发布时间：2022-03-29 09:59:26
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[摘要]清代珠江三角洲的冲积加快，大规模的围垦工程相当密集且处于无序化状态。虽然增加了耕地，却使珠江水系的水利形势恶化；广东地方当局为此不得不加强对珠江三角洲重要水利工程的管理；在南海、顺德的低洼地因水患加剧，采用了具有防涝作用的基塘工程。清代珠江三角洲的围垦工程、基塘工程与水利工程和珠三角的水患有密切关联;并对今后珠江三角洲农业的可持续发展仍有重大影响。
[关键词]围垦工程；水利工程；基塘工程；生态平衡
一、前言
珠江三角洲不象长江、黄河三角洲那样是单一河流冲积而成，而是由西、北、东江三条河流冲积形成的复合状态的三角洲。平原原为漏斗状的古海湾，珠江水系夹带着上游大量的泥沙，由于潮水的顶托作用在珠江口沉积下来，逐渐形成沙洲或沙坦。沉积方式有海湾回流处的淤积发育，沿河岸发育，沿岛屿台地发育，以及两主流之间发育等类型。最后形成平原上河水纵横交错、纠缠复杂的状态。清代珠江三角洲沙田开发的历史，就是当地人民与水争地的历史。他们运用围海工程改变了珠江平原自然冲积的状态，使沧海变成良田；为了与洪水、潮水作斗争，他们不断地修筑水利工程，捍卫民居田土；他们在长期的劳动实践中，创造了富有地方特色的基塘生产系统。
农业工程是对农业资源的开发与对农业环境的改变，它不是单家独户的农户行为，而是有目的、有规模、有计划、有组织的农业生产活动。清代珠江三角洲的围垦活动，水利设施的兴建与维护，连片基塘区的出现都有这样的特征，可称之为三大类型的农业工程。
二、围垦工程
珠江三角洲地区将濒海及江边的滩涂开发而成的土地称为沙田。自然沉积过程分为：鱼游阶段，即水下浅滩形成，离水下两米仅见沙形，鱼群尚可活动；橹迫阶段，即泥沙沉积水深一二米，潮退时船难以行驶；鹤立阶段，即潮水退时可见坦形，鹤可立于其上。人工围垦阶段有二，称为草埗阶段及围田阶段。前者泥土成浆，尚未可种植，可在沙坦上种植“朗”（粤语朗，有草字头）“芦”一类耐咸、耐浸的植物加速其淤积速度及改良土壤；后者可在沙坦上修筑围基，泥土坚实就可种植耐咸水、耐浸的“虾稻”。围垦工程就是将平原的自然冲积变为运用人工力量的成田过程。因此必须修筑堤围，所以围垦工程的出现与水利事业的发达很有关系。
唐代本区尚未有关于大规模堤围修筑的记载。宋代南迁人口多定居于本区腹部地带，逐步开发地势较低的河滩地。沿着东、西、北江及部分支流修建多处堤围。其中以西江的桑园围、东江的防潮堤等。宋元时代的大堤，主要作用是防洪防潮，捍卫民居田土，不具备围垦工程的意义。一些建于支流及海滨的小堤围，用于捍卫冲积已久的沙田，高程较低，规模也小，堤围内沙田多采用潮田方式耕作。
明代的堤围，分布于西北干流及支流上，即甘竹滩和官涌以南江河两岸。明代堤围开始有人工围垦的意义。围垦以平原腹部江河两岸冲积地为主。围垦的堤围还向滨海河口的新生浮露沙坦推进，集中分布于从顺德至香山之间的平原、新会东南部一带，以及番禺南部、东莞西部。围垦不限于冲积已久的“已成之沙”，而且扩展到仅见坦形的“新成之沙”，是明代围垦的显著特点。在顺德平原上，嘉靖年间已有“种芦渍土成田也，数千亩可趼而待也”（1），以及“筑堰堤，种草朗，辄成沃壤”（2）的记载，即在仅见坦形的沙坦上修筑堤围，以及种植“芦”一类耐咸、耐浸的植物，加速沙坦成田速度。可见明代大规模的人工促淤工程已出现于珠江口门地区。
清代大规模的围垦工程普遍出现于珠江口门的出海水道及滨海地带。一方面，由于内河两岸的沙坦已开发得差不多；另一方面，珠江口门滨海地区有广阔水面可供开发。清代中期以后这—地区的围垦工程发展最为迅速。在口门滨海地区大规模修筑堤围开发未成之沙是这时期人工围垦的显著特点。道光年间有人描述这一状况是：“昔筑石坝以护沙，今筑石坝以聚沙，昔因河以为田，今且筑海为田”（3）。大规模的围垦工程，使珠江三角洲主要大沙田的基本轮廓在清代已经具备。平原的冲积大大加快，急速地改变了珠江口的自然地貌，使之按人类意志形成农业地貌。清代乾隆、嘉庆、道光年间的记载，使人强烈地感到这一巨大的变化。在珠江水道流经的顺德、香山、新会、番禺、东莞等地，以前的广阔水面上“石坝横截海中”（4），或“有靠河私设堤者，拦江私筑石坝者，海口不甚宽阔处圈田蓄沙，预图日后报垦者”（5）。
这一巨大变化的深层原因是清乾隆以后本区人口的急剧膨胀造成对土地的迫切需求。这一需求体现在本区宗族地主对珠江口滩涂水面的围垦活动中。宗族地主是人工围垦工程的策划者、组织者、出资者。他们通过“报税承垦”等繁复的合法手续以及用“占沙”、“冒名承报”等非法手段策划围垦活动。策划者掌握了冲积地淤积成坦的规律，普遍在沙坦未成形时即沙坦的“鱼游”阶段就开始规划。清代人龙廷槐的《敬学轩文集》记载了珠江水流与潮水顶托而形成的“水静流下”的静水环境，使“淤泥下坠，淤积日久，水势便浅”，围垦策划者便“规度可以成坦者，报官承垦”，此时泥坦虽未成形，但可以“视水势之缓、急、广、狭以定其纵、横、长、短之数”，着手进行围垦。围垦的规模，据《敬学轩文集》记载，“民之报垦者，每案或数人，或数十人，以至数百人不等，自数顷以至数十顷、百顷亦不等”（6）。这类大规模围垦工程的普遍出现是本区沙田开发史的重大转折，使珠江口水面上的围垦处于无规划的极度混乱状态。珠三角的冲积特点使围垦乱上加乱。沙田的特点是，围垦之后的沙坦称为“母沙”，若干年后可以在堤围之外潜生暗长“子沙”，或称为“沙裙”，可以长成百亩至数百亩的冲积地。所以，一次规模的围垦之后，围垦的策划者就已注意到了泥沙的淤积情况，并着手以后的沙田扩张。有的强宗大族在家谱中详列将要淤积的沙坦，告诫子孙勿失时机围垦。有的甚至在沙坦未成形时，就在广阔水面上布下铁牛等标志作为日后报税承垦的依据（7）。这样就形成沙田区一种奇特的景观，在水静流平水面上的围垦本来就处于一种无序状态，数年、十数年、或几十年甚至百年之后，旧堤围之外又再出现新堤围，沙田不断侵蚀水面，河流流向或被改变，河流干道或被束窄，水势的变动似乎永无止境。
清代人工围垦工程的无序状况，另一原因是清政府的政策行为所致，其鼓励垦荒，增加土地的政策对这种盲目的围垦活动过分纵容。清初迁海，广大沙田区成为无人耕作的荒芜之地。但自康熙二十二年“展界”，“广东沿海地亩招民耕种”，沙田区的复垦、围垦又迅速发展。雍正年间曾通过规定“沿海沙坦出水后方准具报承垦，每人不过一顷，多者分承协筑”。乾隆三年改为不得超过五顷，乾隆七年又改为每人不超过一顷（8）。这些政策都意图限制宗族地主势力的围垦以及土地兼并的趋势。而后者通过“诡名承耕”等手段，在合法报耕手续的掩盖下进行大规模的土地扩张。而由于沙田承垦以后的清丈、升科可以增加赋税，清政府对于这类围垦活动是睁只眼闭只眼，由此而缺乏对珠江水系围垦有力的宏观调控。
围垦工程的无序状态，还在于清政府对于危害水利的围垦活动约束不力。乾隆五十一年，两广总督兼广东巡抚富勒浑奏，提到前总督李侍尧曾上奏朝廷，以围垦“关系水道，禁民圈垦”，但后来的前广东巡抚孙士毅上奏，却认为围垦“无阻水道，请弛禁给垦，以杜盗争讼”。富勒浑的奏文认为孙的说法是可行的，于是他派人在南、顺、莞、香、番六县测得六百余顷滩涂，认为这些滩涂“均边海，距水口甚远，亦无圈筑阻水争地之势，请准民承垦，按例升科”，得旨允行（9）。实际上从此给疯狂的圈筑活动大开方便之门。虽然后来乾隆五十三年，嘉庆八年、二十三年以及道光、咸丰、同治年间均下旨严禁在内河道圈筑沙坦，实际上执行效果不大。到了道光年间，围垦石坝数量越来越多，水道阻塞造成水灾日渐加剧。道光九年、十年间，先后在番禺、东莞、香山、新会拆毁石坝七十二处（10）。但这并没阻吓违法围垦的出现，直到清末仍有人向朝廷建议拆毁这类工程建筑。
