(河南農業(yè)大學林學院,鄭州 450002)
專業(yè)人才培養(yǎng)目標需要通過課程體系的建設來實現(xiàn),每門專業(yè)課程又構成了專業(yè)人才培養(yǎng)方案的基本單元,它是提升人才培養(yǎng)質量的基本保障[1]。在課程體系建設中,專業(yè)核心課程是專業(yè)培養(yǎng)方案的重要架構,它反映了最基本的專業(yè)核心知識,體現(xiàn)了專業(yè)的基本全貌和專業(yè)特色,它與其他專業(yè)課程共同構成了專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系。目前,在堅持“以本為本”、推進“四個回歸”、建設具有中國特色的世界一流本科教育的過程中,要不斷提升專業(yè)建設水平,必須推進專業(yè)課程的建設,而專業(yè)核心課程的建設則是專業(yè)課程建設的重要路徑。
“森林經理學”是林學專業(yè)核心課程,其課程知識幾乎涉及了林學專業(yè)的各門課程內容,是林學專業(yè)綜合性最強的課程之一[2-3]。現(xiàn)代林業(yè)生態(tài)建設的目標已經從以木材生產為主逐漸向木材生產和生態(tài)功能并重的方向轉變,這深刻改變了森林經理學的內涵和外延。在此背景下,“森林經理學”課程知識體系應由傳統(tǒng)的服務于木材生產的用材林經營,轉向服務于以自然資源管理為主、木材生產為輔的森林可持續(xù)經營。因此,“森林經理學”課程知識必須綜合“森林培育學”“森林保護學”“森林生態(tài)學”“自然保護區(qū)學”“林業(yè)經濟學”等課程的相關知識,才能適應現(xiàn)代林業(yè)生態(tài)建設的要求,培養(yǎng)能滿足社會需求的專業(yè)技術人才。
“森林經理學”是一門實踐性很強的課程,僅僅通過課堂的理論教學很難培育出符合新形勢需求的“一專多能”的復合型林業(yè)人才。“森林經理學”課程實踐教學包括課程實驗、綜合實習、課程設計等環(huán)節(jié),涵蓋了儀器使用、林分調查、林業(yè)區(qū)劃、軟件實操、數(shù)據(jù)計算、評估分析等諸多內容,實踐教學課時量已經遠超課堂理論教學。因此,應構建以目標為導向,以知識鏈為主體的實踐教學模式,緊緊圍繞森林調查、經營、決策和管理開展綜合實踐教學。
數(shù)字林業(yè)、智慧林業(yè)已經在林業(yè)生產中生根發(fā)芽,信息技術與林業(yè)調查的深度融合,將大大提升林業(yè)生產的效率。“森林經理學”作為一門和信息技術結合最為緊密的林學專業(yè)核心課程,其理論教學和實踐教學也融入了計算機技術基礎、計算機網絡技術、程序語言與設計、計算機制圖、測量與遙感、地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術,并在森林資源調查規(guī)劃、林業(yè)數(shù)據(jù)庫建設、森林資源管理信息系統(tǒng)開發(fā)與利用等方面得到廣泛應用。
當前,林業(yè)在國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的地位越來越突出,這就要求林學專業(yè)人才培養(yǎng)目標、教學模式、課程體系等也要隨之進行根本性的變革[4-5]。但是,在當前林學專業(yè)課程教學過程中,仍存在著課程結構單一、教學手段落后、信息化水平不高的問題[6],其課程知識已經不適應當前林業(yè)發(fā)展的需要[7]。
長期以來,木材生產一直是傳統(tǒng)林業(yè)的主導,森林經理學科主要研究的是用材林永續(xù)作業(yè)和永續(xù)利用的方法和途徑,而“森林經理學”課程教學也是圍繞森林經營,講授有關森林區(qū)劃、調查、評價、調整、管理森林資源和編制森林經營方案的理論與技術。但是,隨著林業(yè)功能的定位從木材生產轉向生態(tài)建設,“森林經理學”課程教學目標顯然已經不符合新時代林業(yè)發(fā)展的要求。
“森林經理學”是一門實踐性很強的課程,其課程教學內容需要適應林業(yè)的實際生產,但是現(xiàn)有的“森林經理學”課程教學內容存在與實際相脫節(jié)的現(xiàn)象[8]:課程理論教學內容過于空洞,沒有案例實證;有關森林采伐的大部分內容主要還是講解如何確定輪伐期,而沒有引入生態(tài)采伐的概念;有關森林調整課程教學內容講授的還是基于面積輪伐法、材積分配法等方法,但是這些方法在林業(yè)實際生產中已很難應用;森林經營課程內容缺少操作性;關于森林經營方案編制的講授只是羅列編制方案要點,而沒有具體的編制方案的方法和技術。
