《農業工程與可持續發展》課程內容探討

張若宇　翟志強

摘 要：《農業工程與可持續發展》是農業工程專業學生的一門重要課程，該文通過對該課程教學內容探討，為后續的教學奠定了基礎。該課程內容設置上，首先展開了緒論內容的講解，讓學生對課程內容有一個整體認識，然后從系統的角度講解了農業可持續發展的理論基礎，接著講解了可持續發展的方法，最后探討了如何保護農業環境，同時對未來的可持續發展農業做出了展望。

關鍵詞：課程內容 農業工程與可持續發展 系統 農業工程

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0126-02

Discussion on Course Content of Agricultural Engineering and Sustainable Development

Zhang Ruoyu1，2 Zhai Zhiqiang1，2

（1.College of Mechanical and Electrical Engineering，Shihezi University；2.Key Laboratory of Northwest Agricultural Equipment，Ministry of Agriculture，P.R.， Shihezi Xinjiang， 832000， China）

Abstract： Agricultural Engineering and sustainable developmentis an important course for Agricultural Engineering major. This paper discusses the course content， which is the foundation for the following teaching. In this paper，introduction of contentwas discussed for giving the students an overall understanding of the course.Then， thetheories and methods of this course were introduced. Finally， the ways for protecting the agricultural environmentwere discussed， and prospects for the sustainable development of agriculture in the futurewere made.

Key Words： Course content； Agricultural Engineering and sustainable development； System； Agricultural Engineering

為更好地開展課程，筆者開展了緒論內容的講解，讓學生對《農業工程與可持續發展》課程有一個整體的認識，為該課程的主題內容講解做鋪墊。在此部分講解過程中，筆者借助了古籍中關于農業的美麗傳說故事[1]，來引入農業的發展歷史及其概念，進而介紹農業工程的定義及內涵。關于“農業可持續發展”的提出，筆者分析了自工業革命以來國內外，農業的發展現狀，以及工業化農業帶來的一系列危害[2]，以此來說明農業可持續發展的重要性。

為進一步剖析課程主題，筆者引入了熵的概念，從熵的角度分析了農業的發展，按照極限的思想，筆者提出了極限公式：。C是隨著時間t的推移，即該星球該時期能夠忍受的熵，而當熵達到最大值時，意味著能量消耗殆盡，該星球系統進入全面毀滅[3]。

最后，筆者啟發學生積極思考，一起探討了農業可持續發展的新方法，同時總結了發展可持續農業的必備要素。

1 農業可持續發展的理論基礎

錢學森曾指出，任何事物都可以看作一個系統[4]，用系統的思維解決問題，會使問題更加具有層次性，解決問題時更有針對性。筆者在《農業工程與可持續發展》的教學過程中，引導學生用系統的思維分析農業工程，用系統的思維去探索農業可持續發展方法。

在教學過程中，為啟發學生用系統的思維解決問題，筆者對“系統”及“系統工程”的概念做出詳細講解，同時也舉出了生活中的一些具體案例，讓學生們更清晰地認識到系統的存在形式。同時，筆者對系統具備的基本條件及屬性進行了闡述，并對系統的分類方法做了總結。

如何更好地從系統的角度分析農業工程呢？筆者在課程中，引入了“農業系統”的概念，并提出如果將“系統工程”的思想及方法引入到“農業工程”，那便是“農業系統工程”。因此，也可以用系統的方法來解決農業可持續發展中的難題。最后在該部分的講解中，筆者從系統的角度分析了農業系統工程的任務及其特點。

基于系統基本屬性中的層次性[5]，筆者提出了用層次分析法來尋找農業可持續發展的最優方案。為使教學內容更清晰易懂，筆者對層次分析法的定義及特點做出了詳細解釋，同時以綠色設計和綠色制造為例，講解了層次分析法的應用，總結了層次分析法分析解決問題的5大步驟。

2 探討農業可持續發展的具體方法

工業化農業的快速發展帶來了一系列的農業環境污染問題[6]，筆者以現有的農業環境問題為導引，提出了農業可持續發展中的“綠色技術”[7]，即綠色設計、綠色制造、綠色管理。首先筆者側重于不同的角度對綠色技術的定義做出了講解，并根據理解做出了總結以方便學生理解和記憶。同時，教學中筆者分析了綠色技術的內涵，以加深學生對綠色技術的認識。

針對農機專業學生現有學習基礎，在授課過程中，筆者對綠色設計和綠色制造兩個模塊的內容做了重點講解。通過傳統設計和綠色設計的對比，讓學生認識到兩者的不同點，以及綠色設計的優越性，同時告訴同學們，隨著未來農業的發展，綠色設計將是農業機械設計中的必要環節。有了設計才有制造，基于綠色設計的教學，筆者進一步講授了綠色制造的內容。通過現有機械生產加工中的典型案例，筆者引出了綠色制造的概念，同時講解了現有綠色制造的關鍵技術。

最后，筆者探討了農業機械的綠色管理與科學調度方法，同樣借助典型案例對該部分內容做了講解。通過現有的“農機服務體系”以及“農機跨區作業”兩個例子，讓學生對綠色管理的應用有一個全面的認識。

3 講解如何保護農業環境

農業水土是農業發展的最基本要素，它直接影響著農產品的產量及質量。近年來，我國正面臨著嚴重的農業環境污染問題，如不能及時解決，后果不堪設想。筆者在教學中，和學生一起探討了如何保護農業環境。

筆者首先分析了現有的農業環境問題，如化學農藥等對土壤的污染[8]、水土流失、水資源污染、殘膜污染[9]、空氣污染等，并指出了這些問題帶來的危害。針對各個問題，筆者提出了相應的治理措施。

關于土壤污染問題，筆者分別對農藥污染、化肥污染、重金屬污染以及土壤鹽堿問題進行了分析，并列出相應的解決辦法。針對水土流失問題，筆者主要從工程防護措施和植物防護措施兩個方面講解了治理方法。針對地膜及殘膜污染問題，筆者結合個人多年殘膜回收機的研究進行了專題講解，分別講解了彈齒式收膜機脫膜裝置、耙齒式收膜機脫膜裝置、齒鏈式收膜機脫膜裝置這3種典型殘膜回收機械的工作原理及方法。同時，介紹了為解決地膜污染問題而發明的高強度地膜以及可降解地膜。針對農業空氣污染治理問題，筆者從秸稈焚燒產生廢氣的治理措施和養殖場廢氣的治理措施兩個方面進行了講解。最后，筆者提出要發展生態農業，把養殖業與種植業有機地結合起來，在一個生態系統中從根本上解決糞污污染問題，實現產品、土壤和環境的可持續發展。

4 結語

未來隨著農業科技的進一步發展，農業機械將向著大功率、高速、寬幅、聯合作用方向發展，自動化程度將會不斷提高，有關農業環境保護和降低污染的工程技術也會越來越引起關注，農業生產條件與環境的調控技術的研究將不斷深入，遙感、計算機等高新技術的應用將日益廣泛，農業工程與可持續發展的結合也必將會更加密切[10]。

關于農業工程與可持續發展，目前仍尚缺少針對性的教材，筆者通過《農業工程與可持續發展》教學探索，讓學生們認識了發展可持續農業的重要性，學習了發展農業可持續發展方法以及如何保護農業環境，這對農業工程與可持續發展的后續研究及教育奠定了基礎。

參考文獻

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[9] 李斌，王吉奎，蔣蓓.新疆棉區殘膜污染及其治理技術[J].農機化研究，2012（5）：228-232.

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