發(fā)布時間：2022-03-29 09:59:26
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇農(nóng)業(yè)工程論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[摘要]清代珠江三角洲的沖積加快，大規(guī)模的圍墾工程相當密集且處于無序化狀態(tài)。雖然增加了耕地，卻使珠江水系的水利形勢惡化；廣東地方當局為此不得不加強對珠江三角洲重要水利工程的管理；在南海、順德的低洼地因水患加劇，采用了具有防澇作用的基塘工程。清代珠江三角洲的圍墾工程、基塘工程與水利工程和珠三角的水患有密切關聯(lián);并對今后珠江三角洲農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展仍有重大影響。
[關鍵詞]圍墾工程；水利工程；基塘工程；生態(tài)平衡
一、前言
珠江三角洲不象長江、黃河三角洲那樣是單一河流沖積而成，而是由西、北、東江三條河流沖積形成的復合狀態(tài)的三角洲。平原原為漏斗狀的古海灣，珠江水系夾帶著上游大量的泥沙，由于潮水的頂托作用在珠江口沉積下來，逐漸形成沙洲或沙坦。沉積方式有海灣回流處的淤積發(fā)育，沿河岸發(fā)育，沿島嶼臺地發(fā)育，以及兩主流之間發(fā)育等類型。最后形成平原上河水縱橫交錯、糾纏復雜的狀態(tài)。清代珠江三角洲沙田開發(fā)的歷史，就是當?shù)厝嗣衽c水爭地的歷史。他們運用圍海工程改變了珠江平原自然沖積的狀態(tài)，使滄海變成良田；為了與洪水、潮水作斗爭，他們不斷地修筑水利工程，捍衛(wèi)民居田土；他們在長期的勞動實踐中，創(chuàng)造了富有地方特色的基塘生產(chǎn)系統(tǒng)。
農(nóng)業(yè)工程是對農(nóng)業(yè)資源的開發(fā)與對農(nóng)業(yè)環(huán)境的改變，它不是單家獨戶的農(nóng)戶行為，而是有目的、有規(guī)模、有計劃、有組織的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。清代珠江三角洲的圍墾活動，水利設施的興建與維護，連片基塘區(qū)的出現(xiàn)都有這樣的特征，可稱之為三大類型的農(nóng)業(yè)工程。
二、圍墾工程
珠江三角洲地區(qū)將瀕海及江邊的灘涂開發(fā)而成的土地稱為沙田。自然沉積過程分為：魚游階段，即水下淺灘形成，離水下兩米僅見沙形，魚群尚可活動；櫓迫階段，即泥沙沉積水深一二米，潮退時船難以行駛；鶴立階段，即潮水退時可見坦形，鶴可立于其上。人工圍墾階段有二，稱為草埗階段及圍田階段。前者泥土成漿，尚未可種植，可在沙坦上種植“朗”（粵語朗，有草字頭）“蘆”一類耐咸、耐浸的植物加速其淤積速度及改良土壤；后者可在沙坦上修筑圍基，泥土堅實就可種植耐咸水、耐浸的“蝦稻”。圍墾工程就是將平原的自然沖積變?yōu)檫\用人工力量的成田過程。因此必須修筑堤圍，所以圍墾工程的出現(xiàn)與水利事業(yè)的發(fā)達很有關系。
唐代本區(qū)尚未有關于大規(guī)模堤圍修筑的記載。宋代南遷人口多定居于本區(qū)腹部地帶，逐步開發(fā)地勢較低的河灘地。沿著東、西、北江及部分支流修建多處堤圍。其中以西江的桑園圍、東江的防潮堤等。宋元時代的大堤，主要作用是防洪防潮，捍衛(wèi)民居田土，不具備圍墾工程的意義。一些建于支流及海濱的小堤圍，用于捍衛(wèi)沖積已久的沙田，高程較低，規(guī)模也小，堤圍內(nèi)沙田多采用潮田方式耕作。
明代的堤圍，分布于西北干流及支流上，即甘竹灘和官涌以南江河兩岸。明代堤圍開始有人工圍墾的意義。圍墾以平原腹部江河兩岸沖積地為主。圍墾的堤圍還向濱海河口的新生浮露沙坦推進，集中分布于從順德至香山之間的平原、新會東南部一帶，以及番禺南部、東莞西部。圍墾不限于沖積已久的“已成之沙”，而且擴展到僅見坦形的“新成之沙”，是明代圍墾的顯著特點。在順德平原上，嘉靖年間已有“種蘆漬土成田也，數(shù)千畝可趼而待也”（1），以及“筑堰堤，種草朗，輒成沃壤”（2）的記載，即在僅見坦形的沙坦上修筑堤圍，以及種植“蘆”一類耐咸、耐浸的植物，加速沙坦成田速度。可見明代大規(guī)模的人工促淤工程已出現(xiàn)于珠江口門地區(qū)。
清代大規(guī)模的圍墾工程普遍出現(xiàn)于珠江口門的出海水道及濱海地帶。一方面，由于內(nèi)河兩岸的沙坦已開發(fā)得差不多；另一方面，珠江口門濱海地區(qū)有廣闊水面可供開發(fā)。清代中期以后這—地區(qū)的圍墾工程發(fā)展最為迅速。在口門濱海地區(qū)大規(guī)模修筑堤圍開發(fā)未成之沙是這時期人工圍墾的顯著特點。道光年間有人描述這一狀況是：“昔筑石壩以護沙，今筑石壩以聚沙，昔因河以為田，今且筑海為田”（3）。大規(guī)模的圍墾工程，使珠江三角洲主要大沙田的基本輪廓在清代已經(jīng)具備。平原的沖積大大加快，急速地改變了珠江口的自然地貌，使之按人類意志形成農(nóng)業(yè)地貌。清代乾隆、嘉慶、道光年間的記載，使人強烈地感到這一巨大的變化。在珠江水道流經(jīng)的順德、香山、新會、番禺、東莞等地，以前的廣闊水面上“石壩橫截海中”（4），或“有靠河私設堤者，攔江私筑石壩者，海口不甚寬闊處圈田蓄沙，預圖日后報墾者”（5）。
這一巨大變化的深層原因是清乾隆以后本區(qū)人口的急劇膨脹造成對土地的迫切需求。這一需求體現(xiàn)在本區(qū)宗族地主對珠江口灘涂水面的圍墾活動中。宗族地主是人工圍墾工程的策劃者、組織者、出資者。他們通過“報稅承墾”等繁復的合法手續(xù)以及用“占沙”、“冒名承報”等非法手段策劃圍墾活動。策劃者掌握了沖積地淤積成坦的規(guī)律，普遍在沙坦未成形時即沙坦的“魚游”階段就開始規(guī)劃。清代人龍廷槐的《敬學軒文集》記載了珠江水流與潮水頂托而形成的“水靜流下”的靜水環(huán)境，使“淤泥下墜，淤積日久，水勢便淺”，圍墾策劃者便“規(guī)度可以成坦者，報官承墾”，此時泥坦雖未成形，但可以“視水勢之緩、急、廣、狹以定其縱、橫、長、短之數(shù)”，著手進行圍墾。圍墾的規(guī)模，據(jù)《敬學軒文集》記載，“民之報墾者，每案或數(shù)人，或數(shù)十人，以至數(shù)百人不等，自數(shù)頃以至數(shù)十頃、百頃亦不等”（6）。這類大規(guī)模圍墾工程的普遍出現(xiàn)是本區(qū)沙田開發(fā)史的重大轉(zhuǎn)折，使珠江口水面上的圍墾處于無規(guī)劃的極度混亂狀態(tài)。珠三角的沖積特點使圍墾亂上加亂。沙田的特點是，圍墾之后的沙坦稱為“母沙”，若干年后可以在堤圍之外潛生暗長“子沙”，或稱為“沙裙”，可以長成百畝至數(shù)百畝的沖積地。所以，一次規(guī)模的圍墾之后，圍墾的策劃者就已注意到了泥沙的淤積情況，并著手以后的沙田擴張。有的強宗大族在家譜中詳列將要淤積的沙坦，告誡子孫勿失時機圍墾。有的甚至在沙坦未成形時，就在廣闊水面上布下鐵牛等標志作為日后報稅承墾的依據(jù)（7）。這樣就形成沙田區(qū)一種奇特的景觀，在水靜流平水面上的圍墾本來就處于一種無序狀態(tài)，數(shù)年、十數(shù)年、或幾十年甚至百年之后，舊堤圍之外又再出現(xiàn)新堤圍，沙田不斷侵蝕水面，河流流向或被改變，河流干道或被束窄，水勢的變動似乎永無止境。
清代人工圍墾工程的無序狀況，另一原因是清政府的政策行為所致，其鼓勵墾荒，增加土地的政策對這種盲目的圍墾活動過分縱容。清初遷海，廣大沙田區(qū)成為無人耕作的荒蕪之地。但自康熙二十二年“展界”，“廣東沿海地畝招民耕種”，沙田區(qū)的復墾、圍墾又迅速發(fā)展。雍正年間曾通過規(guī)定“沿海沙坦出水后方準具報承墾，每人不過一頃，多者分承協(xié)筑”。乾隆三年改為不得超過五頃，乾隆七年又改為每人不超過一頃（8）。這些政策都意圖限制宗族地主勢力的圍墾以及土地兼并的趨勢。而后者通過“詭名承耕”等手段，在合法報耕手續(xù)的掩蓋下進行大規(guī)模的土地擴張。而由于沙田承墾以后的清丈、升科可以增加賦稅，清政府對于這類圍墾活動是睜只眼閉只眼，由此而缺乏對珠江水系圍墾有力的宏觀調(diào)控。
圍墾工程的無序狀態(tài)，還在于清政府對于危害水利的圍墾活動約束不力。乾隆五十一年，兩廣總督兼廣東巡撫富勒渾奏，提到前總督李侍堯曾上奏朝廷，以圍墾“關系水道，禁民圈墾”，但后來的前廣東巡撫孫士毅上奏，卻認為圍墾“無阻水道，請弛禁給墾，以杜盜爭訟”。富勒渾的奏文認為孫的說法是可行的，于是他派人在南、順、莞、香、番六縣測得六百余頃灘涂，認為這些灘涂“均邊海，距水口甚遠，亦無圈筑阻水爭地之勢，請準民承墾，按例升科”，得旨允行（9）。實際上從此給瘋狂的圈筑活動大開方便之門。雖然后來乾隆五十三年，嘉慶八年、二十三年以及道光、咸豐、同治年間均下旨嚴禁在內(nèi)河道圈筑沙坦，實際上執(zhí)行效果不大。到了道光年間，圍墾石壩數(shù)量越來越多，水道阻塞造成水災日漸加劇。道光九年、十年間，先后在番禺、東莞、香山、新會拆毀石壩七十二處（10）。但這并沒阻嚇違法圍墾的出現(xiàn)，直到清末仍有人向朝廷建議拆毀這類工程建筑。
清代珠江口門地區(qū)大規(guī)模的人工圍墾活動，大大加快了珠江三角洲的沖積與成田速度，沙田區(qū)的擴展使本區(qū)的土地資源迅速增加，清代沙田擴展面積比明代增加一倍以上。雖然清代本區(qū)沙田的增加面積難以統(tǒng)計出確切的數(shù)字，但可以肯定的是，沙田的擴展使本區(qū)成為廣東耕地增加最快的地區(qū)，是清代全省耕地增加的重要原因。沙田區(qū)成為本區(qū)重要的糧食產(chǎn)區(qū)與經(jīng)濟作物區(qū)，為清代本區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展起了重要作用。
三、水利工程
珠江三角洲的水利工程可分為以下幾類：一是山地丘陵間蓄水灌溉用的陂塘工程，二是江河濱海地區(qū)用作防洪防潮的堤壩，三是瀕河濱海地區(qū)用作圍墾的堤圍。圍墾的石壩有抵御潮水風浪的作用，圍墾區(qū)內(nèi)還筑基、分竇、修渠，成為獨立的水利系統(tǒng)。圍墾工程對水利的影響是巨大的。圍墾與河爭地，與海爭地，并限定河道，改變流向。上游河道的圍墾，起到束水歸槽的作用，河沙卻淤積于下游河道加速堆積。而下游河道圍墾，須修筑石壩，卻頂托上游河水，使上游河道形成江心起沙，河道主流線偏折，折射沖基，造成基底被淘空險段，同時上游水流排泄不暢，水患加劇，則用于防水災的堤圍越修越多。圍墾無規(guī)劃，水利工程的興建也無規(guī)劃，各自為政，高低不一，或侵占河道，或造成彼岸沖刷。因此，清代的圍墾工程與水利工程互為聯(lián)系，互有影響，又存在難以協(xié)調(diào)，難以解決的矛盾。清代人對這一現(xiàn)象作了總結(jié)：“沙坦之承墾必筑石壩，石壩之爭筑必礙下流，下流淤塞，決防之患在所難免。”（11）
清代是本區(qū)水災最多的時期。過去，西江水患，只是南海、三水的三角洲頂部地區(qū)受災最甚，順德、香山地處出海口，水勢易消。明清以來，順德、香山之間的廣闊海灣淤積成陸，出海水道加長，水勢消退慢，順、香平原受災最甚。順德的水災以圍墾高潮的乾隆年間至咸豐年間最為頻繁，受災程度最為嚴重，水利工程的興建也以此時期最多。順德縣在咸豐年間境內(nèi)遍筑堤圍，至清末筑堤九十—處，長度十一萬丈，占清代珠江三角洲堤圍總長度的一半以上，南海縣境堤圍長度僅次于順德（12）。東莞、番禺南部，新會南部沙田區(qū)因近出海口，水勢宣泄快，堤圍興建均不及順德、南海。
清政府對珠江水系的水利建設缺乏全面規(guī)劃，但它作為水利建設的管理者、協(xié)調(diào)者、組織者，面對日益惡化的水利形勢，對影響珠江三角洲水利全局特別是本區(qū)腹部的重要水利工程的管理還是比較重視的。清政府在清代前期采取的一些重大措施，對本區(qū)重要堤圍的修建與維護有重要影響。對位于本區(qū)腹部桑園圍的管理與維護就說明了這一點。
桑園圍全長68.85公里，圍內(nèi)面積133.75平方公里，捍衛(wèi)良田1500公頃，在清代被稱為“粵東糧命最大之區(qū)”（13），是本區(qū)桑基魚塘集中地。堤圍依山崗、丘陵、臺地而建，西臨西江正干流，東臨北江正干流，三面有堤，設計上利用西、北江洪峰向下流游降低的水文特征建成開口圍。其經(jīng)濟地位重要，而行政上橫跨南海、順德兩縣，以及其設計上的特點也是其管理維護的難點，加上自乾隆以來南海、順德水患頻繁，如無協(xié)調(diào)、統(tǒng)一、完整的管理，桑園圍很難起到應有的防洪作用，所以此圍的管理維護引起清代廣東地方政府一定程度的重視。
首先，由于清代廣東地方政府的倡導，促進了桑園圍歲修制度與管理機構(gòu)的確立。清初期、北、東江水利分別由沿江州府專設官員管理。乾隆元年兩廣總督鄂彌達上疏言：“前經(jīng)分設(西、北、東江)各屬水利專員，動項歲修”。（14）可見三大河流重要堤圍歲修制度大致始于清初康熙－乾隆年間。桑園圍各基段自有基主，平時各堡、各甲自行維修。大修時施工總局機構(gòu)擴充設總理、協(xié)理若干人，首事若干人。全圍又分為7段，各設工程所，設知理或首事。大修時的施工總局機構(gòu)龐大，組織嚴密，對工程規(guī)劃、資金籌措與各基段管理，施工組織與管理，施工技術及工程驗收，材料采買，堤圍日常維護都逐漸形成一套嚴密的章程、制度。歲修制度確立以后，由圍內(nèi)各村、各堡落實堤圍維護的分段負責制。道光十四年由廣州知府核定的“章程”規(guī)定：“堤圍鞏固，全賴歲修，若非分段責成，必致歲修推諉。歲修廢弛，則基患多而沖決易，分段經(jīng)營，所以專責成而勤歲修”（15）。歲修制度的確立是桑園圍安全的重要前提。如光緒十一年五月間，珠江水系汛期到，三江水齊漲，“沿江基圍十決八、九”，獨桑園圍基段只是“間有頹塌”，當時人認為是“藉歲修之功”（16）。
第二，確立了堤圍的官修與民修相結(jié)合的制度。清以前廣東水利工程有民修，但民修使堤圍維護無保證。乾隆元年鄂彌達建議改為官方出錢修圍。乾隆七年中央政府認為官修負擔過重，又要求廣東政府仍改為民修。兩廣總督慶豐建議將“已建石工，與民修土工，一并交地方官，督率圍民防護”，既不全為官修，也不完全為民修，地方官于“農(nóng)隙時，督民培修”，如堤圍沖決，小的缺口由圍民“自行修補，永著為例”，若大的潰決，“民力不支”，由官方給予支持（17）。清代桑園圍的民修得到地方政府的大力支持，使其民修也帶有官修的色彩。如桑園圍施工總局的管理人物由官府“發(fā)給首事戳記，以為憑信”。桑園圍的管理制度由當?shù)刂鞒中迖氖考澯懻摂M訂之后，報南海、順德縣署及廣州、廣東政府“核批施行”，由南海、順德縣令“出示曉諭”，刻文于碑石豎于圍的東西兩岸沿河基旁（18）。
第三，確立了修筑堤圍的資金來源。雖在明代曾有民間“論糧助筑”的辦法，但沒有形成制度，資金來源不穩(wěn)定，使堤圍修筑無保障。乾隆元年鄂彌達改官修以后，“動支運庫子鹽羨余銀兩”，作為修筑費用。后來慶復建議改為：堤圍小修時，民間自行出資，如堤圍大決，“沖損過多，民力不支，即于生息項下，奏請撥用”(19)。從此官府出資成為桑園圍大修時，或遇災嚴重潰決時修圍的重要資金渠道。嘉慶末年，由總督阮元奏準朝廷撥銀八萬兩交給商人生息，每年有利息四千六百兩作為修圍費用。此外，大災時修圍，還由官員帶頭發(fā)動社會捐資，如乾隆五十九年桑園圍決，廣東布政司、廣州知府、南海縣令均捐俸資助，并協(xié)調(diào)動員南海、順德兩縣圍內(nèi)、圍外士紳、商人捐資修圍。此外，慶復建議“民修需費，按田勻派”（20）的做法實行后，使民間出資修圍成為固定的制度。桑園圍在改為民修與官修相結(jié)合之后，“按田勻派”的規(guī)定或按工等籌資方法，保證了堤圍維護的部分資金來源。
第四，倡導從土堤改為石堤，使用新的修圍方法與材料。乾隆元年，鄂彌達上疏言，廣東基圍“俱系土筑，每年不過增高培厚，險要之地，水大常致沖坍，欲除大患，莫如建筑石堤”，建議將堤圍“頂沖險要者，先筑石工，以資捍御。次沖者陸續(xù)興建”。工部同意其所請，“將廣州所屬圍基，責令廣、南（雄）、韶、連道；肇慶所屬圍基，責令肇、高、廉、羅（定）道，督率水利各官，即行雇募工役，分別首險、次沖辦理。”（21）但事實上，將土堤改為石堤的決定在推行中，各地情況不盡相同。以桑園圍為例，至乾隆八年間，才始將土堤陸續(xù)改為石壩。頂沖險要段在嘉慶以后多改筑石堤、石護坡、石壩挑流。嘉慶二十四年進行了一次較大規(guī)模的石工工程，建石基九千余丈（22），使桑園圍得到比較徹底的加固。從《桑園圍志》的記載來看，土壩抵御洪水時常致沖坍的難題在修建石壩以后得到了解決。如石壩抵御激流，會造成水流折射產(chǎn)生沖力，淘空彼岸底基，“回旋之水暗蝕基身”，后來就將堤身落石處，“作坡陀形，不與水爭地”（23），就是將堤壩修筑成回旋狀，水流不會直接沖擊堤身，減少了水流折射所產(chǎn)生的沖擊力對堤壩的損害。
第五，禁止在內(nèi)河道圈筑堤圍建造影響水利全局的水利設施。雖然這一措施在實際執(zhí)行中仍遇到阻力。但廣東地方政府對在南海、順德一帶尤其是對影響桑園圍的違法水利工程是采取嚴厲措施的。如康熙四十五年，九江人關龍私筑圍基，閉塞水道；同治四年，順德人馬應楷私筑揚石壩，“將江面淹塞一半”，當?shù)厥考澝癖妱褡锜o效，都是在政府干涉下其非法行為才得以遏止（24）。道光九年，十年間廣東地方當局查處珠江口門的七十二處違法石壩建筑，其中與桑園圍有關的就有十多處。
以桑園圍為代表的清代堤圍是珠江三角洲珍貴的水利遺產(chǎn)。當時確立的堤圍管理制度與維護措施至今仍有借鑒作用，有相當部分仍為當?shù)匮赜谩．敃r修筑堤圍的技術代表了本地區(qū)技術的最高水平。而且有些技術措施在現(xiàn)代防洪、御洪斗爭中仍被采用。明代起桑園圍已從開口圍向閉口圍轉(zhuǎn)變，到清代逐步從只具有單一防洪功能的水利設施向具有防洪、排灌的多功能水利系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，為連片基塘區(qū)的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。
四、基塘工程
基塘是珠江三角洲一種比較特殊的土地利用方式。粵語將有水的低洼地均稱為塘，塘旁之地稱為基。沙田開發(fā)的早期，地勢較低，只能采用潮田方式耕作，潮水大進大出，只宜單季稻及掙蒿制。水利設施完善之后，堤圍可控制潮水進出，單季稻的潮田或變?yōu)殡p季稻的圍田，并由于漁業(yè)生產(chǎn)傳統(tǒng)，在種植水稻之后還多養(yǎng)殖四大家魚，形成稻魚輪作的方式，還有的圍田向基塘轉(zhuǎn)變。南海、順德的圍田區(qū)成沙時間較早，用以保護民居田土的堤圍興建也較早，田土高程早已固定。而河床日漸淤高，形成水比田高的狀況，堤圍內(nèi)土地越來越易受外浸內(nèi)澇的威脅。經(jīng)過歷年的努力，堤圍捍御洪水的能力不斷加強的同時，人們也將圍內(nèi)低洼土地從圍田向連片的基塘區(qū)演變，以減少內(nèi)澇的威脅。隨著蠶桑業(yè)的發(fā)展，本區(qū)腹部殘存的稻魚輪作方式逐步讓位于桑基魚塘。
基塘的作業(yè)方式從明代中期起就已相當普遍，分布地點遍及番禺、南海、順德、東莞、新會等地，而以南海、順德為最集中。隨著清代珠江水利形勢的日益惡化以及大型水利工程從單一防洪功能向防洪、排灌綜合功能完善，連片基塘區(qū)逐漸成為珠江三角洲水利工程系統(tǒng)的子系統(tǒng)。連片基塘區(qū)非單家農(nóng)戶所能為，主要是合村、合鄉(xiāng)的宗族力量配合村堡水利工程而建設起來的，所以連片基塘區(qū)具有“農(nóng)業(yè)工程”的特征。尤其是清代乾隆至咸豐、同治年間，南海、順德連片基塘區(qū)的出現(xiàn)，往往與鄉(xiāng)圍一村一堡的獨立水利系統(tǒng)相聯(lián)系。大堤的歲修、大修只能降低水災的為害程度，還不能完全確保低洼地免受外浸內(nèi)澇的威脅。于是圍內(nèi)村堡有自建水利系統(tǒng)——鄉(xiāng)圍的需求。珠江干流兩旁沿山崗、丘陵、臺地沖積地而建的村堡及圍田可自筑基圍，形成獨立的水利系統(tǒng)。于是清后期，大圍內(nèi)自建小圍，圍內(nèi)有圍，或小圍聯(lián)成大圍，土堤變成石堤，或加高培厚，縱橫交錯，堤田遍布南海、順德境內(nèi)，一個小小的九江鄉(xiāng)內(nèi)也是堤圍重疊，“堤日多則潦日橫，而無堤者尤被其害”（25）。修堤雖不能從根本上解決潦害，但有堤總比無堤為佳。但是鄉(xiāng)圍必須“多設竇閘，以時啟閉”。光緒《重輯桑園圍志》卷十三記載：鄉(xiāng)圍內(nèi)有“竇、閘、渠、涌，所以通潮汐、防旱潦、便舟楫者也”。所以鄉(xiāng)圍實為具有防洪、排灌、航運功能的獨立水利系統(tǒng)。縱橫交錯的大堤、小堤雖使“外潦久不為患，而稍洼之田（種植水稻）得應時播種者，猶十不二三”（26），于是清后期基塘區(qū)內(nèi)殘存的稻田，隨著蠶桑業(yè)的興起，就順理成章地讓位給基塘了。如民國《順德縣志》記載：“大墩圍，僅障南便田畝，東北無圍閘提束，每逢潦至，水從涇口逆入橫流堡內(nèi)，田禾盡沒，基塘半空”。同治三年春，當?shù)剜l(xiāng)紳倡議在大墩圍的東北口筑玉帶圍，修成之后，“洼田盡變沃壤，租息比舊倍增”（27）。很明顯，大墩圍，原也是開口圍，玉帶圍與大墩圍連接，成了閉口圍，圍內(nèi)田地有了防御水患的獨立水利系統(tǒng)，才有可能向連片基塘區(qū)轉(zhuǎn)變。南海、順德的淡水養(yǎng)殖業(yè)習慣要求池塘排灌便利。池塘價值高低也往往以此為標準。清末盧燮宸《粵中蠶桑芻言·養(yǎng)魚事宜條例》記載：“魚塘當涌近海，易于出水者，謂之頭筒塘”，租價最高，如“先有塘阻其出水者，俟彼塘先行干底捉魚上泥后，始可借其塘出水者，謂望天塘；有出水而未安竇塞者謂之野塘”，后二者租價最低。野塘還因其瘦，“只可種茨菇、菱藕之屬”，而不能養(yǎng)魚。受經(jīng)濟利益的驅(qū)動，早期南海、順德的魚塘在村堡水利系統(tǒng)未完善之前，多建于當涌近海之地的堤圍附近，以抬高塘的租價。如桑園圍的早期維護，多就近取土作堤圍材料以降低修圍費用，同時也有開挖魚塘謀求出租，租金作日后維護堤圍費用的意思（28）。堤圍附近的桑園芋地也挖為魚塘。還有業(yè)主竟在堤圍外修子堤挖魚塘。堤圍附近池塘的過度發(fā)展，削弱了堤圍防御洪水的能力。嘉慶年間這些做法都被嚴禁（29）。有人甚至認為要在堤圍基腳附近填塘固基確保堤圍安全，但因池塘過多難以實行，在嘉慶2年的《章程》就規(guī)定凡建于大堤旁邊的魚塘，在冬閑時節(jié)，必須“將基腳培筑高厚”，并將所有大堤旁的魚塘造冊登記存案，以便稽查，并不準在堤圍旁建新魚塘（30）；另一方面，村堡水利系統(tǒng)在清中葉以后逐步完善，魚塘不一定當涌近海，只要有條件與村堡水利系統(tǒng)的排灌設施相連，就有可能建成租價較高的池塘。可見基塘工程與水利工程之間的關系是在形成過程中逐步協(xié)調(diào)的。
基塘工程除與水利工程有密切關系以外，基塘的工程技術還必須具有水利工程的功能，以適應基塘系統(tǒng)中所存在的水陸作用大循環(huán)的需要。據(jù)地理學家的研究，基塘特有的幾項技術是影響基塘系統(tǒng)水陸作用大循環(huán)的主要因素（31）。清末《粵中蠶桑芻言》記載了以下幾項基塘工程技術措施：1、基與塘保持適當比例。基塘比例不同，系統(tǒng)大循環(huán)的投入不同，產(chǎn)出就會產(chǎn)生差異。歷史上年先后有八水二基，七水三基、四水六基、五水五基，甚至有水面寬、基面窄的瓦筒塘。到清代后期，經(jīng)過南海農(nóng)民的總結(jié)，普遍認為四水六基的比例最適度，《粵中桑芻言》記載：用池塘養(yǎng)魚，“其法將四成為塘，六成為基”，這一比例保持池塘適當深度，基面適當高度，可免水浸作物；2、“培泥之法”。即將塘底泥戽上基面。于是每年有二、三次的“戽泥”作業(yè)，年末還排盡塘內(nèi)之水捉盡雜魚后，“即使挖泥上基面培桑也”，此時可以重新規(guī)劃魚塘深度與基面高度，使基塘保持合適比例；3、“鑲勘之法”，即用塘泥培護基腳，以防泥土傾卸入池塘，影響魚塘的深度，這是保持基與塘之間比例的措施之一；4、“盤基之法”。將過高的基，“必須用鋤盤低，可使之平挫如舊”。盤出之泥“就近倒于基內(nèi)勘邊”，以“鑲闊基面”。上述的技術措施是基塘系統(tǒng)運行中重要環(huán)節(jié)，基與塘始終保持適當結(jié)構(gòu)和比例，起到調(diào)節(jié)水、土、肥的作用，使基塘保持穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，發(fā)揮水利功能。
