新工科背景下林业智能装备与信息工程研究生培养模式初探

［摘 要］ 当前，工程类学科与智能化、信息化趋势的交叉融合已成大局，内蒙古农业大学森林工程学科在新工科内涵要求下，有机整合学科资源，调整优化学科布局，凝练学科发展方向，设立林业智能装备与信息工程方向。利用CiteSpace图文可视化分析技术，通过对2015—2023年近500篇相关文献关键词等信息进行共现和聚类分析，结合新时代下林业智能装备与信息工程建设发展要求，从专业硕士培养方案制订、目标定位、课程设置、导师团队建设及校企合作等方面进行研究培养模式的探讨，旨在为新时代林业智能装备与信息工程研究生人才的培养模式、实现路径提供参考。

［关键词］ 研究生；培养模式；林业智能装备；CiteSpace

［基金项目］ 2022年度（财政资金）高等教育改革发展项目—2022年内蒙古自治区研究生教育教学改革建设项目“新工科背景下森林工程学科林业智能装备与信息工程方向研究生培养模式探索”（RC2200000858）

［作者简介］ 裴志永（1979—），男，内蒙古赤峰人，博士，内蒙古农业大学能源与交通工程学院教授，博士生导师，主要从事森林资源开发与环境工程研究。

［中图分类号］ G643.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）02-0105-04 ［收稿日期］ 2023-06-30

一、林业智能装备与信息工程研究生培养背景

（一）国家战略部署

党的十八大以来，生态文明建设成为中国特色社会主义“五位一体”总体布局重要组成部分。《“十四五”林业草原保护发展规划纲要》指出，要做优做强林草产业，发展国家级特色林草产品优势区和示范园区［1］。而林业智能装备是林业产业现代化的基础，是推进新型林业体系建设、打造生态发展体系、实现碳达峰碳中和目标的内在要求。

（二）行业发展需求

在芬兰、日本、挪威、加拿大、美国等林业发达国家，智慧林业已经兴起，营林装备、抚育设备、森保装备、筑路养路装备、采运装备等各类林业装备与大数据、信息技术及人工智能深度融合，多种新型林业智能装备应运而生［2-3］。整体而言，国外林业装备行业正在向着自动化、智能化、信息化、便携化等方向发展［4-5］。这也是我国制造业发展的趋势，新的林业生产方式和生产技术催生了林业机械装备智能化和林业数据信息化的需求。据不完全统计，目前我国林业机械制造业总产值约1 000亿元，居世界前列。在满足国内林业建设需要的同时，我国林业机械制造业开始走向国际舞台。2020年主要林业装备进出口总额超过600亿元，产品销往150多个国家和地区［6］。在税费减免政策的支持下及智能信息技术的参与下，林业机械装备行业有很好的发展空间。

（三）高校科研院所相关学科积极参与

当前我国工科建设面临严峻挑战，教育部推进实施“复旦共识”“天大行动”“北京指南”，提出了新工科建设。新工科包括新的工科专业和工科专业的新要求两方面；新的工科专业主要指人工智能、智能制造、机器人、云计算等原来没有的专业；工科专业的新要求内涵是原有工科专业需要升级改造，提出符合时代潮流的新工程教育理念、新学科专业结构、新人才培养模式、新教育教学质量评估体系等［7］。在新工科建设内涵的要求下，林业智能装备专业的相关高校科研院所相关学科积极参与。2013年，浙江农林大学成立了浙江省林业智能装备与物联网技术研究重点实验室，推进智慧林业建设，培养林业信息技术人才；2021年，北京林业大学工学院与北京林业机械研究所签署战略合作框架协议，旨在通过提升林草机械装备科研水平来服务林草事业发展和现代化建设，培养行业优秀人才；同年，东北林业大学正式成立国家林业草原人工智能与装备工程技术研究中心，培养专业化林草人工智能人才；2022年，南京林业大学工学院作为共同发起单位加入教育部智能林业装备人才培养模式虚拟教研室［8］；同年，福建省林业科学研究院林业智能装备创新团队正式成立，主要从事林业装备和信息化研究，主要研发方向包括南方丘陵山地机械化营林技术与装备研究、木竹加工智能自动化、信息化技术研究、森林资源调查与管理信息化技术研究。