清代珠江口门地区大规模的人工围垦活动，大大加快了珠江三角洲的冲积与成田速度，沙田区的扩展使本区的土地资源迅速增加，清代沙田扩展面积比明代增加一倍以上。虽然清代本区沙田的增加面积难以统计出确切的数字，但可以肯定的是，沙田的扩展使本区成为广东耕地增加最快的地区，是清代全省耕地增加的重要原因。沙田区成为本区重要的粮食产区与经济作物区，为清代本区的农业发展起了重要作用。
三、水利工程
珠江三角洲的水利工程可分为以下几类：一是山地丘陵间蓄水灌溉用的陂塘工程，二是江河滨海地区用作防洪防潮的堤坝，三是濒河滨海地区用作围垦的堤围。围垦的石坝有抵御潮水风浪的作用，围垦区内还筑基、分窦、修渠，成为独立的水利系统。围垦工程对水利的影响是巨大的。围垦与河争地，与海争地，并限定河道，改变流向。上游河道的围垦，起到束水归槽的作用，河沙却淤积于下游河道加速堆积。而下游河道围垦，须修筑石坝，却顶托上游河水，使上游河道形成江心起沙，河道主流线偏折，折射冲基，造成基底被淘空险段，同时上游水流排泄不畅，水患加剧，则用于防水灾的堤围越修越多。围垦无规划，水利工程的兴建也无规划，各自为政，高低不一，或侵占河道，或造成彼岸冲刷。因此，清代的围垦工程与水利工程互为联系，互有影响，又存在难以协调，难以解决的矛盾。清代人对这一现象作了总结：“沙坦之承垦必筑石坝，石坝之争筑必碍下流，下流淤塞，决防之患在所难免。”（11）
清代是本区水灾最多的时期。过去，西江水患，只是南海、三水的三角洲顶部地区受灾最甚，顺德、香山地处出海口，水势易消。明清以来，顺德、香山之间的广阔海湾淤积成陆，出海水道加长，水势消退慢，顺、香平原受灾最甚。顺德的水灾以围垦高潮的乾隆年间至咸丰年间最为频繁，受灾程度最为严重，水利工程的兴建也以此时期最多。顺德县在咸丰年间境内遍筑堤围，至清末筑堤九十—处，长度十一万丈，占清代珠江三角洲堤围总长度的一半以上，南海县境堤围长度仅次于顺德（12）。东莞、番禺南部，新会南部沙田区因近出海口，水势宣泄快，堤围兴建均不及顺德、南海。
清政府对珠江水系的水利建设缺乏全面规划，但它作为水利建设的管理者、协调者、组织者，面对日益恶化的水利形势，对影响珠江三角洲水利全局特别是本区腹部的重要水利工程的管理还是比较重视的。清政府在清代前期采取的一些重大措施，对本区重要堤围的修建与维护有重要影响。对位于本区腹部桑园围的管理与维护就说明了这一点。
桑园围全长68.85公里，围内面积133.75平方公里，捍卫良田1500公顷，在清代被称为“粤东粮命最大之区”（13），是本区桑基鱼塘集中地。堤围依山岗、丘陵、台地而建，西临西江正干流，东临北江正干流，三面有堤，设计上利用西、北江洪峰向下流游降低的水文特征建成开口围。其经济地位重要，而行政上横跨南海、顺德两县，以及其设计上的特点也是其管理维护的难点，加上自乾隆以来南海、顺德水患频繁，如无协调、统一、完整的管理，桑园围很难起到应有的防洪作用，所以此围的管理维护引起清代广东地方政府一定程度的重视。
首先，由于清代广东地方政府的倡导，促进了桑园围岁修制度与管理机构的确立。清初期、北、东江水利分别由沿江州府专设官员管理。乾隆元年两广总督鄂弥达上疏言：“前经分设(西、北、东江)各属水利专员，动项岁修”。（14）可见三大河流重要堤围岁修制度大致始于清初康熙－乾隆年间。桑园围各基段自有基主，平时各堡、各甲自行维修。大修时施工总局机构扩充设总理、协理若干人，首事若干人。全围又分为7段，各设工程所，设知理或首事。大修时的施工总局机构庞大，组织严密，对工程规划、资金筹措与各基段管理，施工组织与管理，施工技术及工程验收，材料采买，堤围日常维护都逐渐形成一套严密的章程、制度。岁修制度确立以后，由围内各村、各堡落实堤围维护的分段负责制。道光十四年由广州知府核定的“章程”规定：“堤围巩固，全赖岁修，若非分段责成，必致岁修推诿。岁修废弛，则基患多而冲决易，分段经营，所以专责成而勤岁修”（15）。岁修制度的确立是桑园围安全的重要前提。如光绪十一年五月间，珠江水系汛期到，三江水齐涨，“沿江基围十决八、九”，独桑园围基段只是“间有颓塌”，当时人认为是“藉岁修之功”（16）。
第二，确立了堤围的官修与民修相结合的制度。清以前广东水利工程有民修，但民修使堤围维护无保证。乾隆元年鄂弥达建议改为官方出钱修围。乾隆七年中央政府认为官修负担过重，又要求广东政府仍改为民修。两广总督庆丰建议将“已建石工，与民修土工，一并交地方官，督率围民防护”，既不全为官修，也不完全为民修，地方官于“农隙时，督民培修”，如堤围冲决，小的缺口由围民“自行修补，永着为例”，若大的溃决，“民力不支”，由官方给予支持（17）。清代桑园围的民修得到地方政府的大力支持，使其民修也带有官修的色彩。如桑园围施工总局的管理人物由官府“发给首事戳记，以为凭信”。桑园围的管理制度由当地主持修围的士绅讨论拟订之后，报南海、顺德县署及广州、广东政府“核批施行”，由南海、顺德县令“出示晓谕”，刻文于碑石竖于围的东西两岸沿河基旁（18）。
第三，确立了修筑堤围的资金来源。虽在明代曾有民间“论粮助筑”的办法，但没有形成制度，资金来源不稳定，使堤围修筑无保障。乾隆元年鄂弥达改官修以后，“动支运库子盐羡余银两”，作为修筑费用。后来庆复建议改为：堤围小修时，民间自行出资，如堤围大决，“冲损过多，民力不支，即于生息项下，奏请拨用”(19)。从此官府出资成为桑园围大修时，或遇灾严重溃决时修围的重要资金渠道。嘉庆末年，由总督阮元奏准朝廷拨银八万两交给商人生息，每年有利息四千六百两作为修围费用。此外，大灾时修围，还由官员带头发动社会捐资，如乾隆五十九年桑园围决，广东布政司、广州知府、南海县令均捐俸资助，并协调动员南海、顺德两县围内、围外士绅、商人捐资修围。此外，庆复建议“民修需费，按田匀派”（20）的做法实行后，使民间出资修围成为固定的制度。桑园围在改为民修与官修相结合之后，“按田匀派”的规定或按工等筹资方法，保证了堤围维护的部分资金来源。
第四，倡导从土堤改为石堤，使用新的修围方法与材料。乾隆元年，鄂弥达上疏言，广东基围“俱系土筑，每年不过增高培厚，险要之地，水大常致冲坍，欲除大患，莫如建筑石堤”，建议将堤围“顶冲险要者，先筑石工，以资捍御。次冲者陆续兴建”。工部同意其所请，“将广州所属围基，责令广、南（雄）、韶、连道；肇庆所属围基，责令肇、高、廉、罗（定）道，督率水利各官，即行雇募工役，分别首险、次冲办理。”（21）但事实上，将土堤改为石堤的决定在推行中，各地情况不尽相同。以桑园围为例，至乾隆八年间，才始将土堤陆续改为石坝。顶冲险要段在嘉庆以后多改筑石堤、石护坡、石坝挑流。嘉庆二十四年进行了一次较大规模的石工工程，建石基九千余丈（22），使桑园围得到比较彻底的加固。从《桑园围志》的记载来看，土坝抵御洪水时常致冲坍的难题在修建石坝以后得到了解决。如石坝抵御激流，会造成水流折射产生冲力，淘空彼岸底基，“回旋之水暗蚀基身”，后来就将堤身落石处，“作坡陀形，不与水争地”（23），就是将堤坝修筑成回旋状，水流不会直接冲击堤身，减少了水流折射所产生的冲击力对堤坝的损害。