珠江三角洲的基塘先后經(jīng)歷了果基魚塘、桑基魚塘、蔗基魚塘等類型。清代中后期，由于桑絲業(yè)刺激蠶桑業(yè)的發(fā)展，以桑園圍為中心的南海、順德蠶桑區(qū)及毗鄰的香山、高明、新會的部分地區(qū)先后變成桑基魚塘占優(yōu)勢的基塘區(qū)。
桑塘魚塘是清代基塘工程技術中最成熟的類型。基與塘是密切結(jié)合連成一體的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。清末桑基魚塘區(qū)還在種桑、養(yǎng)蠶、養(yǎng)魚之外養(yǎng)豬，如清末的《嶺南蠶桑要則》記載：順德農(nóng)家“皆仰給于人家之種桑、養(yǎng)蠶、養(yǎng)豬和養(yǎng)魚…..魚，豬、蠶、桑四者齊養(yǎng)。”養(yǎng)魚、種桑、飼蠶、養(yǎng)豬的種群結(jié)構(gòu)與食物鏈更趨合理，標志著清代基塘工程技術的進一步發(fā)展。還使桑基魚塘成為最具經(jīng)濟效益的基塘類型。據(jù)記載，桑基魚塘的收益“十倍禾稼”，在變田為塘之后，“租入自倍”。桑園圍的維護與管理所需的巨額費用，除了部分來自官助、捐助以外，有相當一大部分來自對圍內(nèi)田地基塘的按糧、按稅、按租攤派。從這一意義上說，基塘也是珠江三角洲水利工程不可缺少的一部分。
五、水患與珠江三角洲農(nóng)業(yè)工程系統(tǒng)的關系
清代是珠江三角洲的水患最為嚴重的時期。以桑園圍為例，明生水災45次，決堤16次；清代也為45次，但決堤25次。民國時期水患頻頻發(fā)生，僅民國二年至七年，五年間年年決堤。清代的災害程度也比明代嚴重。（31）珠江水系上游山區(qū)的濫行開墾以及河口地區(qū)的圍墾工程的無規(guī)劃發(fā)展，是珠江三角洲水災逐步加劇的過程，也是本區(qū)的自然生態(tài)平衡不斷遭到破壞的過程；而本區(qū)農(nóng)業(yè)工程系統(tǒng)的三個子系統(tǒng)的完善過程，是本區(qū)人民不斷修復與重建被破壞的生態(tài)系統(tǒng)的過程。這三類型的農(nóng)業(yè)工程之間的關系，以及這三類型的農(nóng)業(yè)工程與珠江患之間的關系，可以用以下的圖表來表示：
上圖說明，在控制被破壞的生態(tài)平衡與重建被破壞的生態(tài)系統(tǒng)的過程中，還存在各種發(fā)揮著不同作用的社會機制。這類社會機制的作用很值得研究。關于這一點需要專文論述，在此僅簡述之。首先，最重要的是對農(nóng)業(yè)工程系統(tǒng)進行宏觀規(guī)劃和宏觀調(diào)控的機制。如缺乏這種宏觀的規(guī)劃與調(diào)控，勢必加劇原有的自然生態(tài)環(huán)境內(nèi)部平衡被破壞以后，新的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部平衡建立過程中的無序化傾向。清代對重要水利工程的管理力度最大，但由于缺乏對圍墾工程的規(guī)模、數(shù)量、堤圍布局缺乏宏觀調(diào)控與整體布局，致使清代珠江口圍墾工程的無序化與失控，加劇了珠江水系的水患。這就需要另一種社會機制對宏觀規(guī)劃與調(diào)控的機制進行督促或推動。這一社會機制，就是以士紳為代表的社會輿論，要求對珠江水系上游山區(qū)的濫行開墾以及河口地區(qū)的圍墾工程的無規(guī)劃發(fā)展進行約束。其中最有名的是咸豐同治年間著名學者陳澧的《大水嘆》，簡直就是一篇有關珠三角區(qū)域生態(tài)平衡的論文，他指出珠江水系的水患首先是由于“大庾嶺上開山田，鋤犁狼藉蒼崖巔。剝削山皮剩山骨，草樹鏟盡胡能堅。山頭大雨勢如注,洗刷泥土填奔川.遂令江河日加淺，洲渚千百相鉤連”，其次是由于“海門沙田日加廣，家家筑壘洪波上，海潮怒挾泥沙來，入此長圍千萬丈，三年種得草青青，五年輸租報官長。”造成的結(jié)果是出海水道加長，“海門日遠路日紓，坐見滄溟成土壤”，“欲驅(qū)山海盡成田，反使田疇盡成海”（32）。類似的言論不可能不對清政府的決策行為產(chǎn)生影響；另一類社會機制，首先是以宗族為背景的農(nóng)業(yè)社區(qū)對水利工程的管理、維護，以及社區(qū)水利工程管理和土地利用方式改變過程中士紳所發(fā)揮的作用。其次是本區(qū)社會下層群眾對不合法的過度圍墾的抗議活動。如在清后期順德民眾對豪紳私筑石壩的過激反應，幾釀成變，引起清地方政府的重視。然后這幾種社會機制在共同的社會利益的驅(qū)動下相互作用，形成一種合力，拆毀私筑堤壩與遏制過度圍墾，以及通過修筑、維護水利工程，采用與低田農(nóng)業(yè)相適應的基塘工程，逐步使被破壞的生態(tài)系統(tǒng)歸于平衡。
上圖還表明，在區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中，必須重視對農(nóng)業(yè)工程的“價值評估”。當然，不可能苛求封建時代的政府做到這一點。但我們可以對此作一粗略的非量化的“價值評估”。圍墾工程帶來的是珠江三角洲最寶貴的土地資源；水利工程帶來的是桑園圍這一類具有顯著防洪、灌溉綜合功能的水利工程體系；基塘工程帶來的是至今仍為生態(tài)學家津津樂道的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。這三類農(nóng)業(yè)工程的“當代收益”是巨大的。但其“當代成本”也是高昂的。如清代對廣東山地植被地濫墾濫伐，落后條件下的過度墾荒，造成了山區(qū)嚴重的水土流失。泥沙堆積于河口地區(qū)，過度的圍墾打亂了這個地區(qū)原有的生態(tài)平衡，從而引起水利、航運、漁業(yè)資源保護等一系列問題。如水患，此前已述，不贅；又如航運問題，淤沙石壩占據(jù)了深水航道，有礙船只通行與水流的宣泄，逐漸使航道淤淺船只改道，航運地理的改變使社會經(jīng)濟重新布局，清代道光以后，一些重要城鎮(zhèn)如江門、佛山就是因為河道淤淺而使其貿(mào)易地位下降。又如漁業(yè)資源，珠江口的圍墾，使咸淡水漁業(yè)資源受到損害，浮家泛宅以漁為生的蛋民頓失其業(yè)，被迫為沙田的業(yè)主承擔筑壩圍坦或從事耕作的艱苦勞動。當然，這三類型的農(nóng)業(yè)工程的“代際受益”延續(xù)至今，但同時也付出了不菲的“代際成本”。
目前珠江口的生態(tài)平衡受到高度重視，并由于高科技手段的應用與大量的資金投入，珠江堤圍的御災能力遠勝于以前任何時代。但我們也應看到，珠江口主航道近年采沙過度，對水利工程造成重大隱憂；珠江口搶灘圍墾，一直沒有停止過的土地擴張對航道造成嚴重影響。再其次基塘區(qū)由于非工業(yè)用地的擴張而日漸萎縮，殘存的基塘區(qū)也由于淡水養(yǎng)殖業(yè)的比較利益高，基面被蠶食，使基與塘的比例又一次發(fā)生重大變化。不少池塘區(qū)甚至不見了“基”――只有窄窄的隔離池塘的土基，傳統(tǒng)意義的基塘甚至消失了；今天農(nóng)民多不采用傳統(tǒng)的基塘技術措施，池塘日漸淤淺，其防內(nèi)澇的功能大大減弱。這說明，現(xiàn)代珠江口的農(nóng)業(yè)工程系統(tǒng)又經(jīng)歷著重大的變化。面對這一變化，如何在今后農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中，利用信息化的高科技手段，加強對農(nóng)業(yè)工程的“價值評估”，將“當代受益”、與子孫后代享有的“代際受益”最大化，而將付出的“當代成本”與“代際成本”降至最低，是一個值得重視的大問題。
摘要:從多媒體教室管理與維護過程中遇到的問題出發(fā),構(gòu)建了基于多媒體網(wǎng)絡中控系統(tǒng)的多媒體教室,充分應用多媒體網(wǎng)絡中控系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、智能化管理優(yōu)勢,并圍繞這種技術手段建立相應的管理模式,通過技術手段結(jié)合管理手段提升多媒體教室管理與維護的水平與效率。
關鍵詞:多媒體教室;網(wǎng)絡中控;教育信息化
1 研究背景
我院多媒體教室從20世紀90年代的幾間發(fā)展到現(xiàn)在的幾十間,原先在同一幢教學樓的多媒體教室,現(xiàn)在已分布于整個校區(qū)的不同教學點,隨著多媒體教室數(shù)量的不斷增加,在多媒體教室設備的使用及管理上出現(xiàn)了一些問題,例如:因人手有限,無法同時為多個教室設備處置突發(fā)故障。個別使用人在使用結(jié)束后忘記關閉柜門、電腦、投影儀等,影響設備安全。在課外業(yè)余時間使用多媒體設備出現(xiàn)問題時無法及時響應處理,無法進行有效的監(jiān)管等。此外,我校是農(nóng)業(yè)院校,大部分教師均為非師范院校畢業(yè),沒有受過系統(tǒng)的教育技術理論與技能訓練,多媒體設備使用技能還有待提高。
這些問題的存在,成為制約我們提高管理水平的瓶頸,根據(jù)這種情況,我們建成了一套便于遠程監(jiān)控和自動化管理的網(wǎng)絡中控多媒體教室,現(xiàn)針對我院的實際情況,就通過網(wǎng)絡集中控制的多媒體教室的建設與管理的問題,談談我們的體會。
2 基于多媒體網(wǎng)絡中控系統(tǒng)的多媒體教室
2.1 系統(tǒng)技術原理
多媒體教室中控系統(tǒng)是對多媒體教室視音頻設備、計算機、投影機、電動屏幕和教學環(huán)境進行管理與控制的系統(tǒng),其控制原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
總控制室的管理端電腦通過校園網(wǎng)將控制指令以TCP/IP協(xié)議包的方式傳送到教室中控網(wǎng)絡(接入)模塊,再由教室中控的網(wǎng)絡模塊將收到的TCP/IP協(xié)議包轉(zhuǎn)成中控主機能識別的RS232串口指令,最后由中控主機完成對教室多媒體設備的控制。另一方面,網(wǎng)絡模塊收集中控的一些重要狀態(tài)的檢測數(shù)據(jù)(如系統(tǒng)供電、投影開關、防盜狀態(tài)等),當管理端電腦發(fā)出查詢指令時,將狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成IP包發(fā)給管理端電腦,實現(xiàn)在管理端電腦的管理軟件按上顯示這些狀態(tài)數(shù)據(jù),方便管理人員隨時了解多媒體教室系統(tǒng)的使用狀況。
多媒體教室集成了電腦網(wǎng)絡及多種影音設備(音響、電腦、投影機等)。操作者需要對每個設備進行控制,并要完成信號在設備間切換;另外對于環(huán)境設備(燈光、電動屏幕、窗簾等),也需要操作者經(jīng)常加以調(diào)整。針對以上控制分散的情況,多媒體電教室的中央控制系統(tǒng)提供了較佳的解決方案,它將多種設備的控制操作集中在一個控制面板上,可以方便地實現(xiàn)設備的控制及信號的切換,操作者通過直觀的控制臺操作,將復雜的電教設備及設備控制變得輕松自如。
教室多媒體中央控制系統(tǒng)把多媒體電腦、控制面板、中央控制主機、電源開關模塊和影音設備等組合成有機的系統(tǒng),各部分之間用通信電纜相連統(tǒng)。其中多媒體電腦、控制面板是指令發(fā)送中心,中央控制主機、電源開關模塊則是指令接收和執(zhí)行機構(gòu)。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2 網(wǎng)絡集中控制系統(tǒng)的應用
多媒體網(wǎng)絡中控系統(tǒng)提供了強大的集中管理功能,不僅可實現(xiàn)上課教師對多媒體教室本地教學設備的控制,而且管理人員通過控制終端管理平臺,可實現(xiàn)對分布在不同區(qū)域的每一間多媒體教室設備的遠程控制和集中控制。
1) 利用中控終端管理平臺,可遠程對設備進行供電斷電、開關投影儀、升降屏幕、開關電腦和監(jiān)視屏幕等操作。遠程切換投影儀、計算機、展臺、音響設備等不同信號來源,有效調(diào)節(jié)音響設備音量。對個別使用人使用結(jié)束后忘關投影儀、電腦,未升起幕布等進行相應的安全保障處理。
2) 在中控終端管理平臺上利用IP電話對講系統(tǒng)遠程指導教師操作使用,免除了一些聯(lián)系溝通上的不便,對使用過程中產(chǎn)生的問題進行較好的交流。
3) 利用中控終端管理平臺上多媒體教室電腦的遠程協(xié)助和接管功能,由多媒體教室管理員遠程接管教室內(nèi)電腦主機,進行應用軟件的安裝和升級維護,省去現(xiàn)場等候和來回奔波受累的麻煩。接到教師的求助后,可在第一時間進行遠程協(xié)助,及時解決常見的一般性故障問題,增加有效教學時間。
4) 按課表開啟多媒體教室:可以根據(jù)課表對多媒體教室的相關設備進行定時開關,輸入后的電子課表能與教務處提供的課表數(shù)據(jù)庫動態(tài)同步更新。只有經(jīng)過授權(quán)的上課教師才可在其授課時間內(nèi)使用相應的多媒體教室設備進行教學,確保多媒體教學秩序的平穩(wěn),避免未經(jīng)申請自行使用導致設備受損狀況的出現(xiàn)。
5) 設備工作狀態(tài)實時自動監(jiān)測:聯(lián)網(wǎng)可實時監(jiān)測每個教室中控主機的供電、電腦的開關、投影機的開關、幕布的升降、投影燈泡使用時間的累計、音視頻設備的工作狀態(tài),并通過網(wǎng)絡實時反饋至中控終端管理平臺,使每個教室的狀態(tài)一清二楚。
3 多媒體教室管理模式的創(chuàng)新
雖然擁有這種技術上的先進性,然而技術是僵化的,而具有人性化的管理更是廣大教師所熱切期望的。我們在管理上主要做好三方面的工作:
3.1 創(chuàng)設優(yōu)越的設備使用環(huán)境
隨著多媒體教室的普及,教師應用教育技術水平的提高,特別是多媒體教學水平的提高,教師使用教室多媒體設備不應像以往那樣需要申請、登記等手續(xù),要給教師一個使用多媒體設備的寬松環(huán)境,只要教師想用就能用,而且好用。為了做到這一點,我們的做法是:
1) 提供給教師操作的中控面板的按鍵盡可能少,并且在控制臺上貼一張簡明扼要的使用說明,力求使用者只需花很少的時間,就能操作使用設備。
2) 教師想使用時只要用中控配來的IC卡在讀卡器輕輕一刷,就能打開控制臺面板以及計算機主機柜門的電子鎖,教師就可以使用多媒體設備上課了。
3) 我們在每間教室的控制臺上都裝有一臺IP電話,教師在使用時,若遇到使用上的問題,可以隨時通過電話機與值班人員聯(lián)系,及時解決教師在使用方面的后顧之憂。
4) 在每學期開學之初舉辦一期針對多媒體教室的多媒體設備使用方法的教育技術培訓,使教師盡快熟悉設備的性能和正確使用方法,提高教師多媒體設備的應用能力,減少使用中的誤操作。
3.2 建設高素質(zhì)的管理隊伍
在給教師們創(chuàng)造一個使用多媒體設備寬松環(huán)境的背后,必須有一支素質(zhì)較高的管理隊伍作為保證,也就是說,對教室多媒體設備的維護不能松懈,只有精心對多媒體設備進行維護,才能降低設備的故障率,才能提高教師使用多媒體設備的信心,才能保證多媒體教學的順利進行,我們主要從以下幾方面入手:
1) 網(wǎng)絡中控多媒體教室由于技術含量較高,維護專業(yè)性強,管理人員應具備較強的專業(yè)能力。建立一支較高素質(zhì)的管理隊伍,以“服務教學”為宗旨,所招聘的管理人員要先進行業(yè)務培訓,不但要求他們有精湛的技術,還要有樂于奉獻的精神。
2) 建立健全規(guī)章制度,用崗位責任制去規(guī)范每個人的行為,比如,對值班人員的其中一個要求是,只要教學樓有一間教室在使用多媒體設備就不能擅離崗位,一定要等最后一間教室下課,關好所有教室的多媒體設備電源后,才能下班。
3.3 定期做好多媒體教室設備的維護、維修和保養(yǎng)
1) 由于教室多媒體設備的使用頻率較高,所以設備出現(xiàn)這樣或那樣的故障是必然的,對故障設備的處理我們也有一定的處理原則:比如,對一些常見的一般性故障,好像設備按鍵接觸不良等,能當場處理的就當場處理,不能馬上處理好的,立即征求任課教師的意見,或馬上調(diào)換教室,或改用其它授課方式,盡量減少由于設備故障而對教學造成的影響。
2) 為了提高多媒體設備的維修效率,對多媒體設備的軟件與硬件的備份是必要的,實踐證明,僅依靠廠家的售后服務,是不能保證故障設備的及時維修的。
3) 對教師和學生所反映的有關多媒體設備的問題,要求管理人員要做詳細的記錄,并根據(jù)所反映的情況,要迅速作出反應并及時進行處理,若處理不了則要及時向上級領導匯報。
4) 日常要對設備進行定期的檢查和保養(yǎng),通過檢查可發(fā)現(xiàn)設備的一些潛在毛病,把設備的故障消滅在萌芽狀態(tài)中,同時,對設備的使用與維修要建立檔案,以便給日后設備的更新與維修提供依據(jù)。
4 結(jié)束語
基于網(wǎng)絡中控的多媒體教室使管理人員可以通過遠程控制的技術,及時維護和管理設備,保證設備盡可能地處于良好的工作狀態(tài),這不僅提高了管理人員的工作效率,減輕了工作強度。根據(jù)這種技術環(huán)境,我們建立起相應的管理機制,采取“三分技術,七分管理”的工作模式,有效地保證了多媒體教室正常運行,為學校的教學順利開展提供了保障,使多媒體教室能更好的為教師和學生服務,促使教學質(zhì)量更上一個新的臺階。
摘 要：我們要清醒地看到，我國農(nóng)業(yè)科技雖然取得了顯著的進展，農(nóng)業(yè)科技體系改革創(chuàng)新建設也取得了新的成績，但是與世界農(nóng)業(yè)強國相比，與我國的建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需要相比，農(nóng)業(yè)科技發(fā)展水平相對落后，原始創(chuàng)新和系統(tǒng)集成創(chuàng)新能力明顯不足，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術的創(chuàng)新與應用差距更大。本文主要就農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展進行具體的論述，以供參考。
關鍵詞：農(nóng)業(yè)工程；技術創(chuàng)新；可持續(xù)發(fā)展
引 言：農(nóng)業(yè)的發(fā)展是國民經(jīng)濟增長的基礎，是安天下、穩(wěn)民心的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。沒有農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化就沒有國家的現(xiàn)代化，沒有農(nóng)村的繁榮穩(wěn)定就沒有全國的繁榮穩(wěn)定，沒有農(nóng)民的全面小康也就沒有全國人民的全面小康。而如果沒有科技創(chuàng)新和科技支持，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不可能實現(xiàn)。因此，農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新是實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關鍵，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的不竭源泉和持續(xù)動力。
1 農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新與推廣的必要性
1.1 實現(xiàn)農(nóng)民持續(xù)增收和農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定增長，必須加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與推廣
當前，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的各種制約因素日益凸顯，繼續(xù)靠增加自然資源投入來增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出的余地已越來越小。正如黨的十七大報告指出的那樣，"農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展和農(nóng)民持續(xù)增收難度加大"。要打破日益嚴峻的資源約束，實現(xiàn)農(nóng)民持續(xù)增收和農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定增長，根本出路在于加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和推廣，加大科技成果的轉(zhuǎn)化和推廣力度，提高資源和投入品的利用率。
1.2 發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必須加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與推廣
十七屆三中全會通過的《中共中央關于推進農(nóng)村改革發(fā)展若干重大問題的決定》中明確提出，"著眼于建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，大力推進農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新，加強原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新，不斷促進農(nóng)業(yè)技術集成化、勞動過程機械化、生產(chǎn)經(jīng)營信息化"。因此，加快推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的進程，必須通過農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和推廣，才能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中采用先進的科技知識和生產(chǎn)手段，突破傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)經(jīng)營方式，增加對農(nóng)業(yè)科學技術、資本等生產(chǎn)要素投入，提高農(nóng)業(yè)集約化水平，提高耕地產(chǎn)出率、資源利用率和勞動生產(chǎn)率。
2 農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新的重點領域
2.1 糧食作物超高產(chǎn)、高品質(zhì)育種
保障糧食安全不僅關系到當前經(jīng)濟社會發(fā)展，而且關系到國家長遠利益和民族生存根基。我國糧食總產(chǎn)量連續(xù)三年增加，但增幅并不大。畜牧業(yè)、加工業(yè)及新興的生物能源產(chǎn)業(yè)對糧食的需求卻逐年增加，國際糧食價格有可能因為能源農(nóng)業(yè)的需求而提高，糧食的供求關系正在發(fā)生重大變化。
2.2 農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)高效安全生產(chǎn)技術
目前，食品安全已成為人們最關心的問題。為此，農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新必須增強責任意識，加快研究生物疫苗、生物農(nóng)藥、生物肥料、飼料添加劑等高效安全農(nóng)業(yè)生物制劑和高效健康種養(yǎng)模式，建立從"農(nóng)田到餐桌"的農(nóng)產(chǎn)品全程質(zhì)量控制技術體系，提高食品的質(zhì)量安全水平。
