中美高校森林工程專業發展現狀的比較及啟示

高志勇 耿一田

(東北林業大學工程技術學院，哈爾濱 150040)

森林工程專業是關乎長期環境與經濟效益林業問題解決方案的工科專業，森林工程學科是以森林資源建設與保護、開發與利用為目的的一門綜合性應用學科[1]。我國森林工程學科的發展密切結合林業建設、林業生產和林業科技發展需要的實際，以21世紀林業兩大體系(比較完備的生態體系和比較發達的產業體系)建設為依托，旨在顯著提高我國森林工程領域的科研水平和高層次人才培養的質量，并在整體上達到國際先進水平。目前，森林工程學科已形成木材高效節約利用、林業裝備工程及工程測試、林區交通與物流工程、森林工程管理與林業信息工程、森林作業與環境及安全保護、森工產品檢測及生物能源開發利用等6個特色鮮明、優勢明顯的研究體系。有關統計顯示，美國1999年開設森林工程或森林作業專業的高等林業院校有17所，而2009年只有10所大學開設了該類專業[2]。目前，我國有東北林業大學、北京林業大學、南京林業大學、福建農林大學、中南林業科技大學、西南林業大學和內蒙古農業大學等7所高校設置了森林工程專業(包括碩士、博士點)。筆者從辦學定位、師資情況和主要研究方向等方面入手，對中美高校的森林工程專業發展現狀進行了比較分析。

一、美國高校森林工程專業發展現狀

(一)俄勒岡州立大學

1.專業定位

俄勒岡州立大學的森林工程專業設在林學院(college of forestry)，下設森林工程(4年制)和森林工程/土木工程(5年制)2個分支[3]。其中，森林工程專業重視評估工程系統所需的分析技能，以及將森林作業的機械和經濟要求與森林的生物要求以及保護土壤和水資源的需要結合起來。森林工程/土木工程專業與土木與建筑工程學院合作教學，學生能夠獲得森林工程理學學士學位和土木工程理學學士學位。

2.人才培養目標

俄勒岡州立大學森林工程專業的人才培養目標是培養能夠實施復雜森林和自然資源作業的森林工程師——所有森林作業的技術骨干，該專業畢業生能夠進入私營木材公司、政府機構、工程公司和林業咨詢公司等就業。

俄勒岡州立大學森林工程專業明確要求畢業生應該擁有以下幾方面的能力：①應用工程、科學和數學原理等識別、制定和解決復雜工程問題的能力；②在考慮公共健康、安全和福利以及全球、文化、社會、環境的情況下，應用工程設計制定滿足特定需求的解決方案的能力；③與一系列受眾進行有效溝通的能力；④在工程環境中認識到道德和專業責任并做出明智判斷的能力；⑤在團隊中有效運作的能力；⑥開發和進行適當實驗、分析和解釋數據、利用工程判斷得出結論的能力；⑦根據需要獲取和應用新知識的能力；⑧開發實現造林目標的工程森林作業的能力；⑨開發適當保護土壤和水資源的工程森林作業的能力；⑩調查和測量土地和森林資源的能力；設計和管理森林運輸的能力；規劃和管理安全的能力；將環境和經濟背景下的長期林地管理和業務規劃納入森林業務計劃的能力。

3.課程設置

如圖1所示，美國俄勒岡州立大學森林工程專業的課程體系以基礎課程(包括基本科學和基本數學方面的課程)為基礎，以森林科學和工程科學的課程作為從基礎學科到森林管理和森林工程科學的過渡；以森林工程的綜合分析和設計作為課程體系的最頂層結構。該課程體系是建立在專業基礎理論知識、方法和技能的學習之上的，標志著森林工程專業本科課程體系構建的最終目標是實現理論與實踐的結合[4]。

圖1 俄勒岡州立大學森林工程專業課程體系

4.研究方向

俄勒岡州立大學的森林工程專業為畢業生提供了進入森林工程不同專業領域的就業準備，包括就業準備計劃和復雜的林業和自然資源問題的解決方案，如林路位置和設計、森林運輸管理、木材供應采購、采伐、森林作業的計劃和控制等。為了實現教育目標，俄勒岡州立大學森林工程專業的研究方向較為廣泛，包括林業環境工程、林業原理、水土資源保護、土木工程測量、森林運輸、森林采伐、森工規劃和經濟等。

5.師資配備

俄勒岡州立大學被稱為森林工程的“黃埔軍校”，為世界各國森林工程專業輸送了大量的師資。不言而喻，其本身的師資力量也是很強大的。統計數據顯示，俄勒岡州立大學森林工程專業現有教授10人、副教授14人、講師11人。其中，著名教授之一Woodam Chung教授，本科和碩士階段就讀于首爾大學林學專業，博士階段就讀于俄勒岡州立大學森林工程專業，主要研究領域為森林作業規劃與管理；另一位著名教授Michael Wing副教授，本科和碩士階段就讀于俄勒岡大學，博士階段就讀于俄勒岡州立大學森林資源專業，現就職于森林工程專業，主要研究領域為地理信息科學。