第五，禁止在内河道圈筑堤围建造影响水利全局的水利设施。虽然这一措施在实际执行中仍遇到阻力。但广东地方政府对在南海、顺德一带尤其是对影响桑园围的违法水利工程是采取严厉措施的。如康熙四十五年，九江人关龙私筑围基，闭塞水道；同治四年，顺德人马应楷私筑扬石坝，“将江面淹塞一半”，当地士绅民众劝阻无效，都是在政府干涉下其非法行为才得以遏止（24）。道光九年，十年间广东地方当局查处珠江口门的七十二处违法石坝建筑，其中与桑园围有关的就有十多处。
以桑园围为代表的清代堤围是珠江三角洲珍贵的水利遗产。当时确立的堤围管理制度与维护措施至今仍有借鉴作用，有相当部分仍为当地沿用。当时修筑堤围的技术代表了本地区技术的最高水平。而且有些技术措施在现代防洪、御洪斗争中仍被采用。明代起桑园围已从开口围向闭口围转变，到清代逐步从只具有单一防洪功能的水利设施向具有防洪、排灌的多功能水利系统转变，为连片基塘区的出现创造了条件。
四、基塘工程
基塘是珠江三角洲一种比较特殊的土地利用方式。粤语将有水的低洼地均称为塘，塘旁之地称为基。沙田开发的早期，地势较低，只能采用潮田方式耕作，潮水大进大出，只宜单季稻及挣蒿制。水利设施完善之后，堤围可控制潮水进出，单季稻的潮田或变为双季稻的围田，并由于渔业生产传统，在种植水稻之后还多养殖四大家鱼，形成稻鱼轮作的方式，还有的围田向基塘转变。南海、顺德的围田区成沙时间较早，用以保护民居田土的堤围兴建也较早，田土高程早已固定。而河床日渐淤高，形成水比田高的状况，堤围内土地越来越易受外浸内涝的威胁。经过历年的努力，堤围捍御洪水的能力不断加强的同时，人们也将围内低洼土地从围田向连片的基塘区演变，以减少内涝的威胁。随着蚕桑业的发展，本区腹部残存的稻鱼轮作方式逐步让位于桑基鱼塘。
基塘的作业方式从明代中期起就已相当普遍，分布地点遍及番禺、南海、顺德、东莞、新会等地，而以南海、顺德为最集中。随着清代珠江水利形势的日益恶化以及大型水利工程从单一防洪功能向防洪、排灌综合功能完善，连片基塘区逐渐成为珠江三角洲水利工程系统的子系统。连片基塘区非单家农户所能为，主要是合村、合乡的宗族力量配合村堡水利工程而建设起来的，所以连片基塘区具有“农业工程”的特征。尤其是清代乾隆至咸丰、同治年间，南海、顺德连片基塘区的出现，往往与乡围一村一堡的独立水利系统相联系。大堤的岁修、大修只能降低水灾的为害程度，还不能完全确保低洼地免受外浸内涝的威胁。于是围内村堡有自建水利系统——乡围的需求。珠江干流两旁沿山岗、丘陵、台地冲积地而建的村堡及围田可自筑基围，形成独立的水利系统。于是清后期，大围内自建小围，围内有围，或小围联成大围，土堤变成石堤，或加高培厚，纵横交错，堤田遍布南海、顺德境内，一个小小的九江乡内也是堤围重叠，“堤日多则潦日横，而无堤者尤被其害”（25）。修堤虽不能从根本上解决潦害，但有堤总比无堤为佳。但是乡围必须“多设窦闸，以时启闭”。光绪《重辑桑园围志》卷十三记载：乡围内有“窦、闸、渠、涌，所以通潮汐、防旱潦、便舟楫者也”。所以乡围实为具有防洪、排灌、航运功能的独立水利系统。纵横交错的大堤、小堤虽使“外潦久不为患，而稍洼之田（种植水稻）得应时播种者，犹十不二三”（26），于是清后期基塘区内残存的稻田，随着蚕桑业的兴起，就顺理成章地让位给基塘了。如民国《顺德县志》记载：“大墩围，仅障南便田亩，东北无围闸提束，每逢潦至，水从泾口逆入横流堡内，田禾尽没，基塘半空”。同治三年春，当地乡绅倡议在大墩围的东北口筑玉带围，修成之后，“洼田尽变沃壤，租息比旧倍增”（27）。很明显，大墩围，原也是开口围，玉带围与大墩围连接，成了闭口围，围内田地有了防御水患的独立水利系统，才有可能向连片基塘区转变。南海、顺德的淡水养殖业习惯要求池塘排灌便利。池塘价值高低也往往以此为标准。清末卢燮宸《粤中蚕桑刍言·养鱼事宜条例》记载：“鱼塘当涌近海，易于出水者，谓之头筒塘”，租价最高，如“先有塘阻其出水者，俟彼塘先行干底捉鱼上泥后，始可借其塘出水者，谓望天塘；有出水而未安窦塞者谓之野塘”，后二者租价最低。野塘还因其瘦，“只可种茨菇、菱藕之属”，而不能养鱼。受经济利益的驱动，早期南海、顺德的鱼塘在村堡水利系统未完善之前，多建于当涌近海之地的堤围附近，以抬高塘的租价。如桑园围的早期维护，多就近取土作堤围材料以降低修围费用，同时也有开挖鱼塘谋求出租，租金作日后维护堤围费用的意思（28）。堤围附近的桑园芋地也挖为鱼塘。还有业主竟在堤围外修子堤挖鱼塘。堤围附近池塘的过度发展，削弱了堤围防御洪水的能力。嘉庆年间这些做法都被严禁（29）。有人甚至认为要在堤围基脚附近填塘固基确保堤围安全，但因池塘过多难以实行，在嘉庆2年的《章程》就规定凡建于大堤旁边的鱼塘，在冬闲时节，必须“将基脚培筑高厚”，并将所有大堤旁的鱼塘造册登记存案，以便稽查，并不准在堤围旁建新鱼塘（30）；另一方面，村堡水利系统在清中叶以后逐步完善，鱼塘不一定当涌近海，只要有条件与村堡水利系统的排灌设施相连，就有可能建成租价较高的池塘。可见基塘工程与水利工程之间的关系是在形成过程中逐步协调的。
基塘工程除与水利工程有密切关系以外，基塘的工程技术还必须具有水利工程的功能，以适应基塘系统中所存在的水陆作用大循环的需要。据地理学家的研究，基塘特有的几项技术是影响基塘系统水陆作用大循环的主要因素（31）。清末《粤中蚕桑刍言》记载了以下几项基塘工程技术措施：1、基与塘保持适当比例。基塘比例不同，系统大循环的投入不同，产出就会产生差异。历史上年先后有八水二基，七水三基、四水六基、五水五基，甚至有水面宽、基面窄的瓦筒塘。到清代后期，经过南海农民的总结，普遍认为四水六基的比例最适度，《粤中桑刍言》记载：用池塘养鱼，“其法将四成为塘，六成为基”，这一比例保持池塘适当深度，基面适当高度，可免水浸作物；2、“培泥之法”。即将塘底泥戽上基面。于是每年有二、三次的“戽泥”作业，年末还排尽塘内之水捉尽杂鱼后，“即使挖泥上基面培桑也”，此时可以重新规划鱼塘深度与基面高度，使基塘保持合适比例；3、“鑲勘之法”，即用塘泥培护基脚，以防泥土倾卸入池塘，影响鱼塘的深度，这是保持基与塘之间比例的措施之一；4、“盘基之法”。将过高的基，“必须用锄盘低，可使之平挫如旧”。盘出之泥“就近倒于基内勘边”，以“镶阔基面”。上述的技术措施是基塘系统运行中重要环节，基与塘始终保持适当结构和比例，起到调节水、土、肥的作用，使基塘保持稳产高产，发挥水利功能。
珠江三角洲的基塘先后经历了果基鱼塘、桑基鱼塘、蔗基鱼塘等类型。清代中后期，由于桑丝业刺激蚕桑业的发展，以桑园围为中心的南海、顺德蚕桑区及毗邻的香山、高明、新会的部分地区先后变成桑基鱼塘占优势的基塘区。
桑塘鱼塘是清代基塘工程技术中最成熟的类型。基与塘是密切结合连成一体的农业生态系统。清末桑基鱼塘区还在种桑、养蚕、养鱼之外养猪，如清末的《岭南蚕桑要则》记载：顺德农家“皆仰给于人家之种桑、养蚕、养猪和养鱼…..鱼，猪、蚕、桑四者齐养。”养鱼、种桑、饲蚕、养猪的种群结构与食物链更趋合理，标志着清代基塘工程技术的进一步发展。还使桑基鱼塘成为最具经济效益的基塘类型。据记载，桑基鱼塘的收益“十倍禾稼”，在变田为塘之后，“租入自倍”。桑园围的维护与管理所需的巨额费用，除了部分来自官助、捐助以外，有相当一大部分来自对围内田地基塘的按粮、按税、按租摊派。从这一意义上说，基塘也是珠江三角洲水利工程不可缺少的一部分。