2.3 農(nóng)產(chǎn)品精深加工技術
農(nóng)產(chǎn)品精深加工是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)分化和演變的關鍵點。一是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的分化，由傳統(tǒng)的種養(yǎng)業(yè)向產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后三大部門演變；二是農(nóng)業(yè)勞動力就業(yè)的分化，由原來主要集中在農(nóng)業(yè)產(chǎn)中就業(yè)向產(chǎn)前和產(chǎn)后演變，并逐步向現(xiàn)代工業(yè)化擴散；三是農(nóng)業(yè)經(jīng)營方式的分化，由傳統(tǒng)的以生產(chǎn)初級產(chǎn)品為主向產(chǎn)加銷、貿(mào)工農(nóng)一體化經(jīng)營演變；四是農(nóng)民收入來源的分化，由原來單純依靠種養(yǎng)業(yè)收入向依靠延伸農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈增加收入演變，美國等發(fā)達國家農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)產(chǎn)值已達到農(nóng)業(yè)增加值的3-5倍。
2.4 設施農(nóng)業(yè)工程技術
設施農(nóng)業(yè)包括設施栽培和設施養(yǎng)殖，如各類塑料大棚、各類溫室和人工氣候室，畜禽、水產(chǎn)和特種動物的設施養(yǎng)殖和現(xiàn)代化集約養(yǎng)殖小區(qū)等。發(fā)展設施農(nóng)業(yè)在某種意義上就是增加耕地面積，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時間和空間，增強生產(chǎn)的可控性。科技創(chuàng)新應在進一步節(jié)約成本，減小勞動強度，提高光能、熱能利用率，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，增加生產(chǎn)效益上下工夫。
2.5 節(jié)水農(nóng)業(yè)技術
隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展和我國水資源的狀況變化，水資源缺乏將是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展最重要的制約因素。當前，我國農(nóng)業(yè)灌溉總用水量4000億立方左右，占總用水量的67%，加上其他農(nóng)業(yè)用水，占到總用水量的80%，是全國水資源最大可能利用量的35%-40%。由于缺水，農(nóng)業(yè)受旱面積越來越大，常年在3億畝以上。同時農(nóng)業(yè)用水浪費又是非常巨大的，全國農(nóng)業(yè)用水利用率平均不足50%，年損失約2000億立方，相當于全國工業(yè)和城市用水總和的2倍。因此，如何保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，特別是糧食安全，加強節(jié)水農(nóng)業(yè)技術研究創(chuàng)新既是緊迫的要求，又是重大的長遠的戰(zhàn)略任務。
2.6 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護和資源綜合利用技術
建設節(jié)約型社會對加強農(nóng)業(yè)資源綜合利用的要求越來越高。農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新要更多地負起責任，加快發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)技術、農(nóng)業(yè)面源污染檢測與防治技術和農(nóng)村廢棄物循環(huán)利用技術研究，特別是以污染治理和秸稈、肥料利用為重點，推進有機農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)能源和食用菌等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推進環(huán)境友好型和資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
3 加快農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展的舉措
3.1 深化科技體制改革，構(gòu)建國家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系
加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的歷史任務艱巨。進一步深化科技體制改革，改進我國科技管理制度，完善項目申報、經(jīng)費分配和過程管理辦法，突出農(nóng)業(yè)科研的公益性特征，探索新的科研組織模式和有效資助方式，形成有利于農(nóng)業(yè)科研基礎研究和公益研究健康快速發(fā)展的體制機制。同時必須建立適合國情的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系，做到有破有立，改革是手段，建立是根本，為構(gòu)建國家創(chuàng)新體系奠定堅實的基礎。
3.2 強化公益性農(nóng)技機構(gòu)改革，創(chuàng)新農(nóng)技推廣機制
強化農(nóng)技推廣機構(gòu)公益性職能定位，積極推行"三權(quán)歸縣"，明確職能任務，合理設置機構(gòu)，科學核定編制，理順管理體制，完善改革配套措施，提高工資待遇，全面建立崗位責任制度。加強水利、林業(yè)、氣象等技術推廣服務體系建設。鼓勵創(chuàng)辦、領辦科技型企業(yè)以及技術合作組織等，積極發(fā)展校市聯(lián)建、院縣共建等多元推廣模式，并給予公益性農(nóng)技推廣體系同等的政策支持。
3.3 著力提高農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力
針對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術需求，以奪取農(nóng)業(yè)科技制高點、增強科技發(fā)展后勁，提高農(nóng)業(yè)競爭力為目標，全面提升科技自主創(chuàng)新能力。進一步加強動植物種質(zhì)資源的收集、保存等基礎性工作。著力提高農(nóng)業(yè)知識創(chuàng)新、生物技術領域、機械化技術領域和信息技術領域的科技自主創(chuàng)新能力。
3.4 加強農(nóng)業(yè)科技人才隊伍建設，大力培訓農(nóng)村實用人才
按照農(nóng)業(yè)科技用人規(guī)律和基本需求，分別構(gòu)建國家高層次農(nóng)業(yè)科研人才培養(yǎng)基地、高水平科研骨干培養(yǎng)基地、高水平科研輔助人員培養(yǎng)基地和高水平科研管理人才培養(yǎng)基地，加快構(gòu)建、科學培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才和團隊。建立一套適應農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新要求的人才培養(yǎng)、使用、評價和激勵的機制和制度。加大新型農(nóng)民和農(nóng)村實用人才培訓力度，擴大培訓規(guī)模，提高補助標準，增強培訓的針對性和實效性。充分發(fā)揮大專院校、農(nóng)廣校和科研推廣單位的科技教育和人才資源優(yōu)勢，多層次、多渠道、多形式地開展農(nóng)業(yè)科技大培訓。
4 結(jié)語
總之，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀已經(jīng)不能夠滿足于我國人口的需求，因此要想獲得較大的突破，就需要在農(nóng)業(yè)工程中進行技術的創(chuàng)新。因此，就需要我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展具備有充足的前提準備，進一步確保我國農(nóng)業(yè)不斷進步和發(fā)展。
摘 要：為更好地開展《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》緒論課的講授，筆者在教學中對該課程緒論部分的內(nèi)容和教學方法進行了探索。首先引入農(nóng)業(yè)概念及其發(fā)展歷程，接著引出農(nóng)業(yè)工程概念內(nèi)涵。與此同時，指出當前我國農(nóng)業(yè)存在的問題，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展主題的引入做出鋪墊，并借助熵的概念進行農(nóng)業(yè)可持續(xù)問題的講解。最后引導學生正確認識農(nóng)業(yè)發(fā)展，重視農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
關鍵詞：農(nóng)業(yè)工程 可持續(xù)發(fā)展 教學方法
S著社會經(jīng)濟的發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展的重要性正在逐步提升。《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》作為農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)的一門重要課程。通過本課程的學習，使農(nóng)業(yè)工程相關專業(yè)學生從宏觀角度理解工業(yè)工程專業(yè)與可持續(xù)發(fā)展之間的辯證關系。熟悉了解農(nóng)業(yè)工程生產(chǎn)中的農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)產(chǎn)品加工和農(nóng)業(yè)環(huán)境等方面與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展之間的關系，培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展的理念。但是《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》至今尚無直接的教材，為此，筆者在教學中，對該課程內(nèi)容設置和教學方法進行了探索。
該文從我國基本國情出發(fā)，探討《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》課程緒論的教學內(nèi)容和教學方法，引導學生更好地理解可持續(xù)發(fā)展的意義，以及農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展的關系。
1 以“農(nóng)業(yè)及其發(fā)展歷程”引入課程內(nèi)容
在教學中，為使課程更好地展開，首先將“農(nóng)業(yè)及其發(fā)展歷程”內(nèi)容引入緒論課，以便使學生更清晰的了解農(nóng)業(yè)的發(fā)展及其意義，更容易理解《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》課程后續(xù)的主題內(nèi)容。
“什么是農(nóng)業(yè)？農(nóng)業(yè)是怎么來的？”筆者從狹義和廣義兩個角度，對農(nóng)業(yè)的定義進行了解釋。在我國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎[1]，它是指人們利用生物的生長機理，采取人工培養(yǎng)和養(yǎng)殖的辦法，以取得產(chǎn)品的物質(zhì)生產(chǎn)活動。從狹義上講，農(nóng)業(yè)泛指種植業(yè)[2]，它包括糧食作物、經(jīng)濟作物、飼料作物和綠肥等農(nóng)作物的生產(chǎn)活動；從廣義上講，除種植業(yè)外，還包括林業(yè)、畜牧業(yè)、副業(yè)和漁業(yè)。這五業(yè)合在一起通常稱為“大農(nóng)業(yè)”。目前農(nóng)業(yè)早已是國民經(jīng)濟中一個重要產(chǎn)業(yè)部門，是以土地資源為生產(chǎn)對象的部門，利用動物植物等生物的生長發(fā)育規(guī)律，通過人工培育來獲得生產(chǎn)食品及工業(yè)原料的產(chǎn)業(yè)，屬于第一產(chǎn)業(yè)[3]。
關于中國農(nóng)業(yè)起源，可以借助古籍中許多美麗動聽的傳說故事進行講解，這可以大大提高學生的學習興趣和積極性。眾所周知，我們經(jīng)常把農(nóng)業(yè)的起源歸功于偉大的神農(nóng)、后稷和黃帝或其他帝王、名臣等等[4]。在農(nóng)業(yè)漫長的發(fā)展過程中，人們把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)劃分為三個大的階段：原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。
（1）原始農(nóng)業(yè)――基本特征是完全依靠人力和簡陋的木、石工具，模仿動植物自然生產(chǎn)過程進行自給自足的生產(chǎn)。
（2）傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)――當人類進入封建社會后，開始學會制造鐵犁和使用耕畜，生產(chǎn)力有了很大發(fā)展，開始打破原始社會那種封閉式的生產(chǎn)方式，逐漸進入較為開放的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式。
（3）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)――是以生物技術和信息技術為先導的技術高度密集的產(chǎn)業(yè)，不僅提高土地生產(chǎn)率，并打破了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)性和地域性的限制，同時現(xiàn)代農(nóng)業(yè)資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)。
2 介紹農(nóng)業(yè)工程的內(nèi)涵
通過“農(nóng)業(yè)及其發(fā)展歷程”的教學，對“農(nóng)業(yè)”進一步延伸，向?qū)W生講解農(nóng)業(yè)工程的內(nèi)涵。農(nóng)業(yè)工程是改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)手段、生態(tài)環(huán)境和農(nóng)村生活設施的各種工程技術、工程管理、工程理論的總稱[5]，是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活服務的綜合性工程技術及其原理。自1910年內(nèi)燃拖拉機問世，標志了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程的開始。
另外從當前農(nóng)業(yè)工程學科構(gòu)成角度給學生一個全面的介紹。目前農(nóng)業(yè)工程已經(jīng)發(fā)展成為多學科綜合性的邊緣學科，其科學技術研究的范圍很廣，總體歸結(jié)為以下7個方面：農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)田水利和水土保持、土地利用工程、農(nóng)村建筑和農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程、農(nóng)副產(chǎn)品加工工程、農(nóng)村能源工程、農(nóng)業(yè)電氣化工程。農(nóng)業(yè)工程在合理利用農(nóng)業(yè)資源、保護生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出率等方面都有重大作用。
3 引入“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”
該課程教學的優(yōu)秀內(nèi)容就是“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”，而“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”又是從何時成為大眾關注的熱點呢？筆者從以下幾個方面分析了“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”提出的背景。
自工業(yè)革命以來，許多國家相繼走上了以工業(yè)化為主的發(fā)展道路。隨著社會生產(chǎn)力的迅速提高和經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大，人類創(chuàng)造了前所未有的物質(zhì)財富。但是，卻出現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的環(huán)境破環(huán)、資源過度消耗和貧富差距加大等問題，樂贗脅和阻礙著人類社會的生存和發(fā)展。于是，人類不得不深刻反思沿襲已久的生存方式和思想觀念，進而試圖去尋找一條既能保證經(jīng)濟增長和社會發(fā)展，又能維護生態(tài)良性循環(huán)的全新的發(fā)展道路。
在農(nóng)業(yè)方面，以美國為代表的工業(yè)化農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式在世界各地得到推廣。自20世紀70年代末以來，我國開始大力發(fā)展機械化生產(chǎn)方式，利用化肥、農(nóng)業(yè)提高作物產(chǎn)量，工業(yè)化模式的農(nóng)業(yè)帶來了嚴重的問題。以大化肥、大農(nóng)藥、大量消耗地下水為代價的，農(nóng)業(yè)環(huán)境污染嚴重，長期下去存在嚴重的隱患[6]。“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”在這樣的背景下被提出。我們要發(fā)展既能滿足當代人對農(nóng)副產(chǎn)品的需求，又不對后代人農(nóng)副產(chǎn)品的需求構(gòu)成威脅的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，即可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)模式。要解決未來可能將要面臨的糧食安全問題，必須要回到循環(huán)性生態(tài)農(nóng)業(yè)上來。從可持續(xù)發(fā)展的角度看，中國未來農(nóng)業(yè)只能走“用地養(yǎng)地”、“精耕細作”配合一定現(xiàn)代化設備和生態(tài)技術的生態(tài)農(nóng)業(yè)。
4 從熵的角度分析“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”
在教學過程中，筆者從熵的角度對農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展進行了剖析，以便使學生更加清晰理解農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。1868年德國物理學家克勞修斯在物理學中發(fā)現(xiàn)和揭示了熵世界觀的概念[7-8]。它告訴人們，物質(zhì)和能量雖然是守恒的，但在表現(xiàn)形態(tài)上只能“沿著一個方向轉(zhuǎn)換，即從可利用到不可利用，從有效到無效，從有序到無序”。為了創(chuàng)造工業(yè)文明，人類無節(jié)制的開采和消耗各類自然資源，這帶來了嚴重的環(huán)境問題，影響人類的生存和發(fā)展[9]。
筆者探討分析后得出結(jié)論，農(nóng)業(yè)的實質(zhì)就是通過綠色植物吸收與轉(zhuǎn)化太陽能形成負熵。生物體的負熵機制如圖1所示，以負熵為起點，并以這種負熵在流動過程中不斷耗散的方式展開農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。
在教學中，筆者又嘗試按照數(shù)學極限的思想，并提出一個極限公式（公式1），對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展進行講解。該極限公式可將其表示為如下的形式：以時間t為自變量，自然界的熵表示為時間t的函數(shù)，則
（1）
式中，C為相對常數(shù)，即人類生存的星球在某一時期能夠忍受的熵。熵是最后不能再被轉(zhuǎn)化做功的無效能量的總和。這種情況在封閉系統(tǒng)中表現(xiàn)明顯，當熵達到最大值時，則表示一切有效能量均消耗殆盡。當有效能量和無效能量相等時（熱力學第一定律的規(guī)定），則意味著系統(tǒng)進入了全面崩潰，或稱“熱寂”階段[10]。只有當我們承認自己世界的有限性，有意識地尊重地球資源的極限，我們才能真正領會到地球的寶貴，從而做出對人類繼續(xù)生存有重大意義的調(diào)整。
通過此部分內(nèi)容的講解可以有力的告訴學生，我們必須把熵定律作為價值判斷的基礎，只有發(fā)展低耗、節(jié)約，與自然和諧共存的、符合減熵原理和生態(tài)規(guī)律的農(nóng)業(yè)，才能保持農(nóng)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。
5 探討可持續(xù)發(fā)展的途徑
該課程的最終目的就是正確引導學生理解和重視農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。雖然農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展帶來了一系列的負面環(huán)境問題，尤其是工業(yè)化的農(nóng)業(yè)，在帶來農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的同時破壞了生態(tài)的可持續(xù)性。但是，我們必須正確認識農(nóng)業(yè)發(fā)展，探討農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在基于資源環(huán)境約束下，尋求一條節(jié)約能源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展之路[11]。
在教學過程中，筆者啟發(fā)學生積極主動思考農(nóng)業(yè)工程可持續(xù)發(fā)展的新方法，總結(jié)出農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展必須具備以下要素。
正確認識學習可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的優(yōu)秀內(nèi)容。以犧牲環(huán)境換取的經(jīng)濟效益的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，只會讓環(huán)境背上沉重的包袱的問題，而不會帶來長久的效益，因此發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)已成為必然趨勢。
