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面向一流学科的森林工程创新型复合人才培养体系研究与实践

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面向一流学科的森林工程创新型复合人才培养体系研究与实践 为了解决现行林业工程类人才培养模式单一问题及人才培养与社会需求吻合度问题,加强学生的创新创业能力培养,面向林业工程一流学科建设,依托森林工程国家重点学科和森林工程国家特色专业、森林工程国家教学示范中心、森林工程国家虚拟仿真实验教学中心建设,以及黑龙江省高等教育教学改革工程项目“森林工程专业实验教学体系与实验平台建设的研究”、“构建融合中美特色的森林工程专业本科人才培养模式研究”、“森林工程虚拟仿真实验教学中心建设研究与实践”、“森林工程卓越农林人才培养计划研究与实践”等教学改革成果,探索和研究森林工程创新型复合人才培养体系,经过5年建设与实践,取得了一系列成果。 1.成果简介及主要解决的教学问题     牵头起草并制定了《森林工程本科专业教学质量国家标准》 作为教育部林业工程教学指导委员会森林工程学组组长单位,于2013-2014年间,组织国内相关院校森林工程类相关专业负责人及骨干教师,经多次讨论、修改,制定了《森林工程本科专业教学质量国家标准》,并于2014年7月最终讨论通过,获得教育部批准并实施。         确定了森林工程专业创新型复合人才培养模式 根据国家创新创业型人才培养的总体要求及教学质量国家标准,提出了“3+2”创新型复合人才培养模式。构建了学科专业交叉融合、教学与科研实践融合、创新创业与专业教育融合的“三融合”理论教学体系,建立了“三层次、四模块、五方向”的创新创业实验实训教学新体系。     构建了森林工程实验实训平台 建立了特色鲜明、示范作用突出的森林工程实验实训平台。实验实训以培养创新型人才为主线,重点建成了10个实验实训系统。     创建了沉浸式木材生产虚拟仿真实验教学平台 创建了基于虚拟现实技术的沉浸式木材生产虚拟仿真软硬件平台。融合国内外虚拟仿真最新理念与技术,结合我国现代木材生产发展的实际需要,创建、开发了国内首个大型沉浸式木材生产虚拟仿真软硬件平台。 主要解决的教学问题:①原有的人才培养模式单一及教学体系不适应高素质创新型人才培养的要求;②原有理论教学与实践教学体系衔接性较差,不符合现代森工发展需要;③原有实验技术与手段相对落后,实验内容系统性不强、实训性欠缺,不能满足现代森林工程实验教学要求;④教学实践实训活动场地受限,满足不了森林工程专业创新型复合人才培养的要求。 2.成果解决教学问题的方法 (1)解决人才培养模式单一问题及人才培养与社会需求吻合度问题 森林工程专业本科人才培养强调多学科领域知识的交叉与融合,以培养学生的创造性思维和解决实际问题的能力为主导思想,注重学生双创能力的提升。坚持以先进理念引导高水平教学质量,在人才培养中,强调夯实基础、强化能力、突出创新,培养具有创新意识、工程意识、服务于林业生态体系和产业体系的高素质复合人才。森林工程专业人才培养以社会需求为导向,以“创新型、复合型、高素质、重能力”为指导原则,培养的人才服务于林业,辐射到中铁、中建、中核、起重机械等相关行业,就业面更加广阔。 (2)解决理论教学体系和实践教学体系有机衔接问题 通过“三融合”,即将学科与专业相结合、教学与科研相结合以及创新创业教育与专业教育相结合的方法,重视专业和学科知识在森林工程领域实际问题上的综合应用,培养学生解决工程实际问题的能力,激发学生自主创新的积极性和主动性,从而提高学生的创新和创业能力。 (3)解决实验教学体系不适应高素质创新人才培养及实验教学手段落后问题 实验教学以培养学生的创造性思维和解决实际问题的能力为主导思想,从人才培养体系整体出发,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接、系统科学的实验教学体系。引入集成信息技术、先进的工程技术等现代技术,改造传统的实验教学内容和实验技术方法,增加设计性、综合性、创新性实验项目。 (4)拓展实践领域,丰富教学内容,降低成本和风险,开展绿色实验教学 创造性地建设与应用高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等教学资源,融合虚拟现实、沉浸式体验、体感操作、三维视觉体验等现代高科技,通过森林工程虚拟仿真实验实训平台,全方位、立体化真实再现森林工程学科实践实训场景,有效解决了野外实验实训的受限性,借助虚拟仿真技术让小课堂变成了大型实践实训基地。 3.成果的创新点 (1)面向一流学科,依托专业优势,开拓国际视野,培养“双创”人才。 人才培养是本科教育的根本,一流本科教育教学是一流学科建设的重要基础和基本特征。依托森林工程国家级特色专业优势,构建面向林业工程一流学科建设、融合中外先进教学理念、着力于学生创新创业能力提升和国际视野开拓的森林工程人才培养体系。 (2)“3+2”创新型复合人才培养模式的建立 根据国家创新创业型人才培养的总体要求及教学质量国家标准,提出了“3+2”创新型复合人才培养模式。“3”是指学科专业交叉融合、教学与科研实践融合、创新创业与专业教育融合的“三融合”理论教学体系;“2”是指协同创新和自主创业能力的培养。 (3)“三层次、四模块、五方向”的实验教学体系构建 按不同培养方向,分模块、分层次渐进式全面培养和训练学生的实践能力和创新能力。构建了“三层次(基础型、综合型和创新型实验教学层次)、四模块(基础模块、专业模块、综合模块和野外实训模块)、五方向(森林作业科学与技术、木材工程、林业装备工程、林区交通与林产品物流工程、森工管理与信息工程)”的实验教学新体系。 (4)“虚拟现实”促实践实训,小课堂变身实训大基地 森林工程虚拟仿真实验教学平台遵循“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则,以优质资源共享机制为核心,以信息化实验教学资源为重点,将“虚拟现实”技术引入课堂,让学生身临其境,更好地领会教学内容,获得更深刻的学习感受,全面提高了森林工程专业学生的创新能力和实践能力。 4.成果的推广应用效果 (1)森林工程专业创新型复合人才培养的研究与实践,已在东北林业大学森林工程专业人才培养中全面实施应用,并获得了极其显著的成效。 ①学生的实践能力和综合素质得到了迅速提高,受到上级教育主管部门和社会用人单位广泛认可,就业率逐年提高,近5年一次就业率平均96.84%。 ②森林工程专业的整体水平得到了极大提升,先后进入了黑龙江省重点专业、国家级特色专业的行列。森林工程专业入选黑龙江省“卓越农业人才教育培养计划”改革试点专业之一(2013年),入选教育部、农业部以及国家林业局联合 “卓越农林人才教育培养计划”复合应用型改革试点专业(2014年)。森林工程实验教学中心先后获批为国家级教学示范中心(2010年)、国家级虚拟仿真实验教学中心(2013年)。 ③共获得国家实用新型和发明专利32项,计算机软件著作权7份,发表教改论文16篇,其中被EI或ISTP检索3篇,编写并出版教材8部,其中“十一五”规划教材3部,被国内10余所高校采用; ④项目组成员主持省部级教改项目6项以及校级教改项目3项;《木材生产技术与管理》课程先后获黑龙江省精品课、国家双语示范课程称号; ⑤学生综合素质和能力显著提高,完成国家级、校级等大学生创新创业训练项目40余项,其中国家级27项,获批专利53项。 (2)教育部林业工程类教学指导委员会对依托森林工程国家级特色专业优势,构建面向林业工程一流学科建设、融合中外先进教学理念、着力于学生创新创业能力提升和国际视野开拓的森林工程人才培养体系给予高度肯定并建议推广。 分别于2010年11月(南京)《森林工程本科专业规范》修订和《森林工程本科专业“十二五”发展规划》讨论会、教育部林业工程类专业教学指导委员会森林工程学组2016年度第一次、二次会议、2011年8月(北京)“林业工程一级学科博士学位、硕士学位、本科专业人才培养方案”审定会上建议在全国森林工程专业推广该人才培养体系,并在《森林工程本科专业规范》制定和《森林工程本科专业人才培养方案》起草中采用了该人才培养体系。 (3) “三层次、四模块、五方向”的实验教学体系已在福建农林大学等6所高校进行了推广试行。 智能多媒体木材生产规划实验系统和原木集运材索道实验系统福建农林大学已建设完成,智能多媒体木材生产规划实验系统南京林业大学正在建设,其全部设计图纸源于东北林业大学森林工程实验教学中心。近年来,国内开设有森林工程专业本科人才培养的农林高等院校专家和教师纷纷前来参观和学习,给予了高度评价。美国、加拿大、荷兰、日本、韩国等国家林业高校的著名专家学者就实验教学模式、教学方法等问题到森林工程国家实验教学示范中心和国家虚拟仿真实验教学中心参观学习和交流,使两个中心的影响力和知名度进一步扩大。 (4)森林工程虚拟仿真实验教学中心为国内同领域首家虚拟仿真实验中心,开拓实验实践新领域,引领实验实践新模式。 ①校内共享:森林工程虚拟仿真实验教学中心的教学资源面向全校师生开放,校内的学生可以通过校园网登录中心的网站进行自主学习,也可以预约后到实验中心进行实际操作。虚拟仿真实验教学中心的教学体系及其管理模式对专业课程的改革和其它实验课程的建设起到了良好的促进作用; ②与国内同类院校的共享:由于森林可视化经营虚拟仿真实验系统、森林作业虚拟仿真实验系统、架空索道虚拟实验系统等已达到国内同领域一流水平,在国内已有较大的影响,已与国内设有森林工程类专业的高校建立合作共享,使我们的虚拟仿真实验室对合作院校的教师及学生开放,实现资源利用的最大化; ③企业共享:由于森林工程虚拟仿真实验教学中心在建设过程中,是采用校企合作的形式来完成的,因此,校企共享建设成果。虚拟仿真实验教学中心定期对10余个合作企业相关人员进行培训,从而达到校企共享,实现资源利用最大化。