基础。

其次是突破传统实践教学的场域局限，聚焦于解决“大型工程难参与、极端场景难复刻”等长期痛点，依托国家一流本科虚拟仿真实验教学平台，构建高度仿真的数字实践环境。这不仅强化了学生对专业技术的立体感知和实操能力，更构建了一个不受时空、成本与安全限制的、更灵活全面的实践支撑体系。

最终目标是实现对人才能力的精准铸能，紧扣“智慧水保”对人才数智素养的核心需求，通过开发AI赋能的思政教学体系以筑牢学生的职业认同与家国情怀，通过构建水保领域专业大模型和生态模拟训练平台以锤炼学生运用智能工具解决复杂生态问题的能力。这一系列举措，系统地填补了传统培养模式与行业数智变革间的能力鸿沟，确保了专业建设与人才输出能够紧密跟上甚至引领行业的升级步伐。

图5 AI+多形态课程体系

四、成果创新

1. “生态破维-路径拓新-精魂育人”——理论体系的深度革新

传统“小水保”专业教育长期聚焦水土流失“点状”治理技术，形成的专业惯性与“大生态”系统性治理需求存在明显错配。“生态破维-路径拓新-精魂育人”理论体系的构建和实施，推动了专业从三个层次实现拓维。

在专业内涵上突破“水、土、气”等单一要素的认知边界，完成向“山水林田湖草沙”复杂巨系统治理的战略升维；在发展模式上跳出被动适配水保现状的传统框架，转向主动服务生态文明建设全局，实现从“跟随行业发展”到“引领专业方向”的重大转型；在人才培养上以“泥腿子精神”为价值引领，推动人才属性由“学农知农”技术工程师向“爱农兴农”科学家的关键转变。最终助力水保专业完成从“技术执行者”升级为“战略支撑者”的角色升华。

2. “三导师制-四维实训-多方协同”——实践机制的立体构建

针对水保专业“小单元”产教场景与真实“大系统”行业需求脱节的核心矛盾，“三导师制-四维实训-多方协同”实践机制突破了以高校为单一主体的传统实践教育框架，推动水保专业完成面向行业需求的“教育供给侧改革”。

通过凝聚学业、学术与行业导师的多元智慧，搭建“国家级-省级-校级-企业”的四维实训网络，联动地方政府、科研院所、创新联盟及虚拟教研室等多方主体，将“学校到岗位”的线性成长路径，重构为网络化全链条贯通的“在校即入行”培育环境，让学生在实战中完成从理论吸收到实践应用、从知识学习到创新突破的能力跃迁，精准锻造能直面行业复杂挑战的“行业尖兵”。

3. “数智铸能-虚实融创-精准育才”——育人方法的迭代升级

面对行业数字化转型浪潮，传统水保“小作坊”的专业范式与“大智慧”行业变革的代差日益显著。通过协同构建国家一流虚拟仿真实验教学平台、数字课程群、水保专业大模型、模拟训练平台，将宏大尺度的生态工程、长周期的自然演化过程、高复杂度的AI决策模拟“浓缩复现”于课堂场景，彻底打破传统野外实习中“看不到关键过程、进不去核心场景、降不下实践成本”的困境。

专业教学手段的迭代升级培养了学生在数智驱动下的生态问题研判、系统模拟推演与智能决策优化能力，从根本上填平传统教学与智慧水保行业间的“能力代差”，为行业输送具备前瞻性素养的复合型人才。

图6 水保一流专业建设范式

五、成果推广及应用

1. 人才输出精准对接行业，硬核支撑国家战略落地

本成果所培育的高素质人才，精准契合行业转型升级方向与国家重大战略需求，社会贡献尤为突出。学生在国家级生态环境类赛事中屡创佳绩，累计斩获奖项超100项。“行走在荒漠上的大学生”、“在荒漠中构筑绿色‘长城’”、“我的田野答卷”等特色育人成果，获中央电视台、新华网、光明日报等权威主流媒体深度报道50余次，引发社会广泛关注与强烈反响。

图7 育人成果得到主流媒体广泛报道

毕业生具备扎实的系统治理思维、全域化实践能力与前沿数智素养，就业率与就业质量长期稳居同类专业前列，读研率稳步攀升至68%，连续三年专业对口就业率突破90%。毕业生在岗位上的卓越业绩持续反哺专业声誉，进一步巩固并提升了北林水保在国家生态建设格局中的核心支撑地位，也为专业长效发展与国家生态人才储备注入持续动能。

图8 我院水保专业学生在国际、国家级及省部级比赛中取得佳绩

2. 专业建设破界突围，多维发力铸就全国标杆

本成果所构建的一流专业建设模式，在全国范围内树立了卓越的示范标杆。牵头制定的全国自然保护与环境生态类专业本科教学质量标准、一流专业建设标准和一流课程建设标准，为全国同类专业提供了可复制、可推广的质量框架与发展路径。该模式持续赋能北京林业大学水保学科稳居全国首位，并荣获全国党建工作标杆院系、全国科技先进集体、全国防沙治沙先进集体、全国生态建设突出贡献奖等多项国家级荣誉，同时培育出一大批国家级突出贡献中青年专家、享受国务院政府特殊津贴专家、国家级高层次人才计划入选者、教学名师和育人先锋等顶尖人才。其建设理念与实践经验已被多所高校借鉴采纳，不仅成为传统专业适配新时代要求、服务国家战略的成功范例，更成为新农科建设的标杆范式。

图9 教师团队取得省部级以上的教学成果和相关报道情况

3. 跨校联动破壁垒，资源共享促领域提质增效

    本成果辐射全国20余所自然保护与生态环境类专业高校，形成跨区域、多层次的交流合作机制。依托成果打造的全国首个水保虚拟仿真实验室、2个国家一流虚拟仿真实验教学平台、2门国家级精品资源共享/视频公开课，10门MOOC精品类课程、“数智水保”课程群等，从硬件平台到内容体系全方位赋能，成为汇聚全国优质教学资源、开展跨校协同教学的核心载体。覆盖全国的62个教学实践基地，年均接待外校实践实习8000余人次，科普教育上万人次。

图10 专业建设团队在人才培养与学科发展相关论坛作分享

教学团队在全国水保专业教学研讨会等高端平台作30余场主题报告，深入100余个生态治理重点地市开展技术培训，累计赋能1.2万人次基层人员。成果通过构建跨校协同网络，优质资源全域共享，显著降低了各校专业建设与人才培养的成本，提升了整体教学资源的配置与使用效率，有力促进了全国水保专业领域的协同发展与整体水平提升。