(二)奧本大學

1.專業定位

在奧本大學，森林工程專業學位作為生物系統工程學士學位的一部分，由生物系統工程系、塞繆爾·金恩工學院、林業與野生動物科學學院合作開展專業教育。可見，奧本大學的森林工程專業是工程、森林和管理的混合體，其人才培養的重點是高效率、高效益和環境友好地利用這些資源[5]。

2.人才培養目標

奧本大學森林工程專業的人才培養目標是培養能夠應用工程原理和技術對森林生態系統中的樹木、土壤、水和其他自然資源進行可持續管理和維護，能在森林產品工業及相關自然資源和環境系統部門從事生產性工作的專業人才。該專業的畢業生在完成森林資源輔修課程后可以成為注冊林務員。

3.課程設置

如表1所示，奧本大學的森林工程研究方向主要集中在生物系統工程方面，除了設置工科的基礎課程之外，更主要的是安排了循序漸進的生物系統工程課程學習；同時，特別強調對學生藝術素養的培養，通識教育類課程的開設貫穿了4個學年。

表1 奧本大學森林工程專業課程設置情況

4.研究方向

奧本大學生物系統工程專業由同名部門設置，旨在將學生打造成有能力為全球難題以及食品、水、能源、環境、健康等與生命息息相關領域面臨的問題尋找可持續的、靈活的解決方案的優秀工程師。奧本大學的森林工程專業作為生物系統工程專業的一個分支，其主要研究方向包括森林測量、森林管理、森林生物學、自然資源保護、巖土工程、生物系統中的水力運輸以及機械動力建造生物系統工程。

(三)緬因大學

1.專業定位

森林工程在緬因大學被稱為森林經營(forest operations)，不作為一個單獨的專業，而是設立于自然科學、林業與農業學院(college of natural sciences，forestry and agriculture)的森林經營、生物制品和生物能源(forest operations，bioproducts and bioenergy，FBB)專業中的一個小分支[6]。該專業分支的重點發展領域是森林采伐以及木材在制漿造紙、復合材料和能源生產中的應用。就讀于FBB專業的學生被授予理學學士學位，并接受擴展的基礎林業培訓，包括采伐作業和森林資源利用的分析等。

2.人才培養目標

FBB專業的人才培養目標旨在培養學生具備在公眾關注日益增強情況下以及環境問題中更好地管理木材資源和進行森林經營的知識和能力；了解與森林資源的采伐和轉化為生物產品和生物能源有關的過程和挑戰；理解商業原則和相關區域甚至全球市場。可見，FBB專業教育的目標是培養具有強大能力的專業人員，能夠評估和交流可持續生產森林材料的相關技術及其在從傳統木材產品到新興生物產品和生物能源系統的各種應用。

FBB專業的畢業生可從事工業和林業咨詢、木材加工設施的管理和監督等工作，具體的職業領域包括林地管理、木材評估和采購、林區道路規劃和設計、森林采伐規劃和管理、工廠監督和質量控制、木材產品業務和營銷等。此外，FBB專業畢業生還可以選擇攻讀森林經營、木材科學和技術以及森林管理領域的碩士或博士研究生。

3.課程設置

從緬因大學森林經營學科的課程設置(詳見表2)不難看出，緬因大學森林工程學科更注重木材生產技術管理、生物質能源和生態系統等領域。這主要是因為緬因大學擁有得天獨厚的森林資源以及未來對生物質能源的強烈需要。

表2 緬因大學森林經營學科的課程設置情況

4.師資配備

據緬因大學官網顯示，FBB專業的大多數教職工都有林務局的工作經歷，在林業知識應用領域有著很高的話語權。以道格拉斯·加德納教授為例，他既是FBB專業的教授和負責人，還是美國木材科學技術協會(SWST)的前主席、高級結構與復合材料中心和森林生物產品研究所的成員；其研究主要集中在聚合物和復合材料方面。

二、我國高校森林工程專業發展現狀

在我國2020年版的《普通高等學校本科專業目錄》中[7]，森林工程被納入到工學門類，屬林業工程專業類；此外，同屬林業工程專業類的還有木材科學與工程、林產化工、家具設計與工程等專業，如表3所示。

