《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》課程內(nèi)容探討

張若宇　翟志強

摘 要：《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》是農(nóng)業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的一門重要課程，該文通過對該課程教學(xué)內(nèi)容探討，為后續(xù)的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。該課程內(nèi)容設(shè)置上，首先展開了緒論內(nèi)容的講解，讓學(xué)生對課程內(nèi)容有一個整體認(rèn)識，然后從系統(tǒng)的角度講解了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)，接著講解了可持續(xù)發(fā)展的方法，最后探討了如何保護農(nóng)業(yè)環(huán)境，同時對未來的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)做出了展望。

關(guān)鍵詞：課程內(nèi)容 農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展 系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)工程

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)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(nèi)容的講解，讓學(xué)生對《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》課程有一個整體的認(rèn)識，為該課程的主題內(nèi)容講解做鋪墊。在此部分講解過程中，筆者借助了古籍中關(guān)于農(nóng)業(yè)的美麗傳說故事[1]，來引入農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史及其概念，進而介紹農(nóng)業(yè)工程的定義及內(nèi)涵。關(guān)于“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”的提出，筆者分析了自工業(yè)革命以來國內(nèi)外，農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及工業(yè)化農(nóng)業(yè)帶來的一系列危害[2]，以此來說明農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)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(nóng)業(yè)的發(fā)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(dāng)熵達(dá)到最大值時，意味著能量消耗殆盡，該星球系統(tǒng)進入全面毀滅[3]。

最后，筆者啟發(fā)學(xué)生積極思考，一起探討了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新方法，同時總結(jié)了發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的必備要素。

1 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)

錢學(xué)森曾指出，任何事物都可以看作一個系統(tǒng)[4]，用系統(tǒng)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(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》的教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生用系統(tǒng)的思維分析農(nóng)業(yè)工程，用系統(tǒng)的思維去探索農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方法。

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

如何更好地從系統(tǒng)的角度分析農(nóng)業(yè)工程呢？筆者在課程中，引入了“農(nóng)業(yè)系統(tǒng)”的概念，并提出如果將“系統(tǒng)工程”的思想及方法引入到“農(nóng)業(yè)工程”，那便是“農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程”。因此，也可以用系統(tǒng)的方法來解決農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的難題。最后在該部分的講解中，筆者從系統(tǒng)的角度分析了農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程的任務(wù)及其特點。

基于系統(tǒng)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(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最優(yōu)方案。為使教學(xué)內(nèi)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(xì)解釋，同時以綠色設(shè)計和綠色制造為例，講解了層次分析法的應(yīng)用，總結(jié)了層次分析法分析解決問題的5大步驟。

2 探討農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的具體方法

工業(yè)化農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展帶來了一系列的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題[6]，筆者以現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)環(huán)境問題為導(dǎo)引，提出了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的“綠色技術(shù)”[7]，即綠色設(shè)計、綠色制造、綠色管理。首先筆者側(cè)重于不同的角度對綠色技術(shù)的定義做出了講解，并根據(jù)理解做出了總結(jié)以方便學(xué)生理解和記憶。同時，教學(xué)中筆者分析了綠色技術(shù)的內(nèi)涵，以加深學(xué)生對綠色技術(shù)的認(rèn)識。

針對農(nóng)機專業(yè)學(xué)生現(xiàn)有學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，在授課過程中，筆者對綠色設(shè)計和綠色制造兩個模塊的內(nèi)容做了重點講解。通過傳統(tǒng)設(shè)計和綠色設(shè)計的對比，讓學(xué)生認(rèn)識到兩者的不同點，以及綠色設(shè)計的優(yōu)越性，同時告訴同學(xué)們，隨著未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展，綠色設(shè)計將是農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的必要環(huán)節(jié)。有了設(shè)計才有制造，基于綠色設(shè)計的教學(xué)，筆者進一步講授了綠色制造的內(nèi)容。通過現(xiàn)有機械生產(chǎn)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(xiàn)有綠色制造的關(guān)鍵技術(shù)。

最后，筆者探討了農(nóng)業(yè)機械的綠色管理與科學(xué)調(diào)度方法，同樣借助典型案例對該部分內(nèi)容做了講解。通過現(xiàn)有的“農(nóng)機服務(wù)體系”以及“農(nóng)機跨區(qū)作業(yè)”兩個例子，讓學(xué)生對綠色管理的應(yīng)用有一個全面的認(rèn)識。

3 講解如何保護農(nóng)業(yè)環(huán)境

農(nóng)業(yè)水土是農(nóng)業(yè)發(fā)展的最基本要素，它直接影響著農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量及質(zhì)量。近年來，我國正面臨著嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題，如不能及時解決，后果不堪設(shè)想。筆者在教學(xué)中，和學(xué)生一起探討了如何保護農(nóng)業(yè)環(huán)境。

筆者首先分析了現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)環(huán)境問題，如化學(xué)農(nóng)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(yīng)的治理措施。

關(guān)于土壤污染問題，筆者分別對農(nóng)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(yīng)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(jié)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?zhǔn)绞漳C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(fā)明的高強度地膜以及可降解地膜。針對農(nóng)業(yè)空氣污染治理問題，筆者從秸稈焚燒產(chǎn)生廢氣的治理措施和養(yǎng)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(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，把養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)有機地結(jié)合起來，在一個生態(tài)系統(tǒng)中從根本上解決糞污污染問題，實現(xiàn)產(chǎn)品、土壤和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

未來隨著農(nóng)業(yè)科技的進一步發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械將向著大功率、高速、寬幅、聯(lián)合作用方向發(fā)展，自動化程度將會不斷提高，有關(guān)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護和降低污染的工程技術(shù)也會越來越引起關(guān)注，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件與環(huán)境的調(diào)控技術(shù)的研究將不斷深入，遙感、計算機等高新技術(shù)的應(yīng)用將日益廣泛，農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展的結(jié)合也必將會更加密切[10]。

關(guān)于農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展，目前仍尚缺少針對性的教材，筆者通過《農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展》教學(xué)探索，讓學(xué)生們認(rèn)識了發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要性，學(xué)習(xí)了發(fā)展農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方法以及如何保護農(nóng)業(yè)環(huán)境，這對農(nóng)業(yè)工程與可持續(xù)發(fā)展的后續(xù)研究及教育奠定了基礎(chǔ)。

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