内蒙古农业大学森林工程学科林业智能装备与信息工程方向是在国家战略部署、行业发展需求及新工科内涵要求下，有机整合学科资源，调整优化学科布局，凝练学科发展方向，在传统林业机械装备的基础上，结合新时代大数据、人工智能等新工科领域所设立的新方向。

二、专业型硕士学位研究生培养模式分析

我校林业智能装备与信息工程方向研究生授予学位为专业型硕士学位，精准把握专业型硕士研究生培养模式的发展方向，有利于专业培养方案、课程设置、科研实践训练、导师团队、评价考核机制的制定与建立。为进一步掌握专业型硕士研究生培养模式的研究热点及趋势，本文以专业型硕士研究生培养模式为主题，提取知网平台中的数据库中2015—2023年发表的近500份相关度较高的文献样本，运用CiteSpace关键词聚类可视化分析的方法进行了研究，结果如图1所示。

由图1可知，共纳入节点224个，连线509条，网络密度0.020 4；其中，校企合作、产教融合、工程实践、双导师、培养机制等关键词高频出现，这与教育部《关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》的培养方向保持一致，对于专业型硕士研究生，高校要重点培养其工程实践的应用能力，要与传统培养学术型硕士研究生的模式区别开，与学硕同质化的培养模式不适合培养专业型硕士研究生。

三、林业智能装备与信息工程方向研究生培养模式的实现路径

通过上述专业型硕士学位研究生培养模式分析可知，林业智能装备与信息工程方向研究生培养要贯彻和强调实践性和应用性；结合学校定位、专业特色，借助学科平台建设、研究生联合培养基地建设，培养学生工程技术应用能力。本文从人才培养方案定位、课程改革、校企合作培养模式和培育创新团队四个方面对林业智能装备与信息工程方向研究生培养模式的实现路径进行介绍。

（一）精准定位人才培养方案的指导思想

内蒙古农业大学林业智能装备与信息工程作为地方农林院校学科发展方向，旨在服务自治区乡村振兴和林业产业现代化，为推动地方区域经济社会发展培养专业化、市场化、应用复合型高层次人才队伍，同时融合了机械设计、车辆工程、计算机科学、信息技术、交通工程、生态学、人文科学等多个学科的交叉型专业，所以人才培养方案的制订应在如何凸显新工科背景下具有工农交叉特色的工程教育组织模式、如何满足林业产业现代化、乡村振兴及区域经济社会发展对工程技术人才的知识、能力和素质的要求等方面，理性思考，精准定位［9］，形成以“立德树人”为本，以“智能+”为导向，以“校企合作”为着力点，以“服务行业产业”为目标的林业装备行业特色人才培养模式。具体应从以下几方面入手：（1）具有能扎根林业、守好林业不畏艰难困苦的家国情怀，学会用马克思主义思想观察时代、解读时代、引领时代；（2）具备基础理论扎实，知识涉猎广泛，熟悉机械设计、车辆工程、计算机科学、信息技术、交通工程、生态学、大数据等相关领域等方面的基本理论；（3）善于思考，勤于动手，在实践中培养知识运用和问题解决能力；（4）具有探索精神和创新能力，善于从不同的角度发现问题，形成新的思维和观点，取得新的研究成果。

（二）专业课程设置改革转型

目前，专业型学位研究生在专业课程设置上存在课程设置理科化，理论性强，缺乏实验、技能等训练；课程内容本科同质化，在课程的深度和广度上提升不明显，内容陈旧，缺乏前沿；课程学分比例不平衡，科研实践训练学分和理论课学习学分占总学时的比例悬殊［10-11］等问题。以主要的几所林业类高校北京林业大学、东北林业大学、浙江农林大学、西南林业大学、中南林业大学中关于林业智能机械制造、林业信息工程及自动化方向的相关专业为例，其硕士期间的总学分在28～34学分之间，科研实践训练仅占2～6学分，科研实践训练学分占比不超30%。我校林业智能装备与信息工程方向也存在同样问题，专业型学术研究生学制为2年，有效科研时间基本为0.5年，科研实践严重不足。