利用系統(tǒng)思維和系統(tǒng)的科學體系去解決問題。我們面臨的任何一個要解決的問題或要完成的任務其實都是系統(tǒng)。將農(nóng)業(yè)工程看成大的系統(tǒng)，運用系統(tǒng)工程的理論和方法，結(jié)合農(nóng)業(yè)科學技術研究農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的合理組建和最佳運行的過程技術。
學習以“綠色技術”為主題的農(nóng)業(yè)工程技術。對農(nóng)業(yè)機械及其自動化專業(yè)學生注入農(nóng)業(yè)機械“綠色設計，綠色制造，綠色管理”的理念。
學會利用科學的思維方法尋找最優(yōu)方案。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的性質(zhì)和總目標，將問題分解為不同的組成因素，并按其相互影響及隸屬關系按不同層次聚集組合，形成多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，使問題歸結(jié)為最低層相對于最高層的相對重要權(quán)值的確定，進而尋找可持續(xù)發(fā)展的最優(yōu)方案。
摘 要：在高校農(nóng)業(yè)工程本科教學中推行研究性教學是高校課程改革，培養(yǎng)創(chuàng)新型和應用型農(nóng)業(yè)工程人才的重要內(nèi)容。在課程教學過程中顛覆傳統(tǒng)教學理念，注重對教學過程的評價，構(gòu)建一套科學合理的課程質(zhì)量評價指標體系是研究性教學的重要組成部分。農(nóng)業(yè)工程研究性教學課程評價指標體系的構(gòu)建對于創(chuàng)新農(nóng)業(yè)工程人才培養(yǎng)模式，提升學生的實踐能力和自主學習能力具有重要的現(xiàn)實意義。
關鍵詞：農(nóng)業(yè)工程 研究性教學 評價體系 能力培養(yǎng)
近年恚研究性教學作為一種全新的教學方法和教學理念，已經(jīng)為國內(nèi)外眾多高校所實踐。研究性教學完全不同于傳統(tǒng)的教學方式，它是將研究性、自主性的學習方式貫穿于學生的課程學習之中，學生的課程最終成績將不再作為學習效果的唯一考核目標。以往的教學方式主要是以教師的講授為主，學生被動的學習和接受，在這一教與學的過程中，教師是主體，學生是客體，有些學者習慣性地稱這種教學模式為“填鴨式”。而研究性教學一改這一傳統(tǒng)做法，創(chuàng)造性地將研究性教學方法、研究性學習模式引入課堂教學，教師不再是課程學習的主導，而是學生學習的引導者和組織者，學生則根據(jù)課程設置的一些環(huán)節(jié)和情境進行自主學習，同時參加一些科研活動，在科研性學習中掌握教學大綱中要求的知識點。這種先進的教學方法將教師和學生從枯燥的課堂講授和學習中解放出來，增加了課堂互動，活躍了教與學的氛圍，顯著提高了學生的學習質(zhì)量。這種教學方法注重對教學過程的考核，并實時監(jiān)控這一過程中的每一個環(huán)節(jié)指標的完成情況，考核評價方式具有多元化、動態(tài)化的特征。而這種教學方法需要與一套科學、合理、可行的質(zhì)量評價指標體系相配合才能顯示出優(yōu)越性。
本文是在原有研究成果的基礎之上，以提高農(nóng)業(yè)工程人才培養(yǎng)質(zhì)量，改革高校農(nóng)業(yè)工程人才培養(yǎng)模式為原則，結(jié)合農(nóng)業(yè)工程研究性教學實踐，探討農(nóng)業(yè)工程研究性教學課程評價指標體系的構(gòu)建方法。
一、農(nóng)業(yè)工程研究性教學課程評價指標體系構(gòu)建意義
教學評價指標體系是研究性教學的重要內(nèi)容，是考核評價研究性教學成效的標準。農(nóng)業(yè)工程研究性教學就是在農(nóng)業(yè)工程理論課程教學過程中，不但有教師課堂知識的講授，同時配以針對專業(yè)的課題或?qū)嵺`環(huán)節(jié)，教師引導學生進行有針對性的科學研究工作，在實際工作中運用理論知識，并與實踐相結(jié)合產(chǎn)生一些物化成果，如研究論文、研究報告等。同時，為了檢驗和評判教學效果，要制定一套合適的檢驗標準，即課程質(zhì)量評價指標體系，對教學過程和結(jié)果進行有效評價，并采取實時動態(tài)的信息反饋機制，及時糾正和調(diào)整教學過程中存在的缺點和不足，使整個教學活動更趨合理和優(yōu)質(zhì)。教學質(zhì)量評價是整個研究性教學的最后一個環(huán)節(jié)，也是決定教學活動能否成功的關鍵所在，對研究性教學活動起著引導和評判的作用，因此能否構(gòu)建一套完整、科學、合理的評價指標體系將直接關系到教學目標能否實現(xiàn)，教學效果能夠達成，研究性教學方向是否正確并繼續(xù)開展下去。因此，開展農(nóng)業(yè)工程研究性教學課程評價指標體系的構(gòu)建對于有效開展研究性教學具有十分重要的意義。
二、農(nóng)業(yè)工程研究性教學評價指標體系構(gòu)建的基本原則
農(nóng)業(yè)工程研究性教學具有區(qū)別于其它學科的自身優(yōu)勢及特征，因此在制定和構(gòu)建課程質(zhì)量評價指標體系時也應體現(xiàn)出課程與專業(yè)特色，要依據(jù)一定的原則。
（一）多元化原則
研究性教學本身就是一個既注重結(jié)果評價又兼顧過程評價，既有一般性考核，又有綜合評判的一種新型教學模式。農(nóng)業(yè)工程研究性教學具有自身特點，這就決定了課程質(zhì)量評價指標體系必須是一個多元化、全方位的評價指標體系。這種多元化的特征不僅要體現(xiàn)在評價指標本身，同時還包括評價主體，除了教師和學生之外，評價主體還應有教學管理部門、教育行政部門，有同行專家的評價，也有校外、社會和家長的評價。只有這樣，農(nóng)業(yè)工程研究性教學的評價指標體系才是完整而科學的。
（二）系統(tǒng)性和科學性原則
一個評價指標體系只有具備系統(tǒng)、科學性的特征才能夠進行有效而可信的評價。而農(nóng)業(yè)工程的研究性教學是為了提升農(nóng)業(yè)工程類學生的實踐能力和自主創(chuàng)新能力，適應新世紀農(nóng)業(yè)工程類人才發(fā)展需要而推行的一種全新教學方法，教學效果將決定今后農(nóng)業(yè)工程領域人才的專業(yè)化水平和工作能力，因此，評價指標體系應更加系統(tǒng)和詳盡，只有這樣才能夠有效提高課程教學質(zhì)量，達到人才培養(yǎng)目標。
（三）動態(tài)化和過程性原則
農(nóng)業(yè)工程研究性教學課程質(zhì)量評價指標體系既有階段性評價，也有綜合性評價，在教學過程中信息的反饋是實時的、動態(tài)的，是教學組織者、引導者與教學活動的實時互動并對教學過程中出現(xiàn)的問題進行及時糾正與調(diào)整。相對于傳統(tǒng)的結(jié)果性評價，農(nóng)業(yè)工程研究性教學課程評價更注重過程性。而這種過程性始終貫穿于研究性教學活動的全過程，也是教學活動的主客體之間進行實時和動態(tài)信息傳遞和互動的全過程。
（四）客觀性、科學性和公正性原則
農(nóng)業(yè)工程研究性教學課程評價指標體系的構(gòu)建基礎是科學性，而評價過程中又要體現(xiàn)客觀性和公正性。評價指標體系的科學性是評價環(huán)節(jié)的客觀性、公正性的有力保障。評價指標體系沒有客觀性，則對課程教學效果和質(zhì)量的評價就不具有可信度，不能真實反映教學實際。對研究性教學活動客觀公正的評價是一種不受主管因素影響，不受外界其它不利因素干擾的真實客觀評價。只有構(gòu)建客觀公正的評價指標體系，才能對研究性教學效果和質(zhì)量做出真實有效的評價，才能發(fā)現(xiàn)并及時糾正教學方法自身的缺陷，有利于研究性教學活動繼續(xù)開展下去。
三、構(gòu)建農(nóng)業(yè)工程研究性教學評價指標體系需解決的幾個問題
（一）根據(jù)課程性質(zhì)合理制定評價指標體系
課程性質(zhì)不同，實施研究性教學過程中的評價方式和采用的評價指標也有較大差異。因此，不能機械地照搬套用已有的評價指標體系，要根據(jù)農(nóng)業(yè)工程研究性教學的課程性質(zhì)，科學合理地制定評價指標，這樣才能夠?qū)虒W活動進行有效評價。有些一級指標下可設置若干個二級指標、三級指標，保證指標的科學性、系統(tǒng)性和客觀性，但過于詳細和繁雜的考核指標必然會造成評價工作量的增加，降低了評價工作效率，因此指標數(shù)和側(cè)重點要合適。
（二）評價指標體系要有助于教師教學水平學生能力的提升
農(nóng)業(yè)工程實施研究性教學的目的是為了有效提升學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和自我學習能力。是要脫離傳統(tǒng)的教學模式的束縛，使學生在教學過程中思維更加發(fā)散、視野更加開闊，更能激發(fā)學生的內(nèi)動力，使其從被動地、機械地獲取知識的方式變得更加積極主動。因此，這種模式下的課程評價指頌逑滌Ω能體現(xiàn)對學生能力提升方面的考核和教學實施評價。同時，教師在實施研究性教學過程中其實也是對自身教學水平和專業(yè)素質(zhì)的提升，因此，評價指標體系也應注重對教師組織和引導學生進行研究性、自主性學習過程的考核與評價。
（三）科學合理地分配評價指標的分值和權(quán)重
針對農(nóng)業(yè)工程不同的課程實施研究性教學，考核和評價的側(cè)重點有所不同。課程評價指標的權(quán)重和分值要分配科學合理，需要詳細和重點評價的環(huán)節(jié)，要盡量多設置下一級指標并分配相應考核分值。同時，對重點考核評價的方面，其考核評價指標要求應更高。這樣才能對具體課程教學效果和教學過程做出科學、合理、可信的評價。
四、農(nóng)業(yè)工程研究性課程教學評價指標體系構(gòu)建
農(nóng)業(yè)工程研究性教學課程教學評價內(nèi)容主要包括：教學隊伍、教學內(nèi)容、教學方法、教學條件和教學效果。并可依據(jù)上述內(nèi)容適當確定評價指標體系中的各級指標及其量化分數(shù)和權(quán)重。農(nóng)業(yè)工程研究性課程教學評價指標體系應采取定性評價和定量評價相結(jié)合的方式，以提高評價結(jié)果的可靠性和可比性。具體評價指標及量化標準如表1所示。
本表說明：
一是本評價方案采用百分制記分，設置4個一級指標：教學隊伍、教學內(nèi)容、教學方法及教學手段以及教學效果，每一一級指標下設若干個二級指標、主要觀測點及評價標準。對每一個單項一級指標和二級指標按照評分結(jié)果分為：優(yōu)秀、良好、合格、基本合格和不合格。總體評價則根據(jù)總評價分數(shù)分為五個等級：優(yōu)秀（90-100分）、良好（80-89分）、合格（70-79分）、基本合格（60-69分）和不合格（60分以下）。
二是同行評價及學生評價得分以各自的評價平均分計算。
三是學生學習中的物化成果包括：論文、研究報告、調(diào)研報告、項目申請、獲得專利、參賽獲獎等。每一項根據(jù)級別、等級和相關性給出具體分值。
五、結(jié)束語
教學質(zhì)量評價本身不是目的，而是一種手段，不是為了證明什么，而是為了診斷和引導。因此，在農(nóng)業(yè)工程研究性教學評價指標體系構(gòu)建過程中需要引入激勵機制，使教學過程更加開放、靈活。引導學生在研究工作中發(fā)展創(chuàng)造性思維方式，轉(zhuǎn)變學習觀念，注重理論聯(lián)系實際，使自身的實踐能力、創(chuàng)新能力得到有效提升，促進農(nóng)業(yè)工程研究性教學的持續(xù)發(fā)展。
（作者單位：佳木斯大學機械工程學院 黑龍江佳木斯 154007）
（河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院，河南 鄭州 450002）
摘要：為了促進校企協(xié)同，加強校企協(xié)同培養(yǎng)農(nóng)業(yè)工程專業(yè)學位研究生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)。論述了農(nóng)業(yè)工程專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的特點和出現(xiàn)的問題，校企協(xié)同的重要性及相關研究的基本情況。針對農(nóng)業(yè)工程專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)的特點，在培養(yǎng)目標與體系、課程體系與教學資源建設、教學內(nèi)容等方面的改革內(nèi)容進行詳細探討。指出構(gòu)建校企協(xié)同培養(yǎng)的模式對于提高研究生創(chuàng)新能力具有重要的現(xiàn)實意義。
關鍵詞：校企協(xié)同；實踐創(chuàng)新；農(nóng)業(yè)工程
一、引言
隨著高等教育的普及和社會對人才需求層次的提高，單一學術型碩士研究生已經(jīng)無法滿足社會對高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的需求，社會對人才需求的變化促使農(nóng)業(yè)工程領域工程專業(yè)碩士學位的發(fā)展[1]。
目前專業(yè)學位研究生培養(yǎng)模式仍沿襲學術研究生，課程設置存在著教學與科研實踐脫節(jié)等問題。課程教學安排上，授課時間過長，偏重理論知識的傳授，實踐鍛煉少，忽視了對學生創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，對科研實踐性環(huán)節(jié)、產(chǎn)學研相結(jié)合等不夠重視[2]。由于專業(yè)限制等問題，農(nóng)業(yè)工程學科的研究生課題與其他工科研究生相比，科研經(jīng)費資助少，大多是自選課題，缺乏鍛煉實踐能力的環(huán)境，參加學術交流活動受限，從而不能及時了解到本領域的前沿成果和發(fā)展趨勢，這些都限制了對專業(yè)學位研究生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。專業(yè)學位研究生教學實踐環(huán)節(jié)的企業(yè)定崗實習培養(yǎng)，是區(qū)別于學術研究生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，也是專業(yè)學位研究生接觸社會、熟悉企業(yè)需求的重要環(huán)節(jié)。
二、改革內(nèi)容
（一）培養(yǎng)目標與體系進一步深化改革
1.充分利用專業(yè)優(yōu)勢，培養(yǎng)目標體現(xiàn)專業(yè)特色。農(nóng)業(yè)工程專業(yè)歷史悠久，發(fā)展迅速，特色明@。培養(yǎng)目標的制定要體現(xiàn)專業(yè)特色，還應充分考慮合作企業(yè)對專業(yè)碩士培養(yǎng)的要求。培養(yǎng)農(nóng)業(yè)工程領域創(chuàng)新與技術開發(fā)、工程設計與實施、技術攻關與技術改造、工程規(guī)劃與管理、新技術推廣與應用等方面的高層次復合型、應用型、工程技術及管理人才。涉及到現(xiàn)代制造技術中的機、光、電、液及微機軟硬件應用技術等多個方面，具有專業(yè)面寬、適應性強的特點，能適應社會發(fā)展的需要。確實強調(diào)“創(chuàng)新性、應用性、特色性”，突出形成自己的人才培養(yǎng)特色。
2.培養(yǎng)規(guī)格要求充分適應社會需求。除要求學生能較好地掌握本專業(yè)的基礎理論知識和基本技能外，還要具有一定的人文、社會科學、經(jīng)營、法律、法規(guī)的基本知識；具有獨立獲得知識和分析、解決問題的能力；具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力等。
3.人才培養(yǎng)體系體現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性。針對專業(yè)碩士學位研究生培養(yǎng)的特點和企業(yè)需求，教學內(nèi)容強調(diào)理論性與應用性課程的有機結(jié)合，突出案例分析和實踐研究；導師選擇實行校企雙導師制，以校內(nèi)導師指導為主，企業(yè)導師參與各培養(yǎng)環(huán)節(jié)的指導工作。嚴格中期考核淘汰機制，論文研究應與企業(yè)生產(chǎn)實際相結(jié)合，具有明確的工程背景和應用價值，能為企業(yè)解決工程技術問題。
（二）課程體系與教學資源建設
1.合理構(gòu)建課程體系。根據(jù)人才培養(yǎng)目標要求，學校在制定農(nóng)業(yè)工程專業(yè)碩士課程教學計劃時除按既定的領域培養(yǎng)方案進行課程選擇外，還應充分考慮合作企業(yè)對專業(yè)碩士的培養(yǎng)的要求。在校企協(xié)同培養(yǎng)專業(yè)碩士的實踐中，企業(yè)往往希望高校較有針對性地為其培養(yǎng)實用性的高層次技術人才，并且借助這一合作平臺對企業(yè)的生產(chǎn)實際發(fā)揮技術支持、改造及創(chuàng)新作用。
2.借鑒國內(nèi)外課程改革的成功經(jīng)驗。結(jié)合本專業(yè)發(fā)展前沿，面向經(jīng)濟社會發(fā)展需求，借鑒國內(nèi)外課程改革的成功經(jīng)驗和成果，充分利用現(xiàn)代信息技術，優(yōu)化課程設置，形成具有鮮明特色的專業(yè)課程。把專業(yè)課設置優(yōu)質(zhì)精煉，增加實踐環(huán)節(jié)，設置創(chuàng)業(yè)教育類、專業(yè)拓展教育類、綜合素質(zhì)教育類三大模塊。
3.加強教學資源建設。加強對各類教學資源的整合利用，通過協(xié)同開發(fā)和開放共享，形成與人才培養(yǎng)目標、人才培養(yǎng)方案和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式相適應的優(yōu)質(zhì)教學資源。開展多層面的、立體化的教學改革與研究，具體包括實施教育教學改革研究、科研教學團隊建設、企業(yè)實踐教育基地建設等項目。
（三）教學內(nèi)容的改革
1.理論教學內(nèi)容的改革。專業(yè)學位的課程設置以實際應用為導向，以職業(yè)需求為目標，以綜合素養(yǎng)和應用知識與能力的提高為優(yōu)秀。根據(jù)課程的特點，合理地精選教學內(nèi)容，是課程內(nèi)容改革成功的關鍵因素。使學生既能掌握課程的基本理論內(nèi)容，又能了解到本學科的研究發(fā)展動態(tài)。
2.實踐教學內(nèi)容的改革。本專業(yè)的課程應用性和實踐性都很強，沒有大量的實踐教學活動，不可能培養(yǎng)出綜合能力強的學生。因此本專業(yè)在實踐教學方面做了探索：①企業(yè)實踐教育基地實際訓練，重在培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力；通過校企協(xié)同，實施“先頂崗實習、然后再回校學習”的教學方式，增強教育的時效性和針對性，提高學生的技術開發(fā)能力和技術服務能力。學生在基地專業(yè)實踐期間由校內(nèi)和基地兩個指導教師共同制定專業(yè)實踐計劃，全程指導學生實踐過程。②研究生帶本科生從事獨立科研活動，重在強化學生綜合知識運用能力。
（四）實踐教學體系的改革
1.利用多渠道實踐創(chuàng)新活動，注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力。充分利用學校和企業(yè)的各種學術交流與實踐創(chuàng)新大賽環(huán)節(jié)，通過聽本學科著名專家所作的報告，給學生一些啟發(fā)。進行科學研究必須重視學術交流，可組織學生多參加一些交叉學科學術交流研討會，多與相關或其他領域的研究人員進行交流，擴展自己的思路。培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新意識，著力提升學生的實踐動手能力。
2.強化實踐教學環(huán)節(jié)，注重實際工作技能的培養(yǎng)。針對本專業(yè)建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化研究生校企聯(lián)合培養(yǎng)基地，將研究生引入科研訓練和生產(chǎn)實踐，在大膽的探索中培養(yǎng)和形成創(chuàng)新能力，在生產(chǎn)實習中聘請校外企業(yè)及農(nóng)場中有實踐經(jīng)驗的專家擔任兼職教授，理論和實際相結(jié)合，來激發(fā)學生潛在的創(chuàng)造靈感。
3.加強基礎條件建設，注重提高實踐教學效果。隨著創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)計劃的實施，基礎條件建設仍需加強，增加經(jīng)費添置創(chuàng)新性、設計性實驗儀器設備；加強實習基地建設，探索基地建設、運行模式與人才培養(yǎng)的最優(yōu)組合；增加2―3個科研教學校外培養(yǎng)基地，整體提高研究生實踐創(chuàng)新的培養(yǎng)效果。
三、結(jié)論
農(nóng)業(yè)工程專業(yè)學位研究生是為企業(yè)培養(yǎng)高層次的工程技術及管理人才而設立的。企業(yè)比高校更加清楚需要的是哪種人才，因此，校企協(xié)同培養(yǎng)的模式是培養(yǎng)具有應用能力和實踐能力的人才的必由之路。校企協(xié)同，其實質(zhì)是使高等教育與社會、生產(chǎn)融為一體，形成相互依存、相互促進、優(yōu)勢互補、密不可分的有機整體。研究生的創(chuàng)新實踐能力需要在參與企業(yè)的實際生產(chǎn)、產(chǎn)品開發(fā)、解決實際問題的過程中，在真實感知的過程中培養(yǎng)的。校企協(xié)同推動研究生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，校企協(xié)同應向深層次、多領域拓展，進一步深化人才培養(yǎng)模式改革方案，實現(xiàn)校企協(xié)同共同創(chuàng)新、共同發(fā)展。
摘要：本文分析了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程人才的社會需求，根據(jù)我國目前農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的形式進行深入探討，為目前傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的成功轉(zhuǎn)型建設專業(yè)化人才隊伍。
關鍵詞：農(nóng)業(yè)工程；培養(yǎng)模式；人才需求；教學改革
一、引言
從目前的發(fā)展程度看，國內(nèi)農(nóng)業(yè)工程與西方發(fā)達國家之間的距離還很大，而導致國內(nèi)農(nóng)業(yè)工程技術落后的一個重要原因是人才匱乏。2011年，在全國高校農(nóng)業(yè)工程學術交流會上，專業(yè)人士就當前我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化人才結(jié)構(gòu)模式存在的缺陷提出：必須及時改進農(nóng)業(yè)工程人才培養(yǎng)模式，完善農(nóng)業(yè)工程學科體系，以促進我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進一步發(fā)展。因此，結(jié)合我國由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的基本國情，調(diào)查農(nóng)業(yè)工程人才的市場需求與發(fā)展模式，為具備創(chuàng)新精神與能力的高素質(zhì)農(nóng)業(yè)工程人才提供重要依據(jù)。