五、水患与珠江三角洲农业工程系统的关系
清代是珠江三角洲的水患最为严重的时期。以桑园围为例，明生水灾45次，决堤16次；清代也为45次，但决堤25次。民国时期水患频频发生，仅民国二年至七年，五年间年年决堤。清代的灾害程度也比明代严重。（31）珠江水系上游山区的滥行开垦以及河口地区的围垦工程的无规划发展，是珠江三角洲水灾逐步加剧的过程，也是本区的自然生态平衡不断遭到破坏的过程；而本区农业工程系统的三个子系统的完善过程，是本区人民不断修复与重建被破坏的生态系统的过程。这三类型的农业工程之间的关系，以及这三类型的农业工程与珠江患之间的关系，可以用以下的图表来表示：
上图说明，在控制被破坏的生态平衡与重建被破坏的生态系统的过程中，还存在各种发挥着不同作用的社会机制。这类社会机制的作用很值得研究。关于这一点需要专文论述，在此仅简述之。首先，最重要的是对农业工程系统进行宏观规划和宏观调控的机制。如缺乏这种宏观的规划与调控，势必加剧原有的自然生态环境内部平衡被破坏以后，新的农业生态系统内部平衡建立过程中的无序化倾向。清代对重要水利工程的管理力度最大，但由于缺乏对围垦工程的规模、数量、堤围布局缺乏宏观调控与整体布局，致使清代珠江口围垦工程的无序化与失控，加剧了珠江水系的水患。这就需要另一种社会机制对宏观规划与调控的机制进行督促或推动。这一社会机制，就是以士绅为代表的社会舆论，要求对珠江水系上游山区的滥行开垦以及河口地区的围垦工程的无规划发展进行约束。其中最有名的是咸丰同治年间著名学者陈澧的《大水叹》，简直就是一篇有关珠三角区域生态平衡的论文，他指出珠江水系的水患首先是由于“大庾岭上开山田，锄犁狼藉苍崖巅。剥削山皮剩山骨，草树铲尽胡能坚。山头大雨势如注,洗刷泥土填奔川.遂令江河日加浅，洲渚千百相钩连”，其次是由于“海门沙田日加广，家家筑垒洪波上，海潮怒挟泥沙来，入此长围千万丈，三年种得草青青，五年输租报官长。”造成的结果是出海水道加长，“海门日远路日纾，坐见沧溟成土壤”，“欲驱山海尽成田，反使田畴尽成海”（32）。类似的言论不可能不对清政府的决策行为产生影响；另一类社会机制，首先是以宗族为背景的农业社区对水利工程的管理、维护，以及社区水利工程管理和土地利用方式改变过程中士绅所发挥的作用。其次是本区社会下层群众对不合法的过度围垦的抗议活动。如在清后期顺德民众对豪绅私筑石坝的过激反应，几酿成变，引起清地方政府的重视。然后这几种社会机制在共同的社会利益的驱动下相互作用，形成一种合力，拆毁私筑堤坝与遏制过度围垦，以及通过修筑、维护水利工程，采用与低田农业相适应的基塘工程，逐步使被破坏的生态系统归于平衡。
上图还表明，在区域农业的可持续发展中，必须重视对农业工程的“价值评估”。当然，不可能苛求封建时代的政府做到这一点。但我们可以对此作一粗略的非量化的“价值评估”。围垦工程带来的是珠江三角洲最宝贵的土地资源；水利工程带来的是桑园围这一类具有显著防洪、灌溉综合功能的水利工程体系；基塘工程带来的是至今仍为生态学家津津乐道的生态农业模式。这三类农业工程的“当代收益”是巨大的。但其“当代成本”也是高昂的。如清代对广东山地植被地滥垦滥伐，落后条件下的过度垦荒，造成了山区严重的水土流失。泥沙堆积于河口地区，过度的围垦打乱了这个地区原有的生态平衡，从而引起水利、航运、渔业资源保护等一系列问题。如水患，此前已述，不赘；又如航运问题，淤沙石坝占据了深水航道，有碍船只通行与水流的宣泄，逐渐使航道淤浅船只改道，航运地理的改变使社会经济重新布局，清代道光以后，一些重要城镇如江门、佛山就是因为河道淤浅而使其贸易地位下降。又如渔业资源，珠江口的围垦，使咸淡水渔业资源受到损害，浮家泛宅以渔为生的蛋民顿失其业，被迫为沙田的业主承担筑坝围坦或从事耕作的艰苦劳动。当然，这三类型的农业工程的“代际受益”延续至今，但同时也付出了不菲的“代际成本”。
目前珠江口的生态平衡受到高度重视，并由于高科技手段的应用与大量的资金投入，珠江堤围的御灾能力远胜于以前任何时代。但我们也应看到，珠江口主航道近年采沙过度，对水利工程造成重大隐忧；珠江口抢滩围垦，一直没有停止过的土地扩张对航道造成严重影响。再其次基塘区由于非工业用地的扩张而日渐萎缩，残存的基塘区也由于淡水养殖业的比较利益高，基面被蚕食，使基与塘的比例又一次发生重大变化。不少池塘区甚至不见了“基”――只有窄窄的隔离池塘的土基，传统意义的基塘甚至消失了；今天农民多不采用传统的基塘技术措施，池塘日渐淤浅，其防内涝的功能大大减弱。这说明，现代珠江口的农业工程系统又经历着重大的变化。面对这一变化，如何在今后农业的可持续发展中，利用信息化的高科技手段，加强对农业工程的“价值评估”，将“当代受益”、与子孙后代享有的“代际受益”最大化，而将付出的“当代成本”与“代际成本”降至最低，是一个值得重视的大问题。
摘要:从多媒体教室管理与维护过程中遇到的问题出发,构建了基于多媒体网络中控系统的多媒体教室,充分应用多媒体网络中控系统的远程监控、智能化管理优势,并围绕这种技术手段建立相应的管理模式,通过技术手段结合管理手段提升多媒体教室管理与维护的水平与效率。
关键词:多媒体教室;网络中控;教育信息化
1 研究背景
我院多媒体教室从20世纪90年代的几间发展到现在的几十间,原先在同一幢教学楼的多媒体教室,现在已分布于整个校区的不同教学点,随着多媒体教室数量的不断增加,在多媒体教室设备的使用及管理上出现了一些问题,例如:因人手有限,无法同时为多个教室设备处置突发故障。个别使用人在使用结束后忘记关闭柜门、电脑、投影仪等,影响设备安全。在课外业余时间使用多媒体设备出现问题时无法及时响应处理,无法进行有效的监管等。此外,我校是农业院校,大部分教师均为非师范院校毕业,没有受过系统的教育技术理论与技能训练,多媒体设备使用技能还有待提高。
这些问题的存在,成为制约我们提高管理水平的瓶颈,根据这种情况,我们建成了一套便于远程监控和自动化管理的网络中控多媒体教室,现针对我院的实际情况,就通过网络集中控制的多媒体教室的建设与管理的问题,谈谈我们的体会。
2 基于多媒体网络中控系统的多媒体教室
2.1 系统技术原理
多媒体教室中控系统是对多媒体教室视音频设备、计算机、投影机、电动屏幕和教学环境进行管理与控制的系统,其控制原理及系统结构如图1所示。
总控制室的管理端电脑通过校园网将控制指令以TCP/IP协议包的方式传送到教室中控网络(接入)模块,再由教室中控的网络模块将收到的TCP/IP协议包转成中控主机能识别的RS232串口指令,最后由中控主机完成对教室多媒体设备的控制。另一方面,网络模块收集中控的一些重要状态的检测数据(如系统供电、投影开关、防盗状态等),当管理端电脑发出查询指令时,将状态数据转成IP包发给管理端电脑,实现在管理端电脑的管理软件按上显示这些状态数据,方便管理人员随时了解多媒体教室系统的使用状况。
多媒体教室集成了电脑网络及多种影音设备(音响、电脑、投影机等)。操作者需要对每个设备进行控制,并要完成信号在设备间切换;另外对于环境设备(灯光、电动屏幕、窗帘等),也需要操作者经常加以调整。针对以上控制分散的情况,多媒体电教室的中央控制系统提供了较佳的解决方案,它将多种设备的控制操作集中在一个控制面板上,可以方便地实现设备的控制及信号的切换,操作者通过直观的控制台操作,将复杂的电教设备及设备控制变得轻松自如。