在“森林經理學”課程教學中,課堂教學采取的仍是教師講學生聽的形式,雖然用大量幻燈片改善了刻板的講授,但是作為實踐性很強的課程,傳統(tǒng)的教學方法無法讓學生較好地掌握課程的核心內容。例如森林經營是個綜合性很強的章節(jié),其內容涉及了“森林生態(tài)學”“森林資源計測學”“森林培育學”“土壤學”等課程知識,學生要掌握這些知識內容,必須到林中去觀察、去調查、經過討論才能取得較好的學習效果。傳統(tǒng)的教學方法,無法調動學生的學習興趣,影響了教學效果的提升。
“森林經理學”專業(yè)核心課程建設是以提升學生培養(yǎng)質量為導向,致力于打造具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的課程。因此,“森林經理學”專業(yè)核心課程建設首先需要全面梳理課程教學內容,拓展課程教學的深度和深度;其次應采取豐富多樣的教學形式,激發(fā)學生的學習興趣,增強課程教學效果;最后還要加強現(xiàn)代信息技術在課程教學中的綜合運用,提高課程信息化水平。同時,“森林經理學”專業(yè)核心課程建設還要堅持理論教學與實踐教學并重,不斷完善實踐教學環(huán)節(jié),提升學生的實踐能力。
1.課程教學內容應體現(xiàn)學科最新理論
在生態(tài)文明建設的背景下,統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理的國策賦予我國林業(yè)生態(tài)建設新的內涵和使命。森林經理學雖經多年的發(fā)展,但其課程知識結構體系和理論明顯滯后于當今林業(yè)的快速發(fā)展[9-10],必須進行相應調整。首先,應以現(xiàn)代森林可持續(xù)經營理論為基礎,探索涵蓋相關基礎課程知識的最新理論和方法。如最新的無人機測繪技術、測樹學技術、高光譜成像技術、近自然經營理論與技術等等。其次,應當完善、優(yōu)化和豐富課程知識結構,形成獨具特色的、適應現(xiàn)代森林經營需求的“森林經理學”課程知識結構體系。如由于森林采伐利用已經不是現(xiàn)代林業(yè)生產的重點,因此應相應減少有關森林采伐的教學內容,同時減少以輪伐期為基礎的同齡林經營教學內容,增加近自然森林經營教學內容;同時隨著信息技術在林業(yè)中的應用越來越廣泛和深入,在教學中應加強現(xiàn)代信息技術在林業(yè)調查規(guī)劃設計中的應用等內容。
2.注重與相關學科的交叉融合,拓展課程教學內容的外延
隨著現(xiàn)代信息技術在森林資源調查中的廣泛運用,森林經理學學科的知識結構也進一步擴大。“森林經理學”課程教學應注重多學科知識的交叉融合,將“森林資源計測學”“林業(yè)試驗設計與統(tǒng)計分析”“森林生態(tài)學”“林業(yè)3S技術”等課程的基礎理論與“森林經理學”課程的基礎理論進行有機結合,以提升課程教學的廣度和深度,進而拓寬學生的知識面,提高學生的綜合素質。
3.課程教學內容應體現(xiàn)地域特色,注重培養(yǎng)學生服務地方經濟發(fā)展的能力
河南省地處我國中原地帶,橫跨北亞熱帶和暖溫帶,植物資源豐富多樣。但同時,河南省又是個森林資源分布不均的省份。因此,“森林經理學”課程教學內容應針對上述地域特點,重點講解過渡帶的植物資源的種類和分布等;針對河南省平原地區(qū)較多的情況,增加有關平原地區(qū)農田防護林體系的內容;在講授森林經營方案時,應將分別處于平原、豫西伏牛山區(qū)、豫南桐柏山區(qū)和豫北太行山低山丘陵區(qū)的4個林場作為案例進行講解,使學生掌握不同區(qū)域森林經營方案的編制要點,為以后服務地方經濟發(fā)展奠定基礎。
1.加大實踐教學的比重
針對“森林經理學”課程實踐性較強特點,應增加實踐教學的比重,探索以“森林經理學”課程知識為主、融合相關課程相關知識的綜合實習的模式。通過開展綜合實習,使學生具備進行森林資源規(guī)劃設計調查的能力,具備森林評價、森林成熟齡與經營周期的確定、森林采伐量確定等方面的計算能力;具備使用3S技術進行森林區(qū)劃與調查、森林結構調整模型的構建和上機求解的能力。在實踐教學中,筆者還為學生推薦了奧維互動地圖、手機測樹高app、拍照識花app等與野外調查有關的手機應用,充分調動了學生參與實踐學習的積極性。