二、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)工程人才的要求
根據(jù)當前各用人單位的發(fā)展需求，農(nóng)業(yè)工程專業(yè)人才結(jié)構(gòu)必須具備以下特點：（1）良好的人文素養(yǎng)。作為一個人的內(nèi)在素質(zhì)，人文素養(yǎng)在影響人的思維意識的同時，指導人的行為舉動。（2）創(chuàng)新精神與能力。創(chuàng)新是一切生產(chǎn)活動的源頭，正是在創(chuàng)新的推動下才有了科學技術水平的提高，進而有了生產(chǎn)活動的可持續(xù)發(fā)展。（3）專業(yè)視野廣闊。擁有廣闊的專業(yè)視野，就能擁有豐富的靈感與開闊的思路，這類員工解決問題的能力與水平也特別強。（4）實踐能力強。不少用人企業(yè)反映，從大學招的新人數(shù)量雖多，但是大多只具備理論素養(yǎng)，實際動手能力卻是捉襟見肘，根本不能滿足企業(yè)的長遠發(fā)展。（5）自主學習能力。用人單位普遍反映，剛走上工作崗位的畢業(yè)生還需要加強實踐學習，所以是否具備一定的自主學習意識與能力，可以反映個體發(fā)展空間大小。（6）扎實的專業(yè)基礎知識。農(nóng)業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)的學生在工作中有一定的基礎理論知識、農(nóng)業(yè)方面的基礎知識、工業(yè)方面的基礎知識及技術設備、型號規(guī)格、檢修維護、經(jīng)營管理基礎，能有效利用不同種類的信息技術。
總之，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)工程人才的需求是培養(yǎng)模式復合型、所學專業(yè)綜合化、實踐教學大比重。顯然，目前的本科教育甚至是研究生教育，無論從專業(yè)結(jié)構(gòu)和教學方法上都難以適應這樣的人才培養(yǎng)需求。
三、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式
在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，學校農(nóng)業(yè)工程本科教育必須從人才結(jié)構(gòu)類型出發(fā)，調(diào)整具體培養(yǎng)模式。如何培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力且符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化需求的工程人才，已經(jīng)成為擺在農(nóng)業(yè)工程本科教育領域的緊迫任務[1]。由于技術更新與基礎設施建設比較落后，目前國內(nèi)水稻機械化種植覆蓋率僅有16%；因為技術不足，設備短缺而耽誤干燥處理，導致將近10%以上的糧食損失；而且，國內(nèi)油菜種植面積也在大幅度縮水。引起這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是，生產(chǎn)加工中人工成本份額太大，幾乎超過60%。諸如類似的一系列問題需要專門人才進行研究，找到合適的應對策略。為此，高校必須加強教學改革，提高學科實力，轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式。
1.優(yōu)化人才培養(yǎng)模式。整合和改造原有農(nóng)業(yè)工程所涉及的專業(yè)，以“基礎扎實、途徑寬、素質(zhì)高、實力強、適應性強”為準則，突破專業(yè)局限，打造農(nóng)業(yè)人才“大工程”培養(yǎng)規(guī)劃方案。優(yōu)化培養(yǎng)規(guī)劃，在已有農(nóng)業(yè)工程的結(jié)構(gòu)下，整合基于機械工程、環(huán)境與能源、電氣與電子工程等專業(yè)的課程體系，整合教W內(nèi)容，構(gòu)建全新的專業(yè)平臺。同時，在農(nóng)業(yè)工程本科專業(yè)中，采取分型培養(yǎng)模式。陜西西北農(nóng)林科技大學機械與電子工程學院在農(nóng)業(yè)工程技術人才培養(yǎng)方面采用分型培養(yǎng)模式，如圖1所示。它以培養(yǎng)研究型和應用型人才為目標，優(yōu)化和整合課程體系，堅持理論實踐相統(tǒng)一、教學科研相統(tǒng)一、課內(nèi)課外相統(tǒng)一，尊重學生的主體性與自主性，提高他們“發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題”的能力，培養(yǎng)具備一定的創(chuàng)新、探索能力。教學團隊建設以人才分類培養(yǎng)模式為主，打造“研究型”、“工程應用型”兩種性質(zhì)的教學組織，適應不同人才的培養(yǎng)需求。前一種教學組織的構(gòu)成人員主要是專業(yè)的教授和副教授。
在培養(yǎng)農(nóng)業(yè)專業(yè)化人才機械操作能力的過程中，建立學生科研創(chuàng)新導師負責制，鼓勵學生積極參與教師組織的科研活動。“工程應用型”教學組織主要由操作技能嫻熟、理論基礎淵博的教授、副教授和工程師構(gòu)成，在農(nóng)業(yè)機械化及自動化專業(yè)“工程應用型”人才辦學中，堅持每個學生配置兩個導師的模式。加強校企合作辦學力度，與企業(yè)建立良好合作關系，聘請企業(yè)工程技術人員為副導師，通過以工程應用為優(yōu)秀的訓練和實踐體系，培養(yǎng)學生技術集成、技術移植與技術實施能力。鼓勵支持學生到生產(chǎn)第一線進行畢業(yè)設計，讓學生在“三下鄉(xiāng)”和暑期社會實踐活動中發(fā)現(xiàn)問題，積極參與到企業(yè)的生產(chǎn)實際中，去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。構(gòu)建導師組和研究組織的體制。選擇不同年齡與研究領域的教師組成導師組，由導師組成員與優(yōu)秀的本科生和碩士生形成研究組，在教師與學生的共同配合下，提高學生的研究水平，增強科學素養(yǎng)和實際操作能力。
2.創(chuàng)新教學模式。為了培養(yǎng)符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求的人才，提高農(nóng)業(yè)科研生產(chǎn)類專業(yè)人才的創(chuàng)新能力，第一，學校教育必須堅持以學生為本，具備一定的“參與權(quán)”和“選擇權(quán)”。在實際教學活動中，必須充分發(fā)揮“傳道、授業(yè)、解惑”的職能，堅持以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與能力為主要教學方向，在教學活動的主要環(huán)節(jié)中融入創(chuàng)新教育理念與方法。第二，將教學重點集中在學生身上，尊重學生的主體地位。第三，將單純的黑板式教學轉(zhuǎn)變?yōu)橐詥l(fā)式、討論式、研究式為主的教學形式，激發(fā)學生學習熱情。第四，將理論學習為主轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚摗⒖蒲小嵺`的綜合性和平衡化為主，在教學過程中增加科研力度，調(diào)動學生自主創(chuàng)造熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，這能讓學生學有所用，以用促學，達到很好的教學效果。
3.注重學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在學校教育活動中，注重通過專門的教學活動設計和具體的教學方式來提高實際教學效果，包括學生的自主學習能力、有效的思維模式、實際動手能力、創(chuàng)新能力、溝通能力、解決問題的能力等[3]。
為了進一步提高學生科學研究能力，提高學生實際操作能力，培養(yǎng)他們成為具備創(chuàng)新精神與能力的人才，必須結(jié)合課程實驗、課程設計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)設計和課外創(chuàng)新等一系列活動，才能夠?qū)崿F(xiàn)教育目標，為我國農(nóng)業(yè)工程事業(yè)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的充分發(fā)展做貢獻。深入探索產(chǎn)、學、研結(jié)合的教育教學模式，加大高校與科研院校的合作力度，加深高校與企業(yè)的進一步聯(lián)系。在為學生安排學校科研導師的同時，也應在企業(yè)內(nèi)部為學生安排專門的企業(yè)導師，讓企業(yè)優(yōu)秀技術人員指導學生實際操作練習，使得學生能將理論知識應用到實際工作中，同時用實踐豐富理論基礎知識。另外，科研工作人員也應加強c企業(yè)間的聯(lián)系，一起構(gòu)建緊密合作型的研究開發(fā)中心，舉辦專門的技術創(chuàng)新活動競賽，將農(nóng)業(yè)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)活動與企業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)發(fā)展相聯(lián)合，為社會主義建設事業(yè)的進步做出貢獻。
四、結(jié)語
我國正處在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型時期，大量的創(chuàng)新型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程人才是不可或缺的。因此，一定要結(jié)合我國國情分析農(nóng)業(yè)工程人才發(fā)展的社會需求，推進素質(zhì)教育，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供智力支持和科技支撐。
摘 要：介紹了無人機技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程中的應用情況。詳細闡述了無人機在國內(nèi)外農(nóng)業(yè)中的應用現(xiàn)狀，分析了無人機技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程應用中的不足之處，最后從建立智慧農(nóng)業(yè)的角度，在技術，市場以及政策三個方面探討了我國農(nóng)用無人機的發(fā)展方向。
關鍵詞：無人機；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；應用現(xiàn)狀；發(fā)展方向
無人機產(chǎn)業(yè)作為新興的產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展勢頭迅猛，伴隨著技術的突破和成熟，無人機由于工作適用性好，操作靈活，方便快捷等優(yōu)勢在諸多領域得到了應用，并逐漸作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程中的一種新型設備[1]。目前，無人機在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程中已經(jīng)有了廣泛的應用[1～5]，進一步的解放了人力，提高了生產(chǎn)力，促進了農(nóng)業(yè)的信息化和精準化。本文總結(jié)了國內(nèi)外農(nóng)用無人機的發(fā)展及應用現(xiàn)狀，農(nóng)用無人機在農(nóng)業(yè)信息化，農(nóng)作物植保以及農(nóng)業(yè)精準化等方面應用廣泛；了解了目前我國在農(nóng)用無人機推廣方面遇到的困難和阻礙，最后從建立智慧農(nóng)業(yè)的角度，在技術，市場以及國家政策等方面探討了我國農(nóng)用無人機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。
1 國內(nèi)外農(nóng)用無人機應用現(xiàn)狀
農(nóng)用無人機在歐美，日本等發(fā)達國家應用較早。歐美國家由于農(nóng)場集中度高、作業(yè)面積大，固定翼飛機發(fā)展較快；日本耕作面積小并且分散，適合發(fā)展輕型低速近距飛機，小型無人直升機發(fā)展迅速[5]。我國由于國情和技術等原因在農(nóng)用無人機領域起步較晚，但近年來隨著我國在無人機領域的研究不斷深入，農(nóng)用無人機的技術，研發(fā)速度以及機型，應用范圍等得到了長足的進步[1～5]。總的來說，目前農(nóng)用無人機主要用于農(nóng)業(yè)信息化，農(nóng)作物植保，農(nóng)業(yè)精準化等領域。
1.1 農(nóng)業(yè)信息化
無人機在農(nóng)業(yè)信息化方面的應用主要體現(xiàn)在其可以作為遙感測繪平臺，可以時時獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)。無人機作為新型遙感和測繪平臺，相比于傳統(tǒng)的衛(wèi)星航空觀測更加方便靈活易實現(xiàn)，分辨率也更高，數(shù)據(jù)信息也具有相當或更高的準確度[3]，因此在農(nóng)業(yè)信息化領域得到了廣泛的應用。比如，在土壤濕度監(jiān)測方面，無人機也能起到重要作用[4]。監(jiān)測區(qū)域土壤濕度有利于對農(nóng)作物進行信息化管理。傳統(tǒng)的土壤濕度監(jiān)測站不能滿足大面積、長期的土壤濕度動態(tài)實時監(jiān)測的要求，限制了其在農(nóng)業(yè)信息化、自動化方面的發(fā)展及應用，而光學設備在高空中會受到云層的阻礙[4]，使觀測不易實行，因此無人機的應用成為了解決問題的關鍵。無人機可以搭載可見光近紅外光設備作為檢測手段[4]，通過對比圖像的特性，得到關鍵信息，保證所建立的模型的高準確性，完成土壤濕度的合理化監(jiān)測，信息采集與建模，是農(nóng)業(yè)信息化的關鍵一步。
1.2 農(nóng)作物植保
無人機技術在農(nóng)作物植保方面主要體現(xiàn)在作物的病蟲害監(jiān)測以及農(nóng)藥噴灑[5]方面。病蟲害是影響農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的關鍵因素之一，對于農(nóng)藥噴灑，傳統(tǒng)的人工以及半人工的方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化種植的需要，而且噴藥人員中毒事件時有發(fā)生。無人機用于農(nóng)藥噴施就具有極大的優(yōu)勢，在國內(nèi)外的應用中，日本等發(fā)達國家用于植保已經(jīng)比較成熟[4]，我國無人機植保起步較晚，但隨著近年來無人機行業(yè)的火熱，植保無人機一經(jīng)推出便引起廣泛關注。植保無人機可以有效地實現(xiàn)人和人藥物的分離，安全高效。目前國內(nèi)植保無人機領域的研究在不斷加深，推廣速度和市場認知度也在不斷提高，植保無人機的市場前景非常廣闊[2]。
1.3 農(nóng)業(yè)精準化
農(nóng)業(yè)精準化是當前農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，主要是利用信息技術來對農(nóng)業(yè)進行定時、定量、定位進行管理與操作，目的是以最小的成本獲取最大的利潤收入，并且減少農(nóng)業(yè)污染，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，將資源利用最大化[2]。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準化要建立在農(nóng)業(yè)信息化的基礎之上，無人機可以隨時的監(jiān)測作物長勢、土地條件變化、病蟲害預防、農(nóng)藥肥料施用效果等信息，并作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策的關鍵定量參考信息，從而可以有所依據(jù)的對作物進行相應的支持處理，既節(jié)省了資源，又實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。
2 無人機在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應用存在不足
2.1 使用成本高
無人機作為新時代的農(nóng)機相比于傳統(tǒng)的農(nóng)機存在成本高的劣勢。例如，用于植保的無人機售價大都在5萬～20萬元之間，不具備可以推廣的價格優(yōu)勢。目前國家相關的扶持政策很不完善，僅有幾個省份將植保無人機納入了購機補貼范圍，成本過高使無人機推廣受到了極大的阻礙。
2.2 專業(yè)人員缺失
由于我國農(nóng)用無人機的起步晚以及體系建立不完善，無人機專業(yè)人員和服務人員數(shù)量嚴重不足[6]，直接影響了無人機的推廣應用。另外，農(nóng)用無人機市場體系建立不完善，相應的市場標準缺失，也是造成推廣困難的原因之一。
2.3 技術存在短板
據(jù)了解，我國進入市場的農(nóng)用無人機在關鍵性能、可靠性、操作便利性等方面與日本等發(fā)達國家還存在差距[6]，一些關鍵技術如控制系統(tǒng)、電池等制約了產(chǎn)品綜合效能的發(fā)揮。
3 農(nóng)用無人機發(fā)展方向
3.1 技術方面
目前應用于農(nóng)業(yè)的無人機在技術上仍有較大的提升空間，因此，科研機構(gòu)以及農(nóng)機企業(yè)要進一步提高無人機的操控性能，續(xù)航能力，降低生產(chǎn)成本。
從建立智慧農(nóng)業(yè)的角度看，農(nóng)用無人機在技術，平臺，管理系統(tǒng)等方面還有很長的路要走。農(nóng)用無人機要緊隨智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展方向，不斷創(chuàng)新，力求在技術上有所突破。
3.2 市場方面
需建立完善的行業(yè)標準以及市場機制體系。農(nóng)用無人機產(chǎn)業(yè)的推動、發(fā)展需要企業(yè)、科研機構(gòu)，銷售機構(gòu)，售后機構(gòu)等各方面的積極參與且充分合作。建立適應中國國情的技術標準、產(chǎn)品標準、行業(yè)規(guī)范等，推進售后，維修等服務機構(gòu)建設，打造研發(fā)設計，生產(chǎn)制造，銷售支持，使用維護等一系列關鍵環(huán)節(jié)，促使農(nóng)用無人機行業(yè)健康發(fā)展。
3.3 政策方面
除了在技術上尋求穩(wěn)定和突破，市場建立完善的體系之外，國家政策的扶持也是推廣農(nóng)用無人機的必要措施。政府需要繼續(xù)加大重視支持力度，主要包括農(nóng)業(yè)補貼政策的傾斜，農(nóng)機目錄的完善，對無人機生產(chǎn)、服務企業(yè)的政策扶持[6]，農(nóng)業(yè)作業(yè)低空開放等，保障農(nóng)用無人機行業(yè)的推廣以及智慧農(nóng)業(yè)的建成。
4 結(jié)束語
目前，農(nóng)用無人機在農(nóng)業(yè)信息化，農(nóng)作物植保，農(nóng)業(yè)精準化等方面有了廣泛的應用及發(fā)展前景，正處于行業(yè)的上升期。在我國農(nóng)用無人機也已經(jīng)有了長足的進步，但在無人機的成本，技術，市場，管理，專業(yè)人才等方面還存在不足，制約了農(nóng)用無人機的推廣和發(fā)展。因此，在技術上要進一步提高操作性，降低使用成本，并著眼未來，建立智能網(wǎng)聯(lián)的農(nóng)用無人機技術，實現(xiàn)信息化和精準化農(nóng)業(yè)；市場方面要建立健全市場銷售，服務體系，完善專業(yè)人才的培養(yǎng)；國家政策方面要加大重視支持力度促進農(nóng)用無人機的推廣使用。
摘要：根據(jù)《工程力學》課程特點，結(jié)合多年教學實踐和經(jīng)驗，文章就《工程力學》課程的體系設計、教學內(nèi)容編排、多媒體運用與模擬實驗等幾方面進行了深入探討，提出《工程力學》課程建設應結(jié)合具體實際，以提高教學質(zhì)量和效果為優(yōu)秀，將培養(yǎng)具有較高綜合素質(zhì)人才的思想理念貫穿整個教學過程。
關鍵詞：農(nóng)業(yè)工程專業(yè)；《工程力學》；教學改革
一、引言
《工程力學》這門課的教學由我校工學院力學教研室承擔，開設專業(yè)有環(huán)境工程、設施農(nóng)業(yè)、食品工程和工程管理等，其中僅環(huán)境工程專業(yè)為必修課，其他專業(yè)均為選修課，總共56學時。課程體系包括靜力學和材料力學兩部分，是一門重要的專業(yè)技術基礎課程。客觀地說，《工程力學》這門課對非機械類學生，尤其對缺少必要的先修課程的學生來說比較抽象，難以理解。由于這門課理論性強、概念多，教師要講清講透問題本質(zhì)，需要聯(lián)系眾多工程實例來建立概念，通過力學公理、法則及規(guī)律，經(jīng)數(shù)學邏輯推理建立得出理論，然后應用于解決工程中的實際問題。生產(chǎn)實際中，物體的受力、變形、失效、破壞等現(xiàn)象隨處可見；工程設計中，力學分析方法有著十分重要的引領指導作用。多年的教學實踐，我們發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)工程專業(yè)《工程力學》教學中存在著一些不容忽視的問題，一部分學生對《工程力學》課程不夠重視，存在認識誤區(qū)，認為與自己所學專業(yè)關系不大，學習時所花的精力和時間不夠；甚至還有學生覺得公式定理太多，理論抽象，不易理解，存在畏難情緒，缺乏興趣，這樣導致學習這門課的效果不佳。經(jīng)典力學包括工程力學，理論體系嚴密，邏輯性很強，我們學習《工程力學》，最重要的是學習它的思想方法和研究方法。學好力學，對我們今后走上工作崗位，從事生產(chǎn)科研具有指導作用。我們在建設《工程力學》優(yōu)質(zhì)課程中，應充分考慮學生學習這門課程的特點，教師在轉(zhuǎn)變教學觀念、改進教學方法的同時，要有針對性地培養(yǎng)學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性，進而提高教學質(zhì)量。
二、指導思想與基本要求