教室多媒体中央控制系统把多媒体电脑、控制面板、中央控制主机、电源开关模块和影音设备等组合成有机的系统,各部分之间用通信电缆相连统。其中多媒体电脑、控制面板是指令发送中心,中央控制主机、电源开关模块则是指令接收和执行机构。系统组成结构如图2所示。
2.2 网络集中控制系统的应用
多媒体网络中控系统提供了强大的集中管理功能,不仅可实现上课教师对多媒体教室本地教学设备的控制,而且管理人员通过控制终端管理平台,可实现对分布在不同区域的每一间多媒体教室设备的远程控制和集中控制。
1) 利用中控终端管理平台,可远程对设备进行供电断电、开关投影仪、升降屏幕、开关电脑和监视屏幕等操作。远程切换投影仪、计算机、展台、音响设备等不同信号来源,有效调节音响设备音量。对个别使用人使用结束后忘关投影仪、电脑,未升起幕布等进行相应的安全保障处理。
2) 在中控终端管理平台上利用IP电话对讲系统远程指导教师操作使用,免除了一些联系沟通上的不便,对使用过程中产生的问题进行较好的交流。
3) 利用中控终端管理平台上多媒体教室电脑的远程协助和接管功能,由多媒体教室管理员远程接管教室内电脑主机,进行应用软件的安装和升级维护,省去现场等候和来回奔波受累的麻烦。接到教师的求助后,可在第一时间进行远程协助,及时解决常见的一般性故障问题,增加有效教学时间。
4) 按课表开启多媒体教室:可以根据课表对多媒体教室的相关设备进行定时开关,输入后的电子课表能与教务处提供的课表数据库动态同步更新。只有经过授权的上课教师才可在其授课时间内使用相应的多媒体教室设备进行教学,确保多媒体教学秩序的平稳,避免未经申请自行使用导致设备受损状况的出现。
5) 设备工作状态实时自动监测:联网可实时监测每个教室中控主机的供电、电脑的开关、投影机的开关、幕布的升降、投影灯泡使用时间的累计、音视频设备的工作状态,并通过网络实时反馈至中控终端管理平台,使每个教室的状态一清二楚。
3 多媒体教室管理模式的创新
虽然拥有这种技术上的先进性,然而技术是僵化的,而具有人性化的管理更是广大教师所热切期望的。我们在管理上主要做好三方面的工作:
3.1 创设优越的设备使用环境
随着多媒体教室的普及,教师应用教育技术水平的提高,特别是多媒体教学水平的提高,教师使用教室多媒体设备不应像以往那样需要申请、登记等手续,要给教师一个使用多媒体设备的宽松环境,只要教师想用就能用,而且好用。为了做到这一点,我们的做法是:
1) 提供给教师操作的中控面板的按键尽可能少,并且在控制台上贴一张简明扼要的使用说明,力求使用者只需花很少的时间,就能操作使用设备。
2) 教师想使用时只要用中控配来的IC卡在读卡器轻轻一刷,就能打开控制台面板以及计算机主机柜门的电子锁,教师就可以使用多媒体设备上课了。
3) 我们在每间教室的控制台上都装有一台IP电话,教师在使用时,若遇到使用上的问题,可以随时通过电话机与值班人员联系,及时解决教师在使用方面的后顾之忧。
4) 在每学期开学之初举办一期针对多媒体教室的多媒体设备使用方法的教育技术培训,使教师尽快熟悉设备的性能和正确使用方法,提高教师多媒体设备的应用能力,减少使用中的误操作。
3.2 建设高素质的管理队伍
在给教师们创造一个使用多媒体设备宽松环境的背后,必须有一支素质较高的管理队伍作为保证,也就是说,对教室多媒体设备的维护不能松懈,只有精心对多媒体设备进行维护,才能降低设备的故障率,才能提高教师使用多媒体设备的信心,才能保证多媒体教学的顺利进行,我们主要从以下几方面入手:
1) 网络中控多媒体教室由于技术含量较高,维护专业性强,管理人员应具备较强的专业能力。建立一支较高素质的管理队伍,以“服务教学”为宗旨,所招聘的管理人员要先进行业务培训,不但要求他们有精湛的技术,还要有乐于奉献的精神。
2) 建立健全规章制度,用岗位责任制去规范每个人的行为,比如,对值班人员的其中一个要求是,只要教学楼有一间教室在使用多媒体设备就不能擅离岗位,一定要等最后一间教室下课,关好所有教室的多媒体设备电源后,才能下班。
3.3 定期做好多媒体教室设备的维护、维修和保养
1) 由于教室多媒体设备的使用频率较高,所以设备出现这样或那样的故障是必然的,对故障设备的处理我们也有一定的处理原则:比如,对一些常见的一般性故障,好像设备按键接触不良等,能当场处理的就当场处理,不能马上处理好的,立即征求任课教师的意见,或马上调换教室,或改用其它授课方式,尽量减少由于设备故障而对教学造成的影响。
2) 为了提高多媒体设备的维修效率,对多媒体设备的软件与硬件的备份是必要的,实践证明,仅依靠厂家的售后服务,是不能保证故障设备的及时维修的。
3) 对教师和学生所反映的有关多媒体设备的问题,要求管理人员要做详细的记录,并根据所反映的情况,要迅速作出反应并及时进行处理,若处理不了则要及时向上级领导汇报。
4) 日常要对设备进行定期的检查和保养,通过检查可发现设备的一些潜在毛病,把设备的故障消灭在萌芽状态中,同时,对设备的使用与维修要建立档案,以便给日后设备的更新与维修提供依据。
4 结束语
基于网络中控的多媒体教室使管理人员可以通过远程控制的技术,及时维护和管理设备,保证设备尽可能地处于良好的工作状态,这不仅提高了管理人员的工作效率,减轻了工作强度。根据这种技术环境,我们建立起相应的管理机制,采取“三分技术,七分管理”的工作模式,有效地保证了多媒体教室正常运行,为学校的教学顺利开展提供了保障,使多媒体教室能更好的为教师和学生服务,促使教学质量更上一个新的台阶。
摘 要：我们要清醒地看到，我国农业科技虽然取得了显著的进展，农业科技体系改革创新建设也取得了新的成绩，但是与世界农业强国相比，与我国的建设现代农业的需要相比，农业科技发展水平相对落后，原始创新和系统集成创新能力明显不足，现代农业工程技术的创新与应用差距更大。本文主要就农业工程技术创新与可持续农业发展进行具体的论述，以供参考。
关键词：农业工程；技术创新；可持续发展
引 言：农业的发展是国民经济增长的基础，是安天下、稳民心的战略产业。没有农业的现代化就没有国家的现代化，没有农村的繁荣稳定就没有全国的繁荣稳定，没有农民的全面小康也就没有全国人民的全面小康。而如果没有科技创新和科技支持，农业现代化不可能实现。因此，农业科技创新是实现我国农业现代化的关键，是农业发展的不竭源泉和持续动力。
1 农业工程技术创新与推广的必要性
1.1 实现农民持续增收和农业持续稳定增长，必须加快农业科技创新与推广
当前，我国农业发展的各种制约因素日益凸显，继续靠增加自然资源投入来增加农产品产出的余地已越来越小。正如党的十七大报告指出的那样，"农业稳定发展和农民持续增收难度加大"。要打破日益严峻的资源约束，实现农民持续增收和农业持续稳定增长，根本出路在于加快农业科技创新和推广，加大科技成果的转化和推广力度，提高资源和投入品的利用率。
1.2 发展现代农业必须加快农业科技创新与推广