表3 中國《普通高等學校本科專業目錄(2020年版)》中有關森林工程等專業的規定

我國的森林工程專業是林業工程下設的二級學科，修業年限為4年，學位授予門類為工學。我國7所高校開設的森林工程專業主要是培養具有良好的人文素質、職業道德和社會責任感，具有扎實的數學、機電與信息技術等學科基礎，熟練掌握工程技術及森工裝備與規劃設計的基本理論和方法，具備分析并解決林業問題、合作交流和自我學習等能力，能夠在森林工程相關領域從事生產技術、工程設計、產品開發和相關科學研究等工作的工程應用復合型人才。

(一)專業定位與研究領域

森林工程專業是一個綜合性專業，專業定位可以用“一條軀干兩條腿”來描述。“一條軀干”是指森林作業科學與技術，“兩條腿”是指“林業機械與裝備”和“林區道路和橋涵”。從表4可以發現，森林工程專業在我國7所高校所歸屬的學院并不相同，而所歸屬學院反映了各高校森林工程專業的定位、發展方向和研究領域的不同。例如，福建農林大學的森林工程專業歸屬交通與土木工程學院，研究領域和發展方向為山地森林生態采運理論與技術、工程索道與懸索橋理論與技術、林業物流工程和森林工程裝備與信息化[8]。南京林業大學的森林工程專業歸屬土木工程學院，研究領域和發展方向為道路勘測與施工、路基路面與橋梁工程和建設項目環境影響評價[9]。但是，需要特別說明的是，中南林業科技大學的森林工程專業雖然歸屬材料科學與工程學院，但其辦學定位和發展方向是起重運輸工程與工程機械[10]；內蒙古農業大學的森林工程專業雖然歸屬能源與交通工程學院，但是其辦學定位和發展方向是道路與橋梁[11]。

表4 中國部分高校森林工程專業的學院歸屬情況

(二)人才培養目標

綜合分析我國7所高校森林工程專業的人才培養方案可以發現，森林工程專業的人才培養目標是培養社會主義現代化建設和生態文明發展所需要的，掌握工程力學、機械工程、森林資源開發與利用等知識和理論，具有優良的思想素質、科學素質和人文素質，具有森工機械設計、制造、設備運用及科學管理等能力以及較強的自學能力、創新意識、實踐能力、組織協調能力，愛國敬業、誠信務實、身心健康的復合應用型高級專業人才。森林工程專業畢業生可在林業及相關行業的企事業單位從事森林工程等方面的生產技術與組織管理、林區道路與橋梁的勘測設計施工管理試驗檢測、森工規劃、森工機械與裝備設計及運用等方面的工作[12]。

(三)課程設置

我國各高校森林工程專業的課程設置與所在學校的研究方向和領域有關。以側重于“林業機械與裝備”的東北林業大學森林工程專業和側重于“林區道路和橋涵”的南京林業大學森林工程專業為例，東北林業大學森林工程專業的課程設置(2018年版，詳見圖2)與南京林業大學森林工程專業的課程設置(2018年版，詳見圖3)在通識教育課程的設置上基本相同，不同之處主要體現在專業選修課程的設置上，學生可以根據自己的能力和興趣通過專業選修課程選擇自己的學習和發展方向。

圖2 東北林業大學森林工程專業課程設置(2018年版)情況

圖3 南京林業大學森林工程專業課程設置(2016年版)情況

(四)師資配備

我國7所高校森林工程專業的師資情況如表5所示，從數據上看，東北林業大學、北京林業大學、南京林業大學和福建農林大學的師資力量較強，專業實力較為雄厚。

表5 中國部分高校森林工程專業的師資情況/人

從有關資料來看，東北林業大學[13]的李耀翔教授為博士生導師，主要研究方向為木材檢測、森林作業與環境；楊鐵濱副教授為碩士生導師，主要研究方向為森工機械與裝備。北京林業大學[14]的李文彬教授一直從事“人機環境工程學”和“林業機械自動化智能化”領域的研究，劉晉浩教授主要從事林業工程、機械設計與制造、特種機器人、森工機械裝備以及營造林和防風固沙工程裝備等方面的研究。福建農林大學的周新年教授主要從事規劃設計、懸索理論、工程索道、生態采運等方向的研究。到目前為止，周新年教授帶領團隊講授的森林工程專業核心課“工程索道”課程，是全國森林工程學科唯一的國家本科精品課程，也是福建農林大學唯一的工學類國家本科精品課程。

三、森林工程專業發展的展望

森林工程教育是我國高等農林教育的重要組成部分。未來的森林工程專業應努力實現《教育部農業農村部國家林業和草原局關于加強農科教結合實施卓越農林人才教育培養計劃2.0的意見》提出的發展目標[15]：專業不斷創新發展，所培養的學生具有良好的“愛農知農為農”素養，專業建設水平具有很大的提高，林科教協同育人機制更加完善，一流師資隊伍更加充實強大。未來的森林工程專業應該是更加具有交叉性和綜合性的專業，在人才培養方面堅持知識、能力、素質協調發展，所培養的學生既要掌握工程技術，又要具有環境意識和生態學基礎；既要具備強大的實踐能力、創新能力和適應能力，長于處理工程建設與環境的關系，又要具有可持續發展思想和科學發展理念，能勝任多方面的工作。

