《农业工程与可持续发展》课程内容探讨

张若宇　翟志强

摘 要：《农业工程与可持续发展》是农业工程专业学生的一门重要课程，该文通过对该课程教学内容探讨，为后续的教学奠定了基础。该课程内容设置上，首先展开了绪论内容的讲解，让学生对课程内容有一个整体认识，然后从系统的角度讲解了农业可持续发展的理论基础，接着讲解了可持续发展的方法，最后探讨了如何保护农业环境，同时对未来的可持续发展农业做出了展望。

关键词：课程内容 农业工程与可持续发展 系统 农业工程

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：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

为更好地开展课程，笔者开展了绪论内容的讲解，让学生对《农业工程与可持续发展》课程有一个整体的认识，为该课程的主题内容讲解做铺垫。在此部分讲解过程中，笔者借助了古籍中关于农业的美丽传说故事[1]，来引入农业的发展历史及其概念，进而介绍农业工程的定义及内涵。关于“农业可持续发展”的提出，笔者分析了自工业革命以来国内外，农业的发展现状，以及工业化农业带来的一系列危害[2]，以此来说明农业可持续发展的重要性。

为进一步剖析课程主题，笔者引入了熵的概念，从熵的角度分析了农业的发展，按照极限的思想，笔者提出了极限公式：。C是随着时间t的推移，即该星球该时期能够忍受的熵，而当熵达到最大值时，意味着能量消耗殆尽，该星球系统进入全面毁灭[3]。

最后，笔者启发学生积极思考，一起探讨了农业可持续发展的新方法，同时总结了发展可持续农业的必备要素。

1 农业可持续发展的理论基础

钱学森曾指出，任何事物都可以看作一个系统[4]，用系统的思维解决问题，会使问题更加具有层次性，解决问题时更有针对性。笔者在《农业工程与可持续发展》的教学过程中，引导学生用系统的思维分析农业工程，用系统的思维去探索农业可持续发展方法。

在教学过程中，为启发学生用系统的思维解决问题，笔者对“系统”及“系统工程”的概念做出详细讲解，同时也举出了生活中的一些具体案例，让学生们更清晰地認识到系统的存在形式。同时，笔者对系统具备的基本条件及属性进行了阐述，并对系统的分类方法做了总结。

如何更好地从系统的角度分析农业工程呢？笔者在课程中，引入了“农业系统”的概念，并提出如果将“系统工程”的思想及方法引入到“农业工程”，那便是“农业系统工程”。因此，也可以用系统的方法来解决农业可持续发展中的难题。最后在该部分的讲解中，笔者从系统的角度分析了农业系统工程的任务及其特点。

基于系统基本属性中的层次性[5]，笔者提出了用层次分析法来寻找农业可持续发展的最优方案。为使教学内容更清晰易懂，笔者对层次分析法的定义及特点做出了详细解释，同时以绿色设计和绿色制造为例，讲解了层次分析法的应用，总结了层次分析法分析解决问题的5大步骤。

2 探讨农业可持续发展的具体方法

工业化农业的快速发展带来了一系列的农业环境污染问题[6]，笔者以现有的农业环境问题为导引，提出了农业可持续发展中的“绿色技术”[7]，即绿色设计、绿色制造、绿色管理。首先笔者侧重于不同的角度对绿色技术的定义做出了讲解，并根据理解做出了总结以方便学生理解和记忆。同时，教学中笔者分析了绿色技术的内涵，以加深学生对绿色技术的认识。

针对农机专业学生现有学习基础，在授课过程中，笔者对绿色设计和绿色制造两个模块的内容做了重点讲解。通过传统设计和绿色设计的对比，让学生认识到两者的不同点，以及绿色设计的优越性，同时告诉同学们，随着未来农业的发展，绿色设计将是农业机械设计中的必要环节。有了设计才有制造，基于绿色设计的教学，笔者进一步讲授了绿色制造的内容。通过现有机械生产加工中的典型案例，笔者引出了绿色制造的概念，同时讲解了现有绿色制造的关键技术。

最后，笔者探讨了农业机械的绿色管理与科学调度方法，同样借助典型案例对该部分内容做了讲解。通过现有的“农机服务体系”以及“农机跨区作业”两个例子，让学生对绿色管理的应用有一个全面的认识。

3 讲解如何保护农业环境

農业水土是农业发展的最基本要素，它直接影响着农产品的产量及质量。近年来，我国正面临着严重的农业环境污染问题，如不能及时解决，后果不堪设想。笔者在教学中，和学生一起探讨了如何保护农业环境。

笔者首先分析了现有的农业环境问题，如化学农药等对土壤的污染[8]、水土流失、水资源污染、残膜污染[9]、空气污染等，并指出了这些问题带来的危害。针对各个问题，笔者提出了相应的治理措施。

关于土壤污染问题，笔者分别对农药污染、化肥污染、重金属污染以及土壤盐碱问题进行了分析，并列出相应的解决办法。针对水土流失问题，笔者主要从工程防护措施和植物防护措施两个方面讲解了治理方法。针对地膜及残膜污染问题，笔者结合个人多年残膜回收机的研究进行了专题讲解，分别讲解了弹齿式收膜机脱膜装置、耙齿式收膜机脱膜装置、齿链式收膜机脱膜装置这3种典型残膜回收机械的工作原理及方法。同时，介绍了为解决地膜污染问题而发明的高强度地膜以及可降解地膜。针对农业空气污染治理问题，笔者从秸秆焚烧产生废气的治理措施和养殖场废气的治理措施两个方面进行了讲解。最后，笔者提出要发展生态农业，把养殖业与种植业有机地结合起来，在一个生态系统中从根本上解决粪污污染问题，实现产品、土壤和环境的可持续发展。

4 结语

未来随着农业科技的进一步发展，农业机械将向着大功率、高速、宽幅、联合作用方向发展，自动化程度将会不断提高，有关农业环境保护和降低污染的工程技术也会越来越引起关注，农业生产条件与环境的调控技术的研究将不断深入，遥感、计算机等高新技术的应用将日益广泛，农业工程与可持续发展的结合也必将会更加密切[10]。

关于农业工程与可持续发展，目前仍尚缺少针对性的教材，笔者通过《农业工程与可持续发展》教学探索，让学生们认识了发展可持续农业的重要性，学习了发展农业可持续发展方法以及如何保护农业环境，这对农业工程与可持续发展的后续研究及教育奠定了基础。

参考文献

[1] 陈文华.中国原始农业的起源和发展[J].农业考古，2005（1）：8-15.

[2] 李文炜.农业环境问题的行为基础与治理机制创新[D].重庆：西南大学，2012.

[3] 刘永智，刘伯渠.熵变理论对“热寂论”判据[J].沈阳工程学院学报：自然科学版，2008（1）：27-28.

[4] 牛振华.坚持系统论和投入产出原则，注重投资项目评估内外协调[J].中国工程咨询，2009（6）：41-42.

[5] 魏宏森，曾国屏.试论系统的层次性原理[J].系统辩证学学报，1995（1）：42-47.

[6] 邓小云.农业面源污染防治法律制度研究[D].上海：中国海洋大学，2012.

[7] 斯日古楞.农业机械工程中绿色技术的适用及推广策略[J].河北农机，2015（7）：39-40.

[8] 周瑜.水—土环境中农药迁移富集规律研究[D].北京：中国地质大学，2009.

[9] 李斌，王吉奎，蒋蓓.新疆棉区残膜污染及其治理技术[J].农机化研究，2012（5）：228-232.

[10] 王旭东.中国实施可持续发展战略的产业选择[D].广州：暨南大学，2001.