课程是人才培养载体的方式之一，人才培养要转型，课程建设也需要转型。除了夯实学生的专业基础知识的理论、积极开发学科交叉前沿课程外，打破了以往一贯“知识—应用—知识”“先学后用”式的学习链条，构建了“应用—知识—应用”“在做中学”的新链条，打造企业化的综合性大课，以案例项目为载体，通过分解项目，形成“任务包”式的课程，学习内容任务化，学生角色岗位化，学习时间无课时化，教学师资团队化，学生管理市场化，考核方式综合化［12］。用实际任务驱动自主学习，激发学生的创造力和实践能力。这种任务型驱动型课程规模小，知识领域宽，能因材施教，将“在做中学，在学中做”融为一体，综合性强。

（三）加强校企联合培养

我国高等教育“产能过剩”和“需求不足”的结构性失衡问题愈发凸显，理解“教育是双向奔赴，不能单打独斗”是破解这一矛盾的前提，研究生教育在校企联合培养协助下，可实现项目合作、资源共享、平台共建等优势，不仅让学生在一线研发中积累经验，提升研究生推进项目的实战能力，也可以帮助企业解决“卡脖子”问题。北京林业大学林业与环境特种装备研究所与广西森工集团针对林木采伐急需的智能化采集装备进行全力研发合作，先后完成了SGH1600型伐木机、SGV750型集材车、FS16型森林资源调查机器人的研发工作［8］；东北林业大学与龙江森工集团在林业智能装备领域就人才培养与就业、科技创新和成果转化、学校优势学科与企业融合发展等方面建立合作伙伴关系。

内蒙古有独特的水林田湖草沙生态系统，林业企业较多，国家林业重点龙头企业有12家，我校森林工程学科可利用自身优势与企业积极开展合作，实行“委托培养，双导师制”，在企业内部设立研究生工作站，遴选高职称工程技术人员作为校外导师，以项目案例为学习内容，培养研究生把校内虚拟仿真的工程场景与企业开展的工程现场式实践训练相结合，通过完整的案例实践，使学生不仅对专业基础理论有了更深的理解，掌握了相关交叉学科的基本理论，同时能了解行业前沿动态、先进智能化技术，培养学生工程实践能力和工程项目管理能力。

（四）加强完善导师团队建设

在“双一流”和新工科建设背景下，研究生培养离不开坚强有力的导师团队，培育有实力的导师团队是培养研究生的关键。森林工程学科在跨学科平台建设方面能力有限，对有人工智能、信息技术专业背景的高端人才吸引力不足，作为学科新兴交叉型研究方向，林业智能装备与信息工程导师团队师资力量薄弱，体制机制激励不足，评价考核机制陈旧，导致团队在建设中存在许多障碍。

加强完善导师团队建设，主要从团队科研能力、梯队组织构建、考核评价三方面进行［13］。首先，团队科研能力可从“内”和“外”两个方面入手，对团队内部成员要通过以赛促研、以研导学的方式进行自主积极的培养，国家挑战杯、“双创”大赛及各类行业比赛都是驱动学习、激发创新的有力手段；鼓励团队成员进企业挂职锻炼，通过产学研合作，关注领域前沿发展动向和核心技术，养成与时俱进、坚持终身学习的态度，可运用工程信息技术手段进行相关的研究和教学。对外要通过跨学科、跨学院、跨学校、跨行业多维度引进人才，通过与重大科研项目合作聘请研究机构、企事业单位等相关行业和机构的科研管理人员担任兼职导师，充分挖掘社会资源，落实“双导师”制。其次，团队梯队组织科学合理，培养德才兼备的学科带头人，有可持续发展的骨干队伍，改革研究生导师遴选机制，形成“重德行，轻职称；重能力，轻经费”的人才选拔理念，科学公平的考核评价激励约束机制是团队稳定发展的保障，定期对团队成员的研究成果个人贡献严格量化考核，使更多有能力的青年教师在导师团队中快速成长。

结语

科技成果推广转化是内蒙古自治区“十四五”林业产业科技能力提升的重点方向，高校作为多元化科技推广体系中的重要组成部分，亟须培养应用型、复合型的林业工程专业人才。人才培养模式是与时俱进、因校制宜、多元灵活的，同时需要社会各方主体积极参与，林业智能装备与信息工程方向通过科学合理的人才培养模式，定会为自治区林业产业发展培养更多应用复合型的“兴林人”。