我校農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)《工程力學》課程已開設多年，學生反映良好，教師在多年教學實踐中積累了不少經(jīng)驗，建設《工程力學》優(yōu)質(zhì)課程，可以作如下概括和總結(jié)。首先，凝聚共識，通過對《工程力學》進行改革，把基礎公共工程教育和因材施教有機結(jié)合起來，著力提升學生的專業(yè)素養(yǎng)，提高學生通過自學獲取和更新知識的能力、獨立解決實際工程問題的能力以及創(chuàng)新能力；其次，改革著眼于我校農(nóng)業(yè)工程類各專業(yè)本科教學的實際，把“因材施教和分層教學”的教育思想理念付諸具體實踐；第三，力學教學的改革同樣要適應現(xiàn)代科學技術和生產(chǎn)力的迅速發(fā)展要求，適應國民經(jīng)濟對新時代大學生基本素質(zhì)和能力培養(yǎng)的需要，適應面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革的總體要求，這是我們進行《工程力學》教學改革的指導思想和要求。我校農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)學生（環(huán)境工程、食品工程、設施農(nóng)業(yè)和工程管理等）與力學教研室所在的工學院（機電、能源和自動化類）學生在基本素質(zhì)、基礎知識的掌握等方面，客觀上存在一定差距，實驗教學要求不一樣，教學培養(yǎng)目標不一樣，學生今后的去向更是不同。機電、能源和自動化類學生有前修課程如機械制圖、大學物理、金工實習、機械原理等知識做基礎，在講授材料力學內(nèi)容時，學生較容易接受。農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)學生不同，有些專業(yè)學生學過大學物理、畫法幾何，有些專業(yè)甚至連這樣的前修課程也沒開設，如果不區(qū)別對待，采用同樣的講課模式，同樣的語速，同樣的互動方式，不少學生要即刻消化吸收教師講授的內(nèi)容就比較困難。因此，在《工程力學》教學實踐中，教師應循序漸進地引入《工程力學》的實例和概念，讓學生深入理解基本理論、基本概念和基本方法，重點突出農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)實際應用的特色，注重能力的培養(yǎng)，滿足并保證教育部提出的課程教學基本要求。針對農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)的學生，教師授課的著力點應側(cè)重工程應用和拓寬拓展知識面，培養(yǎng)工程意識和分析解決問題的能力。
三、內(nèi)容編排與創(chuàng)新
針對農(nóng)業(yè)工程類學生的特點、接受能力和教學大綱要求，在課程的內(nèi)容編排上，力求做到循序漸進，由易到難。靜力學部分包括靜力學基本概念、匯交力系、力偶系、平面任意力系、空間任意力系與靜力學專題等六章。如果以研究的問題進行重新整合，可以簡單地劃分為兩部分，即力系的簡化與等效替換一部分，力系的平衡條件與應用一部分。組織教學通常按照由一般到特殊的順序，注意前后內(nèi)容的銜接，可以很好地避免內(nèi)容上的重復，使得力系的合力矩定理以及力的平衡方程的證明與推導等的解題思路和方法能夠做到條理清晰、重點突出，既減輕了學習負擔，又提高了效率。實踐證明這樣編排和講授學生易于接受，是可行的，可以推廣。材料力學部分主要講授四種基本變形，即軸向拉伸與壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切和彎曲；另外還介紹組合變形、應力狀態(tài)、強度理論和壓桿穩(wěn)定等問題。先講解基本變形，后介紹組合變形，甚至可以把組合變形安排在應力狀態(tài)之后講解。四種基本變形其內(nèi)力、應力公式是不一樣的，但其研究方法和思路其實都是相通的。先作外力分析和內(nèi)力分析，再作應力分析，建立強度條件及應用，最后作變形分析，建立剛度條件及應用。在初步理解的基礎上，進一步總結(jié)對比各部分內(nèi)容的知識點，可以讓學生課后列一張基本內(nèi)容一覽表，表示四種基本變形的內(nèi)力、應力、強度及剛度的計算式。這樣，學生會加深對各種基本變形公式的理解和記憶。
四、多媒體運用與模擬實驗
《工程力學》優(yōu)質(zhì)課程的建設，離不開先進的多媒體技術支持。《工程力學》這門課工程背景很強，一些工程實例，如工程結(jié)構(gòu)、機構(gòu)的動作及機器設備的工作狀況可以通過屏幕活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)，使學生能夠?qū)⒃撜n程與實際工程背景聯(lián)系起來，增加感性認識，理解基本的概念和理論。多媒體圖文并茂，動靜結(jié)合，新穎有趣，生動形象，不僅吸引學生的注意力，更能激發(fā)學生的學習興趣和求知欲。同時，多媒體技術的應用使教師的教學過程得到充分展示，尤其充分展現(xiàn)啟發(fā)式教學的全過程。就拿“靜力學基本概念”、“約束與約束力”、“材料在拉伸與壓縮時的力學性能”這些單元來說，因為抽象概念較多，需要的圖形和圖片數(shù)量較多，以往教師課堂上板書的工作量很大。而利用先進的多媒體課件輔助教學，絕大多數(shù)學生基本上能夠當堂消化課程的內(nèi)容，而且隨著多媒體技術的不斷成熟和完善，課堂教學的效率和效果不斷在提高。采用現(xiàn)代化的先進的教學手段并不意味著完全離開黑板粉筆。農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)開設《工程力學》課程的主要目的是培養(yǎng)和訓練學生的邏輯思維能力和分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的工程意識。傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”教學，有些時候更能將這一分析思考的過程直接地再現(xiàn)，尤其是在推導力學公式時，有其他媒體不可替代的作用。授課教師應根據(jù)各教學環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容適時采用最恰當?shù)慕虒W形式。引入力學概念時，利用多媒體技術給出直觀生動形象的例子，便于學生理解消化；分析求解問題時，可借助粉筆黑板逐步展開，進行嚴密的邏輯推理，讓學生真正體驗到力學的美、邏輯的美。
從當前的教學形式來看，《工程力學》實驗課依然是理論課的補充，基本任務是驗證定理和公式，所以一般為驗證型實驗。從實驗內(nèi)容看，教師進行實驗演示，學生用已經(jīng)制作好的試件進行加載，測取實驗數(shù)據(jù)。學生通過實驗分析、歸納和討論工程實際問題，有所收獲，但這樣的實驗教學不利于培養(yǎng)學生的實際動手能力和創(chuàng)新能力。我校目前的現(xiàn)狀是，由于授課班級較多，軟硬件跟不上，把《工程力學》作為必修課的相關專業(yè)的學生才能進入實驗室，選修課的學生甚至連實驗室也進不了。為彌補這一缺憾，教師只能通過多媒體技術演示力學實驗過程。目前國內(nèi)不少大學網(wǎng)上模擬實驗做得比較成功，可以有效利用網(wǎng)上資源，這有利于學生加深對課堂知識的認識理解。
五、結(jié)語
以上就建設《工程力學》優(yōu)質(zhì)課程談了一下個人體會和粗略見解，還有不少模塊有待進一步深入探討，比如網(wǎng)上例題、習題的精選、師生互動、網(wǎng)上綜合測試等環(huán)節(jié)都需要我們做深入討論與研究。總而言之，優(yōu)質(zhì)課程建設的首要目標是提高學生的學習興趣，提高教學質(zhì)量和效果，這需要教師和學生的積極參與和關心。一個體系全新，內(nèi)容適應新時展要求的《工程力學》優(yōu)質(zhì)課程的建設和完善是有相當難度的，這項工作既不可能一步到位，也不會只有唯一的“解答”，愿本文能成為農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)《工程力學》優(yōu)質(zhì)課程建設的鋪墊。
[摘 要]隨著地方經(jīng)濟發(fā)展對人才需求的轉(zhuǎn)型，人才培養(yǎng)定位也隨之改變。尤其是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，急需高水平應用型設施農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)人才，而應用型人才的培養(yǎng)離不開實踐教學。因此，針對目前設施農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)實踐教學存在的問題進行剖析，構(gòu)建設施農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系，包括構(gòu)建實踐教學質(zhì)量標準系統(tǒng)，提出構(gòu)建“2233”實踐教學過程質(zhì)量監(jiān)控體系和構(gòu)建實踐教學信息收集、分析處理系統(tǒng)三個部分，并結(jié)合本校設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)實踐教學質(zhì)量監(jiān)控情況，分析實踐效果，可以為地方應用型高水平人才培養(yǎng)提供參考。
[關鍵詞]設施農(nóng)業(yè)科學；實踐教學；質(zhì)量監(jiān)控；構(gòu)建
實踐教學是大學人才培養(yǎng)的重要過程，是鞏固理論教學和加深對理論知識認知的重要途徑，是理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和能力、實踐能力的重要載體。實踐教學可以顯著提高學生的綜合素質(zhì)，有利于學生價值觀的形成。根據(jù)教育部、財政部下發(fā)的《高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程的意見》（教高[2011]6號）要求，要不斷整合優(yōu)勢資源，切實提高高等教育的實踐教學環(huán)節(jié)，尤其是農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)。傳統(tǒng)的高等教育模式重基礎理論的教學，輕實踐教學，這種模式已經(jīng)不適應現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的需求。近幾年的中央一號文件都指出要發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開設施農(nóng)業(yè)工程、離不開農(nóng)業(yè)的信息化等現(xiàn)代技術。因此，設施農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)成為高等教育應用型人才培養(yǎng)的重要組成部分，該環(huán)節(jié)對學生的實踐技能、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力以及可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)有著不可替代的作用。而目前高等學校對實踐教學環(huán)節(jié)重視程度不夠，這導致實踐沒有起到應有的作用。隨著地方經(jīng)濟的發(fā)展及人才需求的變化，高等教育人才培養(yǎng)目標定位也隨之改變。應逐步開展對高等教育實踐教學質(zhì)量評價研究的改革，建立一套行之有效的實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系，切實推動實踐教學的創(chuàng)新和發(fā)展，以提高實踐教學質(zhì)量。本研究結(jié)合本校設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)的特點，探索出一套實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系，旨在為地方高水平應用型人才培養(yǎng)提供參考。
一、 實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系存在的問題
（一）實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系不健全、不完善
實踐教學質(zhì)量監(jiān)控的主要目的，是通過對各門實踐教學環(huán)節(jié)的教學過程、效果及課程建設狀況進行檢查和評價，提高教師課堂教學的有效性及各教學環(huán)節(jié)的設計水平，從而提高實踐教學整體質(zhì)量，切實提高學生的實踐能力。目前在高等教育質(zhì)量教學體系中，與理論課程教學相比，實踐教學質(zhì)量監(jiān)控受重視的程度不夠，實踐教學環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)控內(nèi)涵不明確，而且監(jiān)控評價的體系與理論課程相似，不能真正起到對實踐教學質(zhì)量監(jiān)控的作用。此外，實踐教學質(zhì)量監(jiān)控過程也不規(guī)范，所有的專業(yè)實踐教學監(jiān)控評價方式都一樣，而且時間比較固定，如農(nóng)業(yè)設施建造與施工課程實踐，在露地實踐操作時遇到雨天，就要推遲實踐，而順延就會影響到其他課程的學習，這樣就會影響到教學質(zhì)量監(jiān)控的合理性。目前，我校還缺乏系統(tǒng)地實踐教學監(jiān)控評價組織和科學的信息處理分析手段，質(zhì)量監(jiān)控沒有真正發(fā)揮作用，這導致實踐環(huán)節(jié)起不到應有的作用。
（二）實踐教學質(zhì)量監(jiān)控缺乏標準
與理論教學相比，實踐教學質(zhì)量標準在制定過程中受環(huán)境條件及實踐平臺條件的限制，加之農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)的實踐教學機動性較大，如同一實踐項目，實踐地點和時間都會發(fā)生一定的變化，因此實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容標準及考核標準就很難制定，同時過程監(jiān)控也存在變數(shù)。盡管學校也建立了實踐教學質(zhì)量監(jiān)控，但是由于沒有建立實踐教學質(zhì)量標準體系，因此無法對學生、督導等監(jiān)控收集的信息進行科學合理的分析處理。這使得監(jiān)控過程缺乏依據(jù)，不能進行有效的監(jiān)控，造成質(zhì)量監(jiān)控結(jié)果不科學，盲目性大。
（三）實踐教學保障制度不完善
由于長期輕視實踐教學環(huán)節(jié)，學校對實踐教學的人、財、物投入較低，仍然按照實踐項目及班級進行投入，這嚴重限制了實踐教學的效果。如農(nóng)業(yè)設施設備的使用和維護課程，由于實踐教學條件有限，學生在實踐中多是參觀學習，真正動手的機會很少。這導致學生學習積極性的下降，同時也讓實踐教學失去了意義。由于很多指導教師尤其是青年教師，多是從實驗室到實驗室的博士，其理論研究能力很強，但是實踐操作能力較差，這制約了實踐教學環(huán)節(jié)的改革。
二、 實踐教學質(zhì)量監(jiān)督體系的構(gòu)建
（一）構(gòu)建實踐教學環(huán)節(jié)質(zhì)量標準系統(tǒng)
為給實踐教學質(zhì)量的監(jiān)督提供參照及規(guī)范實踐教學，構(gòu)建實踐教學的質(zhì)量標準，應根據(jù)人才培養(yǎng)目標確定實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容，明確實踐教學的培養(yǎng)目標、課程質(zhì)量標準和實踐課程考核標準等。但這些標準的制定也不是一成不變的。隨著地方經(jīng)濟發(fā)展對人才需求的變化，實踐教學質(zhì)量標準也應隨之改變。如我校以培養(yǎng)地方應用型高水平人才為目標，實踐教學質(zhì)量標準就要以高水平應用型人才培養(yǎng)為質(zhì)量標準，即以培養(yǎng)“理論基礎厚，實踐能力強，創(chuàng)新意識強，創(chuàng)業(yè)能力強”為標準，在確定實踐教學內(nèi)容時要充分突出“實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)”，在制定考核標準時，應采取過程性考核，強調(diào)實際操作能力的考核。
（二）構(gòu)建實踐教學過程質(zhì)量監(jiān)控體系
為進一步提高實踐教學質(zhì)量，結(jié)合我校人才培養(yǎng)目標，設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)初步構(gòu)建了“2233”實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系，即構(gòu)建教學督導員和學生信息員兩支隊伍：教學督導員由學校和學院選派業(yè)務能力強、具有高職稱的教師擔任；學生信息員由班級學習委員擔任。校、院二級監(jiān)控，學校構(gòu)建了實踐教學監(jiān)控體系，學院也根據(jù)不同專業(yè)的情況，針對實踐環(huán)節(jié)構(gòu)建了相應的監(jiān)控體系。針對實踐環(huán)節(jié)的教學、實踐、質(zhì)量采取教學運行管理、學生管理、教學質(zhì)量管理三線管理，三線合力，切實提高實踐教學質(zhì)量。針對實踐教學質(zhì)量的評價，采取學生、教師、行業(yè)企業(yè)按照標準和一定的權(quán)重比例進行三方評價。兩支隊伍對實踐教學內(nèi)容、過程、方案、考核等進行隨機、全方位督導和信息反饋；二級監(jiān)控實行期初、期中、期末實踐教學質(zhì)量檢查和各階段實踐教學巡查，制定相關實踐教學管理規(guī)定或辦法，形成實踐教學制度并逐步完善；實行三線管理、三方評價。
（三）構(gòu)建實踐教學信息收集、分析處理系統(tǒng)
利用學校建立的教育信息化平臺，加強實踐教學質(zhì)量監(jiān)控全方位、全過程的指導、管理和考核。構(gòu)建信息平臺，針對實踐教學評價信息的收集可以采取實時評教和期末評教相結(jié)合，學生評教和督導評教相結(jié)合，學生實踐課程成績與平時表現(xiàn)相結(jié)合等方式，充分挖掘收集的信息，科學分析，并將結(jié)果及時反饋給教師，讓教師及時掌握教學情況，查找不足，提高實踐教學質(zhì)量。同時，把實踐教學質(zhì)量監(jiān)督結(jié)果納入教師年度考核指標體系，這樣能提高實踐指導教師的積極性。
三、應用效果
實踐教學是提高教學質(zhì)量的橋梁，應用型人才培養(yǎng)實踐教學體系的構(gòu)建和應用，是實現(xiàn)地方應用型高水平人才培養(yǎng)目標的重要途徑和手段。我校2013年開始在設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)中實施實踐環(huán)節(jié)教學質(zhì)量監(jiān)督，圍繞人才培養(yǎng)目標，制定并完善質(zhì)量監(jiān)督體系，創(chuàng)新實踐教學方法。為提高實踐教學指導水平，應鼓勵聘請行業(yè)企業(yè)專家指導實踐教學，不斷深化實踐教學考核改革，加大課程考試內(nèi)容、考核形式等方面的改革力度，規(guī)范考核程序，考核內(nèi)容突出培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，加大過程性考核比重。通過構(gòu)建完善的實踐教學質(zhì)量監(jiān)控體系，學生實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力有了顯著的提高，如設施農(nóng)業(yè)科學與工程專業(yè)學生在省級大學生“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽中獲得較好成績，在其他各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中也取得較理想的成績，并有多名學生創(chuàng)業(yè)，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
[摘 要] 在“中國制造2025”浪潮下，智能制造使得高端數(shù)控機床，工業(yè)機器人，數(shù)字化工廠，個性化制造業(yè)呈現(xiàn)出新姿態(tài)。此文章將從“互聯(lián)網(wǎng)+”和“中國制造2025”大背景下出發(fā)，就農(nóng)業(yè)工程機械的智能化的優(yōu)勢、不足，特點三方面闡述智能化為今后農(nóng)業(yè)工程機械行業(yè)的發(fā)展趨勢。
[關鍵詞] 農(nóng)業(yè)工程機械 “互聯(lián)網(wǎng)+” 智能化 自動化 綠色化
1 提出背景及現(xiàn)狀
1.1 提出背景
十二屆全國人大三次會議上，總理在政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃。2015年3月18日，工信部公布《關于開展2015年智能制造試點示范專項行動的通知》，提出2015年啟動至少30個智能制造試點示范項目，2017年擴大試點范圍，在全國推廣有效的經(jīng)驗模式。試點示范的目的是使智能制造體系和公共服務平臺初步成形，以促進工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快制造強國建設進程。互聯(lián)網(wǎng)+下的農(nóng)業(yè)工程機械智能化發(fā)展已然成為主流。
1.2 我國農(nóng)業(yè)工程機械的發(fā)展現(xiàn)狀
目前，國內(nèi)農(nóng)業(yè)工程機械行業(yè)中超過30%的企業(yè)處于智能化制造的起步階段，35%的企業(yè)處于智能化制造的單項覆蓋階段，25%的企業(yè)處于智能化制造的集成提升初期階段或過渡階段，只有不足10%的企業(yè)處于智能化制造技術較全面突破性應用階段。在今年的兩會中所提出的“中國制造2025”，也意在堅持創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型。智能化應用無疑已經(jīng)成為今后農(nóng)業(yè)工程機械行業(yè)的發(fā)展趨勢！
2 “互聯(lián)網(wǎng)+”下的農(nóng)業(yè)工程機械智能化發(fā)展的優(yōu)勢與不足
2.1 研發(fā)能力不斷提高。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛應用，在加快突破行業(yè)橫向與縱向邊界、區(qū)域邊界、產(chǎn)業(yè)邊界等趨勢的同時，也進一步打破傳統(tǒng)的封閉式研發(fā)模式，與各種相關資源有效融合，加快推動產(chǎn)業(yè)鏈整體科技創(chuàng)新能力提升。此外互聯(lián)網(wǎng)以其獨特的資源共享特征，一方面大大促進了行業(yè)間的經(jīng)驗交流，減少了制造時間，富余出更多的時間提高創(chuàng)新力，另一方面企業(yè)為保證競爭優(yōu)勢，自身的研發(fā)創(chuàng)造的積極性也比較高。
2.2 狹義的制造向廣義的制造轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)的制造，只注重制造結(jié)果，而忽視了制造服務水平的提高，近年來，我國制造業(yè)企業(yè)越發(fā)重視制造服務，通過加強大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術應用，把產(chǎn)品的研發(fā)、制造、銷售、服務結(jié)合起來不斷提升服務能力和工作效率。
2.3 加速了機加工機床的更新?lián)Q代
在互聯(lián)網(wǎng)+的大趨勢下，農(nóng)業(yè)工程機械的智能化，自動化水平必然提高，產(chǎn)品質(zhì)量與更新?lián)Q代的速度快速上升，這對農(nóng)業(yè)工程機械的制造帶來了巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的機床無論從生產(chǎn)效率還是加工精度方面都不能達到要求，近年來，我國涌現(xiàn)出了數(shù)控熱，好多企業(yè)實現(xiàn)了全數(shù)控，從生產(chǎn)和到質(zhì)檢全數(shù)字化，加速了我國機加工機床的更新?lián)Q代。
2.4 企業(yè)技術的保密性和網(wǎng)絡的安全性有待加強