2.建設完備的實踐教學體系
經過多年的教學實踐,河南農業(yè)大學“森林經理學”課程形成了較為完備的實踐環(huán)節(jié),即林區(qū)綜合教學實習。為了解決“森林經理學”課程實踐教學內容與林業(yè)實際生產相脫節(jié)的問題,課程組打破原有的以課程內容為主的實踐教學模式,逐步建立了以目標為導向、融合“森林經理學”“森林資源計測學”“土壤學”“森林生態(tài)學”“林業(yè)3S技術”等多門課程核心知識的實習模式,圍繞森林調查、經營、決策和管理開展綜合實習。綜合實習內容包括以下三方面。一是以小組為單位提供一套完整的森林資源調查的成果。二是要完成課程設計。學生利用綜合實習獲取的森林資源調查數(shù)據(jù),運用所學的理論、技術和方法,統(tǒng)計和分析森林資源動態(tài),安排經營計劃,確立各種經營措施,最終完成一個所調查林區(qū)的森林經營方案。三是要完成課程實驗。針對課堂教學中基礎知識和重要的理論問題,確立實驗訓練內容,全面開展采伐量的計算、森林評價、樣方調查等等,以加深學生對理論知識的理解。
3.加強實驗設施的建設
實踐教學是核心課程建設的精髓和重要抓手,是培養(yǎng)學生具備就業(yè)競爭力的重要途徑[11-12],而實驗儀器設備等設施建設則是實踐教學順利開展的保證。近年來,河南農業(yè)大學林學院先后購置了手持GPS、森林調查儀器——星源通森林調查儀、林地定位儀、激光測距儀以及數(shù)據(jù)分析軟件等,同時不斷加強實驗室的改造與建設,為“森林經理學”課程實踐教學效果的提升創(chuàng)造了條件。
4.編寫實踐教學指導書
課程組針對課堂理論教學的特點、林業(yè)生產的實際情況和學生的需求,組織編寫了《森林經理學綜合實踐教學指導書》,包括了課程實驗、實習和課程設計等教學內容,具有系統(tǒng)性、綜合性和可操作性的特點。指導書主要介紹了地形圖識別和森林調查儀器(手持GPS、羅盤儀、激光測距儀等)的使用方法、森林區(qū)劃技術、森林調查技術標準、小班調查、森林經營條件與經營模式分析等。指導書還提供了實習林區(qū)的地形圖、遙感地圖、林相圖、小區(qū)區(qū)劃圖等資料以及多個森林經營案例。指導書既有儀器設備的使用方法,又有具體的森林調查技術標準,還有對森林經營案例的分析,對實踐教學起到了指導的作用。
根據(jù)“森林經理學”課程應用性強、綜合性高的特點,筆者采取了多樣化的教學組織形式。
1.設立林間課堂
林間課堂就是在森林中開展教學的方式。近年來,筆者在不同立地條件、不同森林類型、不同林分條件和不同經營目的林分中開展課堂教學,引導學生觀察諸如土壤、坡向和坡位等環(huán)境因子,分析林木生長環(huán)境和生長發(fā)育情況,觀察林下更新和森林保護情況,討論森林經營存在的問題和解決方法,進而形成森林經營目標和具體措施,制定森林經營方案。相比于教室里的課堂教學,林間課堂教學更具直觀性,學生更愿意在此環(huán)境里進行思考和討論,教師也更容易調動學生學習的積極性。
2.開展課程設計
在開展“森林經理學”課程綜合實習時,筆者要求學生以小組為單位,根據(jù)現(xiàn)場調查獲取的實習林區(qū)森林資源規(guī)劃設計調查數(shù)據(jù),綜合運用“森林經理學”課程及相關課程知識,編寫出一套完整的森林經營方案作為課程設計成果,以鍛煉學生開展小班區(qū)劃、計算和匯總小班面積和蓄積數(shù)據(jù)、分析調查林區(qū)森林經營成效、編制森林經營方案等實際工作能力。同時,筆者對森林經營方案的編制技術和編制內容進行了統(tǒng)籌安排,用GIS技術繪制林相圖、進行森林功能區(qū)區(qū)劃、計算采伐限額、開展森林分類經營和全周期森林經營等。
3.開設專題講座
為了將森林經理學科發(fā)展的前沿問題和生產實踐中的重大問題(如林業(yè)應對氣候變化、近自然經營、林業(yè)碳匯、森林認證等)引入教學,筆者在開展理論教學的同時,還設置了專題講座教學環(huán)節(jié)。通過多媒體課件和圖像資料,讓學生了解國際和國內林業(yè)生產中人們最為關心的重大問題和敏感問題。專題講座的內容應根據(jù)全球和國家林業(yè)發(fā)展的趨勢和進程,不斷進行增加、調整和更新。
4.實施案例教學