十七届三中全会通过的《中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定》中明确提出，"着眼于建设现代农业，大力推进农业科技自主创新，加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，不断促进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化"。因此，加快推进现代农业发展的进程，必须通过农业科技创新和推广，才能在农业生产经营中采用先进的科技知识和生产手段，突破传统的农业经营方式，增加对农业科学技术、资本等生产要素投入，提高农业集约化水平，提高耕地产出率、资源利用率和劳动生产率。
2 农业工程技术创新的重点领域
2.1 粮食作物超高产、高品质育种
保障粮食安全不仅关系到当前经济社会发展，而且关系到国家长远利益和民族生存根基。我国粮食总产量连续三年增加，但增幅并不大。畜牧业、加工业及新兴的生物能源产业对粮食的需求却逐年增加，国际粮食价格有可能因为能源农业的需求而提高，粮食的供求关系正在发生重大变化。
2.2 农产品优质高效安全生产技术
目前，食品安全已成为人们最关心的问题。为此，农业科技创新必须增强责任意识，加快研究生物疫苗、生物农药、生物肥料、饲料添加剂等高效安全农业生物制剂和高效健康种养模式，建立从"农田到餐桌"的农产品全程质量控制技术体系，提高食品的质量安全水平。
2.3 农产品精深加工技术
农产品精深加工是传统农业分化和演变的关键点。一是农业产业的分化，由传统的种养业向产前、产中和产后三大部门演变；二是农业劳动力就业的分化，由原来主要集中在农业产中就业向产前和产后演变，并逐步向现代工业化扩散；三是农业经营方式的分化，由传统的以生产初级产品为主向产加销、贸工农一体化经营演变；四是农民收入来源的分化，由原来单纯依靠种养业收入向依靠延伸农业产业链增加收入演变，美国等发达国家农产品加工业产值已达到农业增加值的3-5倍。
2.4 设施农业工程技术
设施农业包括设施栽培和设施养殖，如各类塑料大棚、各类温室和人工气候室，畜禽、水产和特种动物的设施养殖和现代化集约养殖小区等。发展设施农业在某种意义上就是增加耕地面积，增加农业生产时间和空间，增强生产的可控性。科技创新应在进一步节约成本，减小劳动强度，提高光能、热能利用率，改善农产品品质，增加生产效益上下工夫。
2.5 节水农业技术
随着我国工业化、城镇化的快速发展和我国水资源的状况变化，水资源缺乏将是我国现代农业发展最重要的制约因素。当前，我国农业灌溉总用水量4000亿立方左右，占总用水量的67%，加上其他农业用水，占到总用水量的80%，是全国水资源最大可能利用量的35%-40%。由于缺水，农业受旱面积越来越大，常年在3亿亩以上。同时农业用水浪费又是非常巨大的，全国农业用水利用率平均不足50%，年损失约2000亿立方，相当于全国工业和城市用水总和的2倍。因此，如何保障现代农业发展，特别是粮食安全，加强节水农业技术研究创新既是紧迫的要求，又是重大的长远的战略任务。
2.6 农业生态环境保护和资源综合利用技术
建设节约型社会对加强农业资源综合利用的要求越来越高。农业科技创新要更多地负起责任，加快发展生态农业技术、农业面源污染检测与防治技术和农村废弃物循环利用技术研究，特别是以污染治理和秸秆、肥料利用为重点，推进有机农业、生物质能源和食用菌等产业的发展，推进环境友好型和资源节约型农业的发展。
3 加快农业工程技术创新与可持续发展的举措
3.1 深化科技体制改革，构建国家农业科技创新体系
加快推进农业现代化，农业科技创新的历史任务艰巨。进一步深化科技体制改革，改进我国科技管理制度，完善项目申报、经费分配和过程管理办法，突出农业科研的公益性特征，探索新的科研组织模式和有效资助方式，形成有利于农业科研基础研究和公益研究健康快速发展的体制机制。同时必须建立适合国情的农业科技创新体系，做到有破有立，改革是手段，建立是根本，为构建国家创新体系奠定坚实的基础。
3.2 强化公益性农技机构改革，创新农技推广机制
强化农技推广机构公益性职能定位，积极推行"三权归县"，明确职能任务，合理设置机构，科学核定编制，理顺管理体制，完善改革配套措施，提高工资待遇，全面建立岗位责任制度。加强水利、林业、气象等技术推广服务体系建设。鼓励创办、领办科技型企业以及技术合作组织等，积极发展校市联建、院县共建等多元推广模式，并给予公益性农技推广体系同等的政策支持。
3.3 着力提高农业科技自主创新能力
针对农业可持续发展的技术需求，以夺取农业科技制高点、增强科技发展后劲，提高农业竞争力为目标，全面提升科技自主创新能力。进一步加强动植物种质资源的收集、保存等基础性工作。着力提高农业知识创新、生物技术领域、机械化技术领域和信息技术领域的科技自主创新能力。
3.4 加强农业科技人才队伍建设，大力培训农村实用人才
按照农业科技用人规律和基本需求，分别构建国家高层次农业科研人才培养基地、高水平科研骨干培养基地、高水平科研辅助人员培养基地和高水平科研管理人才培养基地，加快构建、科学培养科技创新人才和团队。建立一套适应农业科技创新要求的人才培养、使用、评价和激励的机制和制度。加大新型农民和农村实用人才培训力度，扩大培训规模，提高补助标准，增强培训的针对性和实效性。充分发挥大专院校、农广校和科研推广单位的科技教育和人才资源优势，多层次、多渠道、多形式地开展农业科技大培训。
4 结语
总之，我国农业发展的现状已经不能够满足于我国人口的需求，因此要想获得较大的突破，就需要在农业工程中进行技术的创新。因此，就需要我国农业的发展具备有充足的前提准备，进一步确保我国农业不断进步和发展。
摘 要：为更好地开展《农业工程与可持续发展》绪论课的讲授，笔者在教学中对该课程绪论部分的内容和教学方法进行了探索。首先引入农业概念及其发展历程，接着引出农业工程概念内涵。与此同时，指出当前我国农业存在的问题，为农业可持续发展主题的引入做出铺垫，并借助熵的概念进行农业可持续问题的讲解。最后引导学生正确认识农业发展，重视农业的可持续发展。
关键词：农业工程 可持续发展 教学方法
S着社会经济的发展，可持续发展的重要性正在逐步提升。《农业工程与可持续发展》作为农业机械化及其自动化专业的一门重要课程。通过本课程的学习，使农业工程相关专业学生从宏观角度理解工业工程专业与可持续发展之间的辩证关系。熟悉了解农业工程生产中的农业机械化、农产品加工和农业环境等方面与农业可持续发展之间的关系，培养学生可持续发展的理念。但是《农业工程与可持续发展》至今尚无直接的教材，为此，笔者在教学中，对该课程内容设置和教学方法进行了探索。
该文从我国基本国情出发，探讨《农业工程与可持续发展》课程绪论的教学内容和教学方法，引导学生更好地理解可持续发展的意义，以及农业工程与可持续发展的关系。
1 以“农业及其发展历程”引入课程内容
在教学中，为使课程更好地展开，首先将“农业及其发展历程”内容引入绪论课，以便使学生更清晰的了解农业的发展及其意义，更容易理解《农业工程与可持续发展》课程后续的主题内容。
“什么是农业？农业是怎么来的？”笔者从狭义和广义两个角度，对农业的定义进行了解释。在我国，农业是国民经济的基础[1]，它是指人们利用生物的生长机理，采取人工培养和养殖的办法，以取得产品的物质生产活动。从狭义上讲，农业泛指种植业[2]，它包括粮食作物、经济作物、饲料作物和绿肥等农作物的生产活动；从广义上讲，除种植业外，还包括林业、畜牧业、副业和渔业。这五业合在一起通常称为“大农业”。目前农业早已是国民经济中一个重要产业部门，是以土地资源为生产对象的部门，利用动物植物等生物的生长发育规律，通过人工培育来获得生产食品及工业原料的产业，属于第一产业[3]。