互聯(lián)網(wǎng)技術的便利我們不可否認，但是現(xiàn)階段我國網(wǎng)絡安全性還有待觀察，網(wǎng)絡信息的保密性還有待提高，而且企業(yè)的技術是企業(yè)競爭力的根本保證，現(xiàn)階段我國部分企業(yè)仍沒有打破傳統(tǒng)企業(yè)的束縛，不愿共享經(jīng)驗，這是限制互聯(lián)網(wǎng)+下的農(nóng)業(yè)工程機械智能化發(fā)展需要解決的問題。
3 “互聯(lián)網(wǎng)+”下的農(nóng)業(yè)工程機械智能化發(fā)展的特點
3.1 自動化
在工業(yè)4.0的解決方案中，智能化工廠是一個重要方向，它主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、3D技術以及人機互動等在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用。保證產(chǎn)品的精度和質(zhì)量從本質(zhì)上來講是控制產(chǎn)品的誤差，而人為因素在產(chǎn)品誤差中占有很大比重，簡而言之，在制造生產(chǎn)過程中，越少有人參與自動化程度越高，產(chǎn)品的質(zhì)量越容易保證。目前在農(nóng)業(yè)工程機械產(chǎn)品生產(chǎn)中使用智能化機器人，已經(jīng)是一個較為普遍的現(xiàn)象。比如我國自主品牌長城汽車公司，在生產(chǎn)車間引進了大量的智能機器人，一方面減少了人為因素產(chǎn)生的誤差，另一方面智能機器人還能完成人無法完成的工作。
3.2 綠色化
隨著人們生活水平的提高，“綠色”生活逐漸成了人們的追求目標，但是，近年來我國環(huán)境污染問題比較嚴重，這歸根于工業(yè)不科學發(fā)展，只注重了經(jīng)濟效益而忽略了環(huán)境問題。農(nóng)業(yè)工程機械智能化的內(nèi)容之一就是綠色化，這種綠色化強調(diào)了動力裝置、工作裝置、材料等的綠色化，智能化使農(nóng)業(yè)工程機械在最小污染與能耗的情況下工作，實現(xiàn)節(jié)能降耗的綠色化之路。此外在國家政策的刺激下，農(nóng)業(yè)工程機械行業(yè)格局爭奪也由產(chǎn)品經(jīng)濟耐用向著智能環(huán)保方面不斷調(diào)整。這也意味著整個行業(yè)向綠色、智能轉(zhuǎn)型，節(jié)能減排、綠色環(huán)保已經(jīng)滲入到整個行業(yè)的發(fā)展中。
3.3 共享化
目前在我國，絕大多數(shù)農(nóng)業(yè)工程機械已經(jīng)實現(xiàn)了GPS的定位功能，廠商可以對農(nóng)業(yè)工程機械實現(xiàn)簡單的定位和數(shù)據(jù)采集，然后通過“農(nóng)業(yè)工程機械互聯(lián)網(wǎng)”（即在農(nóng)業(yè)工程機械領域的互聯(lián)網(wǎng)），將農(nóng)業(yè)工程機械的當前位置、運行數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)實時上報給廠商維護中心，通過對故障進行建模和數(shù)據(jù)分析，為農(nóng)業(yè)工程機械的高效率使用提供保障。而且廠商與廠商之間，廠商與顧客之間實現(xiàn)了資源的共享，提高了生產(chǎn)和物流效率。
結(jié)語
農(nóng)業(yè)工程機械的智能化發(fā)展是“中國制造2025”和“工業(yè)4.0”的重要保證，作者從農(nóng)業(yè)工程機械智能化發(fā)展的背景、優(yōu)勢、不足、特點三方面闡述農(nóng)業(yè)工程機械智能化的發(fā)展方向，希望能給機械制造行業(yè)提供一定的理論借鑒。
摘 要：實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然需求。目前，我國農(nóng)業(yè)已經(jīng)逐漸實現(xiàn)自動化。文章針對幾種常見的自動化信息技術的應用進行了具體的分析，闡述了自動化信息技術在農(nóng)業(yè)工程中的重要作用。
關鍵詞：自動化信息技術；農(nóng)業(yè)工程；應用
農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟中不可或缺的一部分。為促進農(nóng)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)自動化是其發(fā)展的根本。針對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展特點來說，結(jié)構(gòu)改造和技術的精細化和先進化應作為其基本要求。農(nóng)業(yè)自動化信息技術是一項復雜的過程，這一過程需要技術人員具有專業(yè)的操作水平，以促進其積極作用的發(fā)揮。
一、地理信息系統(tǒng)的開發(fā)和使用
地域特征對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有較大影響，利用自動化信息系統(tǒng)可對地域情況進行正確的分析和測試，通過數(shù)據(jù)采集和儲存了解地域情況。自動化信息技術是集地理科學、管理學、計算機網(wǎng)絡技術為一體的綜合學科，目前自動化信息技術能為使用者提供真實的三維地域信息。通過專業(yè)的平臺建立，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地域管理更加精細化、降低自然條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。另外，在農(nóng)業(yè)調(diào)查過程中，自動化信息技術具有更加明顯的作用，自動化信息系統(tǒng)的建立將提供實時的圖像分析，建立空間數(shù)據(jù)信息，使農(nóng)業(yè)資源管理水平得到提高。輔助分析功能則有助于促進土地資源的合理利用，促進農(nóng)業(yè)技術革新。
二、遙感技術在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重要作用
遙感技術以電磁波技術為優(yōu)秀，是利用電磁波的觀測和分析對物體存在的環(huán)境進行正確的分析。遙感器的主要作用在于信號接收，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)相關問題的管理和控制。遙感技術還實現(xiàn)了對農(nóng)作物的長勢特點進行分析，從而最終確定管理技術。通過這一技術，觀測精度大大提高，其預測功能實現(xiàn)了對農(nóng)作物的實時監(jiān)測，對于農(nóng)業(yè)發(fā)展具有十分重要的作用。
三、全球定位系統(tǒng)的應用
目前，全球定位系統(tǒng)是最為廣泛的應用方式。全球定位系統(tǒng)即GPS系統(tǒng)，是農(nóng)業(yè)先進技術發(fā)展的重要體現(xiàn)。主要由空間導航衛(wèi)星、地面監(jiān)控站與接收設備組成。通過這一系統(tǒng)可對農(nóng)業(yè)操作過程和設備進行檢測，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要表現(xiàn)之一，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息定位。目前，美國在這一技術的應用具有先進性，通過遠距離的定位功能實現(xiàn)了對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程進行分析，對于宏觀調(diào)控和農(nóng)業(yè)措施的實施具有積極意義。
四、虛擬儀器技術的重要作用
虛擬儀器技術的應用尚處于初級階段，以計算機基礎為基礎，儀器儀表測量為輔的模擬儀器。其功能在于通過對實際生產(chǎn)的模擬過程和記錄過程實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)發(fā)展的了解。現(xiàn)代虛擬技術是農(nóng)業(yè)智能化的重要表現(xiàn)之一，在我國，農(nóng)業(yè)播種中該技術具有一定的作用。通過虛擬技術，可獲得落種性能、平均值等特點，從而使操作界面合理化、可視化，促進農(nóng)業(yè)播種技術的完善，為農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供良好的環(huán)境，促進其生長發(fā)育。還可通過實驗的方式了解植株的生長過程，從而實現(xiàn)對種植過程的指導。在農(nóng)產(chǎn)品選種過程中，也可通過虛擬實驗的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，再通過智能化系統(tǒng)得到植株的種植過程。
五、專家系統(tǒng)應用于農(nóng)業(yè)工程
專家系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)之一，不僅在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在多個行業(yè)具有廣泛的應用。在以往的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對于農(nóng)民的經(jīng)驗、種植技巧具有較好要求。而專家系統(tǒng)的建立實現(xiàn)了新技術的實施，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然趨勢。在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中，專家系統(tǒng)的主要作用在于分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常見問題，并形成數(shù)據(jù)，對種植過程形成專業(yè)的種植策略，對不合理的施肥和管理過程進行調(diào)節(jié)。計算機網(wǎng)絡是這一技術的重要工具，通過互聯(lián)網(wǎng)的訪問，即可獲得對應的數(shù)據(jù)信息，在信息系統(tǒng)的形成過程中還建立了完整的數(shù)據(jù)庫信息，也就是說，專家系統(tǒng)雖然解決了工作效率和技巧問題，但對于前期設計具有較高的要求。從這一角度分析，專家系統(tǒng)是人力與智能系統(tǒng)的結(jié)合過程，實現(xiàn)其積極作用需要操作人員具有專業(yè)的經(jīng)驗。同時，專業(yè)系統(tǒng)的建立具有復雜性特點，農(nóng)業(yè)知識的建立要與其他知識進行分離，這也是專家系統(tǒng)的基本特征之一。
六、總結(jié)
自動化技術的發(fā)展具有必然性，也是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基本需求。自動化信息技術以地理信息系統(tǒng)、虛擬儀器技術和GPS系統(tǒng)為代表。未來，我國的農(nóng)業(yè)信息技術將進一步改革和發(fā)展。當然，一些技術的發(fā)展還存在一定的局限性，對于技術和成本都具有較高的要求，如何實現(xiàn)其技術更新將對農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到積極作用。（作者單位：海南師范大學）
摘要 農(nóng)業(yè)工程是人類實施最早、對人類發(fā)展影響最大的工程，但如果實施不當很容易影響人類的可持續(xù)發(fā)展。論述農(nóng)業(yè)工程的研究與實施中應該注意的問題，如動植物的多樣性保護、生態(tài)環(huán)境的保護等，進而得出在保護生態(tài)環(huán)境的前提下實現(xiàn)農(nóng)業(yè)工程的研究與實施的一些對策和建議，以促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護。
關鍵詞 農(nóng)業(yè)工程；研究實施；生態(tài)環(huán)境
中圖分類號 X171.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2012）14-0249-01農(nóng)業(yè)工程作為人類發(fā)展史上實施最早的大范圍工程，對人類的生存和發(fā)展影響深遠。農(nóng)業(yè)工程把地球生物及生物生存所需要的空氣、水、土壤等作為研究和實施的對象。然而過去的農(nóng)業(yè)工程研究常常集中在妨害生物生存和發(fā)展的影響因素上，而很少深入研究涉及的諸多生物鏈以及對生物多樣性的影響[1]，在研究和實施過程中，沒有用全面、可持續(xù)的發(fā)展觀指導實踐，導致地球上的物種急劇減少，生態(tài)環(huán)境遭到破壞更加嚴重，人類的生存環(huán)境也面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)。
1 農(nóng)業(yè)工程的研究與實施不當對生態(tài)環(huán)境的負面影響
1.1 農(nóng)藥噴灑不當，造成生態(tài)失衡
由于森林害蟲繁衍快，危害大，人們往往會借助大規(guī)模的農(nóng)藥噴灑來消滅害蟲。雖然農(nóng)藥殺蟲效率高，但容易導致以這些害蟲為食的鳥類誤食害蟲而亡；同樣，以這些鳥類為食物的其他動物也容易中毒致死，害蟲的天敵大規(guī)模死亡之后，害蟲又將肆虐發(fā)展，進一步造成農(nóng)藥的持續(xù)、大量使用[2]。同時，農(nóng)藥的噴灑也對土壤、水、空氣等造成污染，嚴重破壞了自然界的生態(tài)平衡。
1.2 耕作方式不當，破壞土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)
不當?shù)母鞣绞饺菀灼茐耐寥澜Y(jié)構(gòu)，旋耕方式就是如此。從表面上看，旋耕實現(xiàn)了對土地的充分利用，實際上是破壞了土壤的結(jié)構(gòu)，使土壤過于松散而不適宜農(nóng)作物的生長；同時，旋耕也使土壤有機物的分解能力大為減弱。由于旋耕破壞了土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)，人們?yōu)榱颂岣咦魑飭萎a(chǎn)只能施用化肥等，長此以往，土壤肥力減弱，農(nóng)作物產(chǎn)量會降低。
此外，有部分地區(qū)的土壤沙化和沙塵暴都是由人們的耕作不當造成。因此，在研究和實施農(nóng)業(yè)工程的同時，應處理好農(nóng)業(yè)工程與生態(tài)環(huán)境之間的關系。
2 農(nóng)業(yè)工程的研究實施與生態(tài)環(huán)境保護的要求
2.1 應注重保護動植物的多樣性
隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)耕作方式的變化，動植物的生存環(huán)境面臨嚴峻的威脅，動植物的種類不斷減少。有許多藥物都是從植物中提煉而成，人們的衣、食、住、行也脫離不了這個生態(tài)圈。在農(nóng)業(yè)工程的研究與實踐中，如果不注重保護動植物的多樣性，并采取有效的措施來阻止動植物生存環(huán)境的惡化趨勢，人類發(fā)展必需的動植物將大大減少，由此影響自然界生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存和發(fā)展。
2.2 要保護好人類的生存環(huán)境
土壤、水和空氣都是人類賴以生存的基本要素。農(nóng)業(yè)工程的研究與實施過程中，要切實保護好人類的生存環(huán)境。由于土壤容易受到污染，且自身凈化能力有限，因而不當?shù)母鞣绞胶瓦^多的化肥和農(nóng)藥會使土壤中的微生物受到影響，土壤質(zhì)量下降，且容易導致沙化、沙塵暴等。此外，過多的農(nóng)藥和化肥也會造成水質(zhì)污染，大面積的井灌則會導致地下水資源的過快枯竭，圍湖造田會造成濕地生態(tài)失衡等[3]。因此，在改造自然的過程中不遵守自然規(guī)律，就很容易給生態(tài)環(huán)境造成不可彌補的傷害。因此，要加深對農(nóng)業(yè)工程研究實踐和生態(tài)環(huán)境的關系的認識，增強保護地球、保護生態(tài)的意識。
3 在保護生態(tài)環(huán)境基礎上研究實施生態(tài)工程
3.1 加強農(nóng)業(yè)工程研究實施的立項和審批
農(nóng)業(yè)工程對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展、自然環(huán)境都有巨大影響，因此，對于農(nóng)業(yè)工程研究與實踐的立項和審查都應該慎之又慎，可以通過建立和完善相關的法律法規(guī)，嚴格立項和審批的申請資格和程序。同時，要提高農(nóng)業(yè)工程研究人員和相關領導的生態(tài)環(huán)保意識。
3.2 建立和完善相關的生態(tài)環(huán)境追蹤評估機制和預警系統(tǒng)
建立和完善相關的農(nóng)業(yè)工程實施后的生態(tài)環(huán)境追蹤評估機制和預警系統(tǒng)，對于保護生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率都有重要意義。許多農(nóng)業(yè)工程實施后需要一段時間才能顯示出效果和影響，因而建立動態(tài)評估機制十分必要，否則將很難避免生態(tài)環(huán)境的破壞。例如，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中在給瓜果蔬菜噴灑農(nóng)藥后，就應追蹤這些果蔬是否有農(nóng)藥超標的問題，調(diào)查是否對人體造成傷害。因此，只有建立農(nóng)業(yè)工程實施后的動態(tài)評估機制，才能認清并解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問題[4]。
此外，研究人員還要善于分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的問題，并預知這些可能會造成的后果，防微杜漸是農(nóng)業(yè)工程研究與實施中應該存在的想法。逐步建立完善的農(nóng)業(yè)工程生態(tài)預警系統(tǒng)，有利于在保護生態(tài)環(huán)境的同時提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力。總之，要不斷探索農(nóng)業(yè)工程的研究實施與生態(tài)環(huán)境保護間的關系，在尊重自然的基礎上改造自然。
［摘要］近年來，隨著計算機硬件和軟件的迅速發(fā)展，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡的信息處理技術得到了迅速應用，應用領域也在不斷的擴展。現(xiàn)如今人工神經(jīng)網(wǎng)絡不僅在各工程領域中得到廣泛的應用，而且也成為在農(nóng)業(yè)工程領域內(nèi)實現(xiàn)生產(chǎn)勞動自動化的重要途徑。本文針對BP網(wǎng)絡模型及其算法進行了分析研究，并對BP神經(jīng)網(wǎng)絡在農(nóng)業(yè)工程研究中的應用狀況進行了綜述，最后對未來的發(fā)展進行了展望。
［關鍵詞］BP神經(jīng)網(wǎng)絡農(nóng)業(yè)工程農(nóng)業(yè)管理農(nóng)業(yè)決策
一、引言
采用神經(jīng)網(wǎng)絡算法的信息處理技術，以其較強的計算性和學習性，現(xiàn)如今已經(jīng)在各工程領域內(nèi)得到了廣泛應用。隨著科技不斷的發(fā)展和研究的不斷深入，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中采用的傳統(tǒng)分析和管理的方法已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)工程領域快速發(fā)展的需要。在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中采用神經(jīng)網(wǎng)絡技術可在一定程度上可彌補傳統(tǒng)方法的不足，現(xiàn)已成為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個重要途徑。神經(jīng)網(wǎng)絡現(xiàn)已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)得到廣泛的應用，從作物營養(yǎng)控制、作物疾病診斷、產(chǎn)量預測到產(chǎn)品分級，顯示了巨大的潛力，并正以很快的速度與生產(chǎn)實際相結(jié)合。目前應用比較多的BP神經(jīng)網(wǎng)絡，可通過學習以任意精度逼近任何連續(xù)映射，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與科研中展示出了廣闊的應用前景。
BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡是對生物神經(jīng)網(wǎng)絡的簡化和模擬的一種信息處理系統(tǒng)，具有很強的信息存貯能力和計算能力，屬于一種非經(jīng)典的數(shù)值算法。通常可分為前向神經(jīng)網(wǎng)絡、反饋神經(jīng)網(wǎng)絡和自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(Backpropugation Neura1 Network)是一種單向傳播的多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡，可通過連續(xù)不斷的在相對于誤差函數(shù)斜率下降的方向上計算網(wǎng)絡權(quán)值以及偏差的變化而逐漸逼近目標值，每一次數(shù)字和偏差的變化都與網(wǎng)絡誤差的影響成正比，并以反向傳播的方式傳遞到每一層，從而實現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡的學習過程。BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)如圖所示，BP神經(jīng)網(wǎng)絡可分為輸入層、中間層(隱含層)和輸出層，其中輸入和輸出都只有一層，中間層可有一層或多層。同層的網(wǎng)絡結(jié)點之間沒有連接。每個網(wǎng)絡結(jié)點表示一個神經(jīng)元，其傳遞函數(shù)通常采用Sigmoid型函數(shù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡相當于從輸入到輸出的高度非線性映射，對于樣本輸入和輸出，可以認為存在某一映射函數(shù)g，使得y0=g(xi)，i＝1，2，3，…，m，其中m為樣本數(shù)，xi為輸入樣本，yo為輸出結(jié)果。
BP神經(jīng)網(wǎng)絡的一個顯著優(yōu)點就是其可進行自學習，能夠通過訓練得到預期的效果。其學習過程由正向傳播和反向傳播組成，神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入值經(jīng)過非線性變換從輸入層經(jīng)隱含層神經(jīng)元的逐層處理傳向輸出層，此為正向傳播過程。每一層神經(jīng)元的狀態(tài)將影響到下一層神經(jīng)元狀態(tài)。如果輸出層得到的數(shù)值與期望輸出有一定的偏差，則轉(zhuǎn)入反向傳播過程。神經(jīng)網(wǎng)絡通過對輸入值和希望的輸出值(教師值)進行比較，根據(jù)兩者之間的差的函數(shù)來調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡的各層的連接權(quán)值和各個神經(jīng)元的閾值，最終使誤差函數(shù)達到最小。其調(diào)整的過程是由后向前進行的，稱為誤差反向傳播BP算法。具體學習過程如下：