案例教學是一種開放式、互動式的教學方式。針對“森林經理學”課程實踐性強的特點,在教學過程中,筆者通過對教學案例的分析和討論,幫助學生鞏固專業(yè)知識,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。教學案例可以是區(qū)域林業(yè)發(fā)展或企事業(yè)單位生產和經營、管理活動中發(fā)生的具有典型性的事件或實例。例如,在講授森林經營內容時,筆者結合最新的研究成果和當前森林經營的熱點,建立了黃柏山林場森林可持續(xù)經營實踐案例庫,其中包括6個典型案例:一是針葉純林改培為針闊混交異齡復層林、二是黃山松人工林大徑材培育、三是人工針闊混交林近自然經營、四是人工杉木純林近自然經營、五是黃山松人工林撫育間伐綜合效益核算、六是珍稀樹種混交林營造與經營等。通過上述案例的講解,使學生對當前森林經營中采取的主要方法和技術有了更為深刻的理解和認識,同時使學生認識到,通過森林經營可極大地提高現(xiàn)有森林綜合效益,增強學生對林業(yè)發(fā)展的信心。
隨著現(xiàn)代科學技術的日新月異,信息技術、測繪技術、人工智能等對林業(yè)發(fā)展起到重要的推動作用[13]。所以,將信息技術融入課堂教學、實驗教學和野外實習等各個環(huán)節(jié),可以取得較好的效果。在“森林經理學”專業(yè)核心課程的建設中,課程組建設了森林經理學在線開放課程,可以同時開展線上線下教學活動,拓寬教師與學生交流的渠道;同時通過網絡教學平臺布置課程作業(yè)、發(fā)布課程信息、共享課程參考資料等,豐富了教學內容和形式;在實驗和實習環(huán)節(jié),學院購置了林業(yè)調查的專業(yè)移動智能調查平臺——林調通和平板電腦,學生可以在平板電腦上進行小班勾繪;購置激光測距儀、林地定位儀、無人機等信息化設備,讓學生了解并掌握最新的林業(yè)調查手段;在實踐環(huán)節(jié),筆者讓學生使用地理信息系統(tǒng)軟件勾繪小班圖,進行小班數(shù)據(jù)管理。通過信息技術與課程教學的融合,激發(fā)了學生的學習興趣,開拓了學生視野,增強了學生的實踐操作技能。
專業(yè)核心課程的國際化建設對于提升林學專業(yè)的國際化水平具有十分重要的現(xiàn)實意義。因此,在“森林經理學”專業(yè)核心課程的建設中,一是要不斷跟蹤國際和國內林業(yè)發(fā)展動態(tài),持續(xù)更新教學內容;二是應在課堂教學中引入大量的外文文獻和森林經營方面的最新進展:三是理論教學的課件可以嘗試采用中英文對照的方式進行制作,以提升學生的英語水平;四是課程的核心內容可以采用雙語教學;五是課程主要內容應配備最新的英文參考資料,并為學生提供大量的國外網絡教學資源等。
經過多年建設,河南農業(yè)大學“森林經理學”專業(yè)核心課程已成為校級精品課程、校級專業(yè)核心建設課程和校級在線開放課程,“森林經理學”課程教學團隊被評為校級優(yōu)秀教學團隊。“森林經理學”課程知識結構體系得到全面優(yōu)化,教學模式得到創(chuàng)新,學生實踐能力得到全面提高,人才培養(yǎng)質量得到顯著提升。
針對“森林經理學”課程整合不夠靈活、人才培養(yǎng)指向性弱、對新知識更新不及時等問題,課程組以學生為中心,圍繞課程教學目標進行了課程知識結構體系的優(yōu)化,融合相關學科知識,構建了“立體化”的課程知識結構體系,引入了近自然森林經營、森林認證、碳匯林業(yè)、森林多功能性評價和智慧林業(yè)等理論和技術等內容,使課程知識結構體系得到全面優(yōu)化和提升。
森林經理學”課程將校內課堂教學、校內實驗與校外實習基地的實踐教學相結合,將線下學習和線上資源學習相結合,突出案例教學在教學中的支撐作用,積極開展探究式、研討式教學,充分調動了學生學習的積極性、主動性,增強了學生對理論知識的系統(tǒng)性理解,拓寬了學生的視野,提高了學生對課程的認知度,多元化的教學形式拓寬了學生獲取知識的渠道,進一步培養(yǎng)了學生的專業(yè)興趣。
通過強化實踐教學環(huán)節(jié),課程組積極組織學生參加大學生實踐創(chuàng)新項目的申報和指導工作,同時合理引導,因材施教,讓有興趣、有能力的學生參與導師的科研課題。同時在實踐教學中,增加了遙感圖像識別、小班數(shù)字化、專題制圖等實踐教學環(huán)節(jié),使學生的綜合實踐能力得到明顯提升。