四、我國森林工程專業發展面臨的挑戰

通過對中美高校森林工程專業發展現狀的對比分析可以看到，我國各高校森林工程專業的發展仍面臨著巨大的挑戰。

一是知識體系限制專業發展。隨著國家政策的不斷變革，以森林采伐、木材生產為主的傳統森工生產方式已不再適應現代經濟發展模式。這就意味著以培養應用型高級工程技術人才為目標的森林工程專業已經受到傳統理論體系結構的約束。

二是學生缺乏學習熱情。在新時代背景下，人工智能、大數據、互聯網成為熱門的工科專業領域。而傳統的森林工程專業慢慢受到冷落，報考人數少，高考錄取分數線偏低。這導致一些就讀森林工程專業的學生是調劑來的而并非真正地熱愛該專業。這種“被選擇”大大降低了學生的學習積極性，而缺乏學習熱情進而又不利于專業的發展。

三是一流師資力量不足。近年來，隨著本科和研究生招生規模的不斷擴大，森林工程專業的師資隊伍雖得到不斷壯大，但師資隊伍的建設速度還遠遠趕不上本科或者研究生教育的發展速度。一名老師指導多個學生的現象普遍存在，所以指導質量往往受精力所限。此外，森林工程專業的許多老師雖然具有高學歷，但是大部分是畢業后直接從校門入校門，缺乏企業生產一線的實踐經驗，在社會合作研究方面的能力也較弱。相關師資力量的不足及其自身存在的問題顯然不利于培養適應新形勢、新要求的高水平復合型、應用型專業人才[16]。

五、促進我國高校森林工程專業發展的建議

(一)完善課程知識體系

1.生態文明教育化。自中國共產黨十九大召開以來，中國林業經濟進入了新時代，生態文明建設成為國家發展戰略。習近平總書記也多次在會議上提出建設美麗中國。森林資源作為國家重要資源和國民經濟的重要組成部分，在生態文明方面發揮著不可或缺的作用[17]。在新時代發展要求下，我國各高校的森林工程專業應該將單純的專業技能知識傳授轉變為兼顧專業技能知識傳授與生態文明教育和培養。

2.林業機械智能化。隨著大數據和人工智能時代的到來，林業智能機械化也必將得到廣闊的發展空間。機器人協作采伐、無人機監測林區、特種機器人森林撫育等將進一步得到推廣和完善。因此，我國各高校的森林工程專業應順應發展潮流，將部分重心轉移到人工智能林業機器人、數字林業等專業知識的傳授上。

3.專業知識特色化。從中美高校森林工程專業的發展現狀看，森林工程專業涉及機械、土木、生物、能源等多方面的專業知識。但是，我國有的高校將森林工程專業的發展定位在單一的機械裝備方向或者道路橋梁方向，這使森林工程專業有很大的“被取代”甚至“消失”的危險。因此，我國各高校的森林工程專業只有大力推進專業課程的綜合化和特色化，建設具有自身特色的課程體系和人才培養體系，才能在林業工程類專業中大放異彩。

(二)注重復合型人才培養

森林工程專業的人才培養應符合當代“寬專業，厚基礎，強能力，高素質”的人才培養要求，注重復合型、創新型、實踐型人才的培養。因此，我國各高校的森林工程專業應通過增加創新創業實踐、舉辦學術交流活動、加強科研教學基地建設等，加強復合型人才培養。特別是人才培養應著眼于教學全過程，處理好各培養環節之間的關系，把握好“知識—能力”“教學—科研”“理論—實踐”之間的關系，構建更有利于學科交叉融合的培養體系，提高學生的綜合實踐能力。

(三)加強師資隊伍建設

在我國的高等農林院校中，森林工程專業是個老專業，師資隊伍“老齡化”比較嚴重。因此，各高校的森林工程專業應加大青年師資引進和培養的力度；應將建設“一流學科”與培養“一流人才”相結合，根據森林工程的專業背景和發展目標，對教師進行專門的培訓，使教師更高水平地開展教學和人才培養；應摒棄“論文至上”的評價原則，對教師進行科學合理的績效考核，以激發教師開展人才培養的熱情。

資助項目：教育部2019年度國家級大學生創新創業訓練計劃項目“森林土壤水分徑流與蒸發監測裝置的研制”，項目編號201910225017。