（1)隨機給各個權(quán)值賦一個初始權(quán)值，要求各個權(quán)值互不相等，且均為較小的非零數(shù)。
（2)輸入樣本集中每一個樣本值，確定相應的網(wǎng)絡實際輸出值。
（3)計算實際的輸出值與相應的樣本集中的相應輸出值的差值。
（4)按極小誤差方式調(diào)整權(quán)值矩陣。
（5)判斷網(wǎng)絡誤差是否小于訓練前人為設定的一個較小的值，若小于，則跳出運算，此時的結(jié)果為神經(jīng)網(wǎng)絡的最終訓練結(jié)果；若大于，則繼續(xù)計算。
（6）判斷最大迭代次數(shù)是否大于預先設定的數(shù)，若小于，返回（2）;若大于，則中止運算，其結(jié)果為神經(jīng)網(wǎng)絡的最終訓練結(jié)果。
上述的計算過程循環(huán)進行，直到完成給定的訓練次數(shù)或達到設定的誤差終止值。
二、BP神經(jīng)網(wǎng)絡在農(nóng)業(yè)工程領域中的應用
1.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理與農(nóng)業(yè)決策中的應用
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理受地域、環(huán)境、季節(jié)等影響較大，用產(chǎn)生式規(guī)則完整描述實際系統(tǒng)，可能會因組合規(guī)則過多而無法實現(xiàn)。神經(jīng)網(wǎng)絡的一個顯著的優(yōu)點就是其具有較強的自學習、自適應、自組織能力，通過對有代表性的樣本的學習可以掌握學習對象的內(nèi)在規(guī)律，從而可以在一定程度上克服上述信息量大的問題。神經(jīng)網(wǎng)絡在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理方面可用于農(nóng)作物生長過程中對農(nóng)作物生長需求進行預測，從而通過對養(yǎng)分、水分、溫度、以及PH值的優(yōu)化控制達到最優(yōu)的生長狀況。采用神經(jīng)網(wǎng)絡預測算法的主要思想可描述為：（1）收集一定規(guī)模的樣本集，采用BP算法進行訓練，使網(wǎng)絡收斂到預定的精度；（2）將網(wǎng)絡權(quán)值矩陣保存到一存儲介質(zhì)中，例如文本文件或數(shù)據(jù)庫中；（3）對于待預測數(shù)據(jù)的輸入部分，從存儲介質(zhì)中讀出網(wǎng)絡連接權(quán)值矩陣，然后通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡的前向傳播算法計算網(wǎng)絡輸出，輸出結(jié)果既是預測出來的數(shù)值向量。如霍再林等針對油葵不同階段的相對土壤含鹽濃度對其產(chǎn)量的影響有一定的規(guī)律的現(xiàn)象，以油葵的6個成長階段的土壤溶液含鹽的相對濃度為輸入樣本，相對產(chǎn)量為輸出樣本，通過比較發(fā)現(xiàn)，訓練后的神經(jīng)網(wǎng)絡能較好預測油葵產(chǎn)量，采用此方法可補充傳統(tǒng)模型的不足，為今后進一步的研究開辟了新路。
在農(nóng)業(yè)決策方面，主要將農(nóng)業(yè)專家面對各種問題時所采取的方法的經(jīng)驗，作為神經(jīng)網(wǎng)絡的學習樣本，從而采用神經(jīng)網(wǎng)絡建立的專家系統(tǒng)將從一定程度上彌補了傳統(tǒng)方法的不足，將農(nóng)業(yè)決策智能化。如何勇、宋海燕針對傳統(tǒng)專家系統(tǒng)自學習能力差的缺點，利用神經(jīng)網(wǎng)絡可自我訓練的優(yōu)點，將神經(jīng)網(wǎng)絡引入專家系統(tǒng)中。將小麥缺素時的田間宏觀表現(xiàn)，葉部、莖部、果實癥狀及引起缺素的原因這五個方面的可信度值作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入量，將農(nóng)業(yè)專家診斷的結(jié)論作為輸出量，將這些數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練數(shù)據(jù)。實際應用表明此系統(tǒng)自動診斷的結(jié)果與專家現(xiàn)場診斷的結(jié)果基本一致，從而采用該系統(tǒng)能夠取代專家，實現(xiàn)作物的自我診斷，為農(nóng)業(yè)管理方面提供了極大的幫助。如馬成林等針對于傳統(tǒng)施肥決策方法中非線性關系描述不足的問題，基于數(shù)據(jù)包分析和BP神經(jīng)網(wǎng)絡，建立了施肥決策模型，應用表明，在有限的范圍內(nèi)，模型預測結(jié)果較為合理，可以反映玉米的需肥特性。劉鋮等人提出采用神經(jīng)網(wǎng)絡應用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策中，以莜麥播種方式?jīng)Q策為例，通過對產(chǎn)生式規(guī)則的分析導出神經(jīng)網(wǎng)絡輸入、輸出單元數(shù)，并通過多次試驗確定隱層單元數(shù)，用MATLAB方針結(jié)果表明，采用神經(jīng)網(wǎng)絡作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策的方法，取得了較好的效果。譚宗琨提出將基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的神經(jīng)網(wǎng)絡應用在玉米智能農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)中，根據(jù)農(nóng)作物發(fā)育進程分成若干個發(fā)育期，分別對各個發(fā)育期建立管理模型，依照作物各發(fā)育期進程時間間隔，由計算機系統(tǒng)自動選取相應的模型進行決策。應用分析的結(jié)果表明采用神經(jīng)網(wǎng)絡的玉米智能專家系統(tǒng)已初步接近農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際。
2.在農(nóng)產(chǎn)品外觀分析和品質(zhì)評判
農(nóng)產(chǎn)品的外觀，如形狀、大小、色澤等在生產(chǎn)過程中是不斷變化的，并且受人為和自然等復雜因素的影響較大。農(nóng)產(chǎn)品的外觀直接影響到農(nóng)產(chǎn)品的銷售，研究出農(nóng)作物外觀受人為和自然的影響因素，通過神經(jīng)網(wǎng)絡進行生產(chǎn)預測，可解決農(nóng)產(chǎn)品由于不良外觀而造成的損失。如Murase 等針對西紅柿表皮破裂的現(xiàn)象，西紅柿表皮應力的增長與西紅柿果肉靠近表皮部分水分的增加有關，當表皮應力超過最大表皮強度時，將導致表皮破裂。用人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，預測在環(huán)境溫度下的表皮應力，可通過控制環(huán)境變量來減少西紅柿表皮破裂所造成的損失。
在農(nóng)業(yè)科研和生產(chǎn)中，農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)評判大多是依賴于對農(nóng)產(chǎn)品外觀的辨識。例如對果形尺寸和顏色等外觀判別果實的成熟度，作物與雜草的辨別，種子的外觀質(zhì)量檢測。由于農(nóng)業(yè)環(huán)境的復雜性和生物的多樣性，農(nóng)產(chǎn)品的外觀不具有較確定的規(guī)律性和可描述性，單一采用圖像處理技術辨識農(nóng)產(chǎn)品的外觀時不宜過多采取失真處理和變換，否則則增加圖像處理的復雜性，特征判別也相對困難。人工神經(jīng)網(wǎng)絡由于其具有自學習、自組織的能力，比較適宜解決農(nóng)業(yè)領域中許多難以用常規(guī)數(shù)學方法表達的復雜問題，與圖像處理技術相結(jié)合后，可根據(jù)圖像特征進行選擇性判別。采用此方法可以部分替代人工識別的工作，提高了生產(chǎn)效率，也有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。如Liao等將玉米籽粒圖像用34個特征參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入變量，將輸出的種粒形態(tài)分為5類，經(jīng)過學習的神經(jīng)網(wǎng)絡對完整籽粒分類的準確率達到93％，破籽粒分類的準確率達91％。
3.蔬菜、果實、谷物等農(nóng)產(chǎn)品的分級和鑒定
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，蔬菜、果實、谷物等農(nóng)產(chǎn)品的分級和鑒定是通過對農(nóng)產(chǎn)品外觀的辨識進行的。傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品外觀的辨識方法費時費力、預測可靠度很低，而且多采用人工操作，評價受到操作者主觀因素的影響，評判的精度難以保證。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術結(jié)合圖像處理技術可部分代替以往這些主要依靠人工識別的工作，從而大大提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理的自動化和智能化。
利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡技術對農(nóng)產(chǎn)品果形尺寸和顏色等外觀評判，目前國內(nèi)外已有不少成果用于實際生產(chǎn)中。何東健等以計算機視覺技術進行果實顏色自動分級為目的，研究了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行顏色分級的方法。分別用120個著色不同的紅星和紅富士蘋果作為訓練樣本集對網(wǎng)絡進行離線訓練。兩個品種的蘋果先由人工依據(jù)標準按著色度分成4級，對每一個品種分別求出7個模式特征值作為BP網(wǎng)絡的輸入，用訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡進行分級。結(jié)果表明紅富士和紅星果實的平均分級一致率分別為94.2％和94.4％。劉禾等用對稱特征、長寬特征、寬度特征、比值特征等一系列特征值來描述果形。采用BP網(wǎng)絡與人工智能相結(jié)合，建立果形判別人工神經(jīng)網(wǎng)絡專家系統(tǒng)。試驗水果品種為富士和國光。試驗表明系統(tǒng)對富士學習率為80％，對非學習樣本的富士蘋果的果形判別推確率為75％，系統(tǒng)對國光學習率為89％，對非學習樣本的國光蘋果果形判別系統(tǒng)的難確率為82％。
三、未來的發(fā)展方向
人工神經(jīng)網(wǎng)絡的信息處理技術現(xiàn)已在農(nóng)業(yè)工程領域內(nèi)得到了迅速的應用，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能夠從一定程度上改善控制效果，但此技術在農(nóng)業(yè)范圍內(nèi)還不夠成熟，有待于進一步的研究。今后科研的方向大體上可以從以下幾方面著手：
1.人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法的改進
人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法由于本身具有一定的缺點，從而采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡的算法的信息處理技術在應用過程中具有一定的局限性。在今后的研究中，可以從人工神經(jīng)網(wǎng)絡方向著手，改進人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法，從而實現(xiàn)其在農(nóng)業(yè)領域內(nèi)更好的應用。近年來隨著模糊算法、蟻群算法等算法的相繼出現(xiàn)，將神經(jīng)網(wǎng)絡與其他算法結(jié)合在一起已經(jīng)成為了研究的熱門話題，也是未來算法研究的主要方向之一。
2.應用領域的擴展
人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法在農(nóng)業(yè)工程方面現(xiàn)已得到了迅速的發(fā)展，擴展其在農(nóng)業(yè)工程領域的應用范圍是未來的一個主要研究方向。人工神經(jīng)網(wǎng)絡由于其具有自學習能力，可對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的非線形特性進行較好的描述，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡可解決傳統(tǒng)方法的不足，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。如何將神經(jīng)網(wǎng)絡較好地引入到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，解決農(nóng)業(yè)工程中的部分問題，已是今后農(nóng)業(yè)科研中的一個方向。
四、結(jié)束語
神經(jīng)網(wǎng)絡作為一種人工智能范疇的計算方法，具有良好的自學習與數(shù)學計算的能力，可通過計算機程序進行模擬運算，現(xiàn)已廣泛用于模式識別、管理決策等方面。隨著計算機硬件和軟件的不斷發(fā)展與農(nóng)業(yè)工程方面的研究的不斷深入，神經(jīng)網(wǎng)絡將在農(nóng)業(yè)管理、農(nóng)業(yè)決策、農(nóng)作物外觀分類、品質(zhì)評判等方面充分發(fā)揮其自學習能力強，計算能力強的優(yōu)勢，通過對樣本數(shù)據(jù)的學習，神經(jīng)網(wǎng)絡可較好地解決農(nóng)作物生長過程中的作物分類、預測等非線形的問題。在農(nóng)業(yè)工程領域內(nèi)，神經(jīng)網(wǎng)絡擁有廣闊的科研前景。
振興農(nóng)業(yè)、富裕農(nóng)民、繁榮農(nóng)村是黨和政府新時期的一項中心工作。與時俱進，全面推進我國農(nóng)業(yè)技術創(chuàng)新，特別是農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新，提升我國農(nóng)業(yè)競爭力，為建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)打下堅實的物質(zhì)技術基礎，將成為徹底解決“三農(nóng)”問題的重要舉措。
從農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新的領域看，既包含種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)等大農(nóng)業(yè)，又包括農(nóng)業(yè)的產(chǎn)前處理和產(chǎn)后精深加工全過程的工程技術。可以說，農(nóng)業(yè)的發(fā)展、農(nóng)民富裕、農(nóng)村經(jīng)濟繁榮的過程就是農(nóng)業(yè)工程技術裝備農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程。全面推進農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新，充分利用農(nóng)業(yè)資源、提高土地產(chǎn)出率和農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，是我國從根本上解決“三農(nóng)”問題的戰(zhàn)略選擇。
當前，我國農(nóng)業(yè)正處在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的加速期，推動農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新面臨千載難逢的歷史機遇。但是，我們要清醒地看到，我國農(nóng)業(yè)科技雖然取得了顯著的進展，農(nóng)業(yè)科技體系改革創(chuàng)新建設也取得了新的成績，但是與世界農(nóng)業(yè)強國相比，與我國的建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需要相比，農(nóng)業(yè)科技發(fā)展水平相對落后，原始創(chuàng)新和系統(tǒng)集成創(chuàng)新能力明顯不足，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術的創(chuàng)新與應用差距更大，幾千年封建小生產(chǎn)意識與觀念的殘余仍束縛著農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力的提高和新技術的普及應用與發(fā)展。
因此，我國農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系建設要站在全局的高度，深刻領會和把握科學發(fā)展觀的內(nèi)涵，樹立“以人為本、創(chuàng)新跨越、支撐產(chǎn)業(yè)、持續(xù)發(fā)展、引領未來”的科技發(fā)展觀，按照建立社會主義和諧社會的要求，以國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃為指導，從我國建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)工程技術的實際需求出發(fā)，充分借鑒國際成功的經(jīng)驗與做法，創(chuàng)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)工程技術一體化的創(chuàng)新體系，充分發(fā)揮政府的主導作用，部級研究機構(gòu)與研究性高校的骨干作用，市場的基礎作用和企業(yè)技術創(chuàng)新的未來主體作用，完善科技評價制度和資源配置制度，提高我國農(nóng)業(yè)科技的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新效益，加強引進技術的消化吸收與自主創(chuàng)新，特別是技術創(chuàng)新和系統(tǒng)集成。通過“政府推動、優(yōu)化整合、協(xié)作共建，突出創(chuàng)新”的方式，實現(xiàn)資源整合、布局調(diào)整、能力提升、自主創(chuàng)新，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化服務。
一、體系建設。即充分利用發(fā)揮好現(xiàn)有農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的工程化平臺，推動農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新體系建設。注重“產(chǎn)、學、研”戰(zhàn)略聯(lián)盟建設和“工程技術集成與推廣服務”平臺建設相結(jié)合，促進農(nóng)藝科技與農(nóng)業(yè)工程技術一體化的新型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系的形成。滿足“實用性、經(jīng)濟性、先進性”三大要求，開展關鍵技術創(chuàng)新突破、成套技術系統(tǒng)集成、先進實用技術推廣示范。構(gòu)建主攻方向明確、優(yōu)秀支撐突出、布局結(jié)構(gòu)合理、區(qū)域分工明確、資源優(yōu)勢互補、具有較強國際競爭力、管理科學、運行高效，研究開發(fā)、生產(chǎn)、推廣有機結(jié)合的國家農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新體系。
以部級研究機構(gòu)和研究能力強的高等院校為主體，構(gòu)建國家農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新體系的優(yōu)秀層，開展自主創(chuàng)新，成為農(nóng)業(yè)工程技術的創(chuàng)新源頭；以部級工程中心與具有行業(yè)優(yōu)勢的大型企業(yè)為主體，組建農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新體系的轉(zhuǎn)化層，開展科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品創(chuàng)新，成為行業(yè)技術的集散地與孵化器；以具有區(qū)域優(yōu)勢的科研機構(gòu)和推廣應用服務部門為基礎，構(gòu)建農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新體系的輻射層，建立覆蓋全國的推廣服務網(wǎng)絡，成為農(nóng)業(yè)工程技術的輻射源。
二、系統(tǒng)集成。在創(chuàng)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)工程技術一體化的創(chuàng)新體系過程中進行統(tǒng)一、系統(tǒng)部署，強化高新技術引領下的應用基礎技術創(chuàng)新和農(nóng)藝技術、農(nóng)業(yè)工程技術的組配融合，全面提升農(nóng)業(yè)工程技術的集成、應用和開發(fā)能力。要做好兩個層次的緊密結(jié)合。第一層次是傳統(tǒng)的機械、土木、水利、化工、電氣工程技術與農(nóng)業(yè)生物、資源、環(huán)境科學的緊密結(jié)合；第二層次是微電子學、工程控制、人工智能、信息技術、新材料、生物化學、生物仿生技術等將與新興生物工程技術、農(nóng)藝學、生態(tài)學、食品科學密切結(jié)合。通過上述兩個結(jié)合的相互滲透，實現(xiàn)信息共享與資源整合，形成農(nóng)業(yè)工程技術的效率優(yōu)勢。
三、合理布局。在優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域布局和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶的區(qū)域性專業(yè)化框架下，本著發(fā)達與欠發(fā)達地區(qū)、沿海與內(nèi)陸、東部與西部地區(qū)相結(jié)合的原則，建立與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)相適應的農(nóng)業(yè)工程技術創(chuàng)新基地。緊密圍繞人類面對的農(nóng)業(yè)資源約束、食物安全與可持續(xù)發(fā)展的需求，開展具有區(qū)域特色的科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)示范帶動活動，全面提升我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平和農(nóng)業(yè)的競爭力。
（作者分別系中國農(nóng)業(yè)機械化研究院院長、副院長）