关于中国农业起源，可以借助古籍中许多美丽动听的传说故事进行讲解，这可以大大提高学生的学习兴趣和积极性。众所周知，我们经常把农业的起源归功于伟大的神农、后稷和黄帝或其他帝王、名臣等等[4]。在农业漫长的发展过程中，人们把农业生产划分为三个大的阶段：原始农业、传统农业和现代农业。
（1）原始农业――基本特征是完全依靠人力和简陋的木、石工具，模仿动植物自然生产过程进行自给自足的生产。
（2）传统农业――当人类进入封建社会后，开始学会制造铁犁和使用耕畜，生产力有了很大发展，开始打破原始社会那种封闭式的生产方式，逐渐进入较为开放的传统农业的发展模式。
（3）现代农业――是以生物技术和信息技术为先导的技术高度密集的产业，不仅提高土地生产率，并打破了农业生产季节性和地域性的限制，同时现代农业资源节约和可持续发展的绿色产业。
2 介绍农业工程的内涵
通过“农业及其发展历程”的教学，对“农业”进一步延伸，向学生讲解农业工程的内涵。农业工程是改善农业生产手段、生态环境和农村生活设施的各种工程技术、工程管理、工程理论的总称[5]，是为农业生产和农村生活服务的综合性工程技术及其原理。自1910年内燃拖拉机问世，标志了现代农业工程的开始。
另外从当前农业工程学科构成角度给学生一个全面的介绍。目前农业工程已经发展成为多学科综合性的边缘学科，其科学技术研究的范围很广，总体归结为以下7个方面：农业机械化、农田水利和水土保持、土地利用工程、农村建筑和农业生物环境工程、农副产品加工工程、农村能源工程、农业电气化工程。农业工程在合理利用农业资源、保护生态环境、提高农业产出率等方面都有重大作用。
3 引入“农业可持续发展”
该课程教学的优秀内容就是“农业可持续发展”，而“农业可持续发展”又是从何时成为大众关注的热点呢？笔者从以下几个方面分析了“农业可持续发展”提出的背景。
自工业革命以来，许多国家相继走上了以工业化为主的发展道路。随着社会生产力的迅速提高和经济规模的不断扩大，人类创造了前所未有的物质财富。但是，却出现了全球范围内的环境破环、资源过度消耗和贫富差距加大等问题，乐赝胁和阻碍着人类社会的生存和发展。于是，人类不得不深刻反思沿袭已久的生存方式和思想观念，进而试图去寻找一条既能保证经济增长和社会发展，又能维护生态良性循环的全新的发展道路。
在农业方面，以美国为代表的工业化农业的发展模式在世界各地得到推广。自20世纪70年代末以来，我国开始大力发展机械化生产方式，利用化肥、农业提高作物产量，工业化模式的农业带来了严重的问题。以大化肥、大农药、大量消耗地下水为代价的，农业环境污染严重，长期下去存在严重的隐患[6]。“农业可持续发展”在这样的背景下被提出。我们要发展既能满足当代人对农副产品的需求，又不对后代人农副产品的需求构成威胁的农业发展模式，即可持续发展的农业模式。要解决未来可能将要面临的粮食安全问题，必须要回到循环性生态农业上来。从可持续发展的角度看，中国未来农业只能走“用地养地”、“精耕细作”配合一定现代化设备和生态技术的生态农业。
4 从熵的角度分析“农业可持续发展”
在教学过程中，笔者从熵的角度对农业工程的发展进行了剖析，以便使学生更加清晰理解农业可持续发展。1868年德国物理学家克劳修斯在物理学中发现和揭示了熵世界观的概念[7-8]。它告诉人们，物质和能量虽然是守恒的，但在表现形态上只能“沿着一个方向转换，即从可利用到不可利用，从有效到无效，从有序到无序”。为了创造工业文明，人类无节制的开采和消耗各类自然资源，这带来了严重的环境问题，影响人类的生存和发展[9]。
笔者探讨分析后得出结论，农业的实质就是通过绿色植物吸收与转化太阳能形成负熵。生物体的负熵机制如图1所示，以负熵为起点，并以这种负熵在流动过程中不断耗散的方式展开农业生产过程。
在教学中，笔者又尝试按照数学极限的思想，并提出一个极限公式（公式1），对农业可持续发展进行讲解。该极限公式可将其表示为如下的形式：以时间t为自变量，自然界的熵表示为时间t的函数，则
（1）
式中，C为相对常数，即人类生存的星球在某一时期能够忍受的熵。熵是最后不能再被转化做功的无效能量的总和。这种情况在封闭系统中表现明显，当熵达到最大值时，则表示一切有效能量均消耗殆尽。当有效能量和无效能量相等时（热力学第一定律的规定），则意味着系统进入了全面崩溃，或称“热寂”阶段[10]。只有当我们承认自己世界的有限性，有意识地尊重地球资源的极限，我们才能真正领会到地球的宝贵，从而做出对人类继续生存有重大意义的调整。
通过此部分内容的讲解可以有力的告诉学生，我们必须把熵定律作为价值判断的基础，只有发展低耗、节约，与自然和谐共存的、符合减熵原理和生态规律的农业，才能保持农业发展的可持续性。
5 探讨可持续发展的途径
该课程的最终目的就是正确引导学生理解和重视农业的可持续发展。虽然农业的快速发展带来了一系列的负面环境问题，尤其是工业化的农业，在带来农业快速发展的同时破坏了生态的可持续性。但是，我们必须正确认识农业发展，探讨农业可持续发展。在基于资源环境约束下，寻求一条节约能源、保护环境的可持续发展之路[11]。
在教学过程中，笔者启发学生积极主动思考农业工程可持续发展的新方法，总结出农业可持续发展必须具备以下要素。
正确认识学习可持续发展农业的优秀内容。以牺牲环境换取的经济效益的农业生产，只会让环境背上沉重的包袱的问题，而不会带来长久的效益，因此发展可持续农业已成为必然趋势。
利用系统思维和系统的科学体系去解决问题。我们面临的任何一个要解决的问题或要完成的任务其实都是系统。将农业工程看成大的系统，运用系统工程的理论和方法，结合农业科学技术研究农业系统的合理组建和最佳运行的过程技术。
学习以“绿色技术”为主题的农业工程技术。对农业机械及其自动化专业学生注入农业机械“绿色设计，绿色制造，绿色管理”的理念。
学会利用科学的思维方法寻找最优方案。根据可持续发展农业的性质和总目标，将问题分解为不同的组成因素，并按其相互影响及隶属关系按不同层次聚集组合，形成多层次的分析结构模型，使问题归结为最低层相对于最高层的相对重要权值的确定，进而寻找可持续发展的最优方案。
摘 要：在高校农业工程本科教学中推行研究性教学是高校课程改革，培养创新型和应用型农业工程人才的重要内容。在课程教学过程中颠覆传统教学理念，注重对教学过程的评价，构建一套科学合理的课程质量评价指标体系是研究性教学的重要组成部分。农业工程研究性教学课程评价指标体系的构建对于创新农业工程人才培养模式，提升学生的实践能力和自主学习能力具有重要的现实意义。
关键词：农业工程 研究性教学 评价体系 能力培养
近年恚研究性教学作为一种全新的教学方法和教学理念，已经为国内外众多高校所实践。研究性教学完全不同于传统的教学方式，它是将研究性、自主性的学习方式贯穿于学生的课程学习之中，学生的课程最终成绩将不再作为学习效果的唯一考核目标。以往的教学方式主要是以教师的讲授为主，学生被动的学习和接受，在这一教与学的过程中，教师是主体，学生是客体，有些学者习惯性地称这种教学模式为“填鸭式”。而研究性教学一改这一传统做法，创造性地将研究性教学方法、研究性学习模式引入课堂教学，教师不再是课程学习的主导，而是学生学习的引导者和组织者，学生则根据课程设置的一些环节和情境进行自主学习，同时参加一些科研活动，在科研性学习中掌握教学大纲中要求的知识点。这种先进的教学方法将教师和学生从枯燥的课堂讲授和学习中解放出来，增加了课堂互动，活跃了教与学的氛围，显著提高了学生的学习质量。这种教学方法注重对教学过程的考核，并实时监控这一过程中的每一个环节指标的完成情况，考核评价方式具有多元化、动态化的特征。而这种教学方法需要与一套科学、合理、可行的质量评价指标体系相配合才能显示出优越性。
本文是在原有研究成果的基础之上，以提高农业工程人才培养质量，改革高校农业工程人才培养模式为原则，结合农业工程研究性教学实践，探讨农业工程研究性教学课程评价指标体系的构建方法。
一、农业工程研究性教学课程评价指标体系构建意义
教学评价指标体系是研究性教学的重要内容，是考核评价研究性教学成效的标准。农业工程研究性教学就是在农业工程理论课程教学过程中，不但有教师课堂知识的讲授，同时配以针对专业的课题或实践环节，教师引导学生进行有针对性的科学研究工作，在实际工作中运用理论知识，并与实践相结合产生一些物化成果，如研究论文、研究报告等。同时，为了检验和评判教学效果，要制定一套合适的检验标准，即课程质量评价指标体系，对教学过程和结果进行有效评价，并采取实时动态的信息反馈机制，及时纠正和调整教学过程中存在的缺点和不足，使整个教学活动更趋合理和优质。教学质量评价是整个研究性教学的最后一个环节，也是决定教学活动能否成功的关键所在，对研究性教学活动起着引导和评判的作用，因此能否构建一套完整、科学、合理的评价指标体系将直接关系到教学目标能否实现，教学效果能够达成，研究性教学方向是否正确并继续开展下去。因此，开展农业工程研究性教学课程评价指标体系的构建对于有效开展研究性教学具有十分重要的意义。
二、农业工程研究性教学评价指标体系构建的基本原则
农业工程研究性教学具有区别于其它学科的自身优势及特征，因此在制定和构建课程质量评价指标体系时也应体现出课程与专业特色，要依据一定的原则。
（一）多元化原则
研究性教学本身就是一个既注重结果评价又兼顾过程评价，既有一般性考核，又有综合评判的一种新型教学模式。农业工程研究性教学具有自身特点，这就决定了课程质量评价指标体系必须是一个多元化、全方位的评价指标体系。这种多元化的特征不仅要体现在评价指标本身，同时还包括评价主体，除了教师和学生之外，评价主体还应有教学管理部门、教育行政部门，有同行专家的评价，也有校外、社会和家长的评价。只有这样，农业工程研究性教学的评价指标体系才是完整而科学的。
（二）系统性和科学性原则
一个评价指标体系只有具备系统、科学性的特征才能够进行有效而可信的评价。而农业工程的研究性教学是为了提升农业工程类学生的实践能力和自主创新能力，适应新世纪农业工程类人才发展需要而推行的一种全新教学方法，教学效果将决定今后农业工程领域人才的专业化水平和工作能力，因此，评价指标体系应更加系统和详尽，只有这样才能够有效提高课程教学质量，达到人才培养目标。
（三）动态化和过程性原则
农业工程研究性教学课程质量评价指标体系既有阶段性评价，也有综合性评价，在教学过程中信息的反馈是实时的、动态的，是教学组织者、引导者与教学活动的实时互动并对教学过程中出现的问题进行及时纠正与调整。相对于传统的结果性评价，农业工程研究性教学课程评价更注重过程性。而这种过程性始终贯穿于研究性教学活动的全过程，也是教学活动的主客体之间进行实时和动态信息传递和互动的全过程。
（四）客观性、科学性和公正性原则
农业工程研究性教学课程评价指标体系的构建基础是科学性，而评价过程中又要体现客观性和公正性。评价指标体系的科学性是评价环节的客观性、公正性的有力保障。评价指标体系没有客观性，则对课程教学效果和质量的评价就不具有可信度，不能真实反映教学实际。对研究性教学活动客观公正的评价是一种不受主管因素影响，不受外界其它不利因素干扰的真实客观评价。只有构建客观公正的评价指标体系，才能对研究性教学效果和质量做出真实有效的评价，才能发现并及时纠正教学方法自身的缺陷，有利于研究性教学活动继续开展下去。
三、构建农业工程研究性教学评价指标体系需解决的几个问题
（一）根据课程性质合理制定评价指标体系
课程性质不同，实施研究性教学过程中的评价方式和采用的评价指标也有较大差异。因此，不能机械地照搬套用已有的评价指标体系，要根据农业工程研究性教学的课程性质，科学合理地制定评价指标，这样才能够对教学活动进行有效评价。有些一级指标下可设置若干个二级指标、三级指标，保证指标的科学性、系统性和客观性，但过于详细和繁杂的考核指标必然会造成评价工作量的增加，降低了评价工作效率，因此指标数和侧重点要合适。
（二）评价指标体系要有助于教师教学水平学生能力的提升
农业工程实施研究性教学的目的是为了有效提升学生的实践能力、创新能力和自我学习能力。是要脱离传统的教学模式的束缚，使学生在教学过程中思维更加发散、视野更加开阔，更能激发学生的内动力，使其从被动地、机械地获取知识的方式变得更加积极主动。因此，这种模式下的课程评价指颂逑涤Ω能体现对学生能力提升方面的考核和教学实施评价。同时，教师在实施研究性教学过程中其实也是对自身教学水平和专业素质的提升，因此，评价指标体系也应注重对教师组织和引导学生进行研究性、自主性学习过程的考核与评价。
（三）科学合理地分配评价指标的分值和权重
针对农业工程不同的课程实施研究性教学，考核和评价的侧重点有所不同。课程评价指标的权重和分值要分配科学合理，需要详细和重点评价的环节，要尽量多设置下一级指标并分配相应考核分值。同时，对重点考核评价的方面，其考核评价指标要求应更高。这样才能对具体课程教学效果和教学过程做出科学、合理、可信的评价。
四、农业工程研究性课程教学评价指标体系构建
农业工程研究性教学课程教学评价内容主要包括：教学队伍、教学内容、教学方法、教学条件和教学效果。并可依据上述内容适当确定评价指标体系中的各级指标及其量化分数和权重。农业工程研究性课程教学评价指标体系应采取定性评价和定量评价相结合的方式，以提高评价结果的可靠性和可比性。具体评价指标及量化标准如表1所示。
本表说明：
一是本评价方案采用百分制记分，设置4个一级指标：教学队伍、教学内容、教学方法及教学手段以及教学效果，每一一级指标下设若干个二级指标、主要观测点及评价标准。对每一个单项一级指标和二级指标按照评分结果分为：优秀、良好、合格、基本合格和不合格。总体评价则根据总评价分数分为五个等级：优秀（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）。
二是同行评价及学生评价得分以各自的评价平均分计算。
三是学生学习中的物化成果包括：论文、研究报告、调研报告、项目申请、获得专利、参赛获奖等。每一项根据级别、等级和相关性给出具体分值。
五、结束语
教学质量评价本身不是目的，而是一种手段，不是为了证明什么，而是为了诊断和引导。因此，在农业工程研究性教学评价指标体系构建过程中需要引入激励机制，使教学过程更加开放、灵活。引导学生在研究工作中发展创造性思维方式，转变学习观念，注重理论联系实际，使自身的实践能力、创新能力得到有效提升，促进农业工程研究性教学的持续发展。
（作者单位：佳木斯大学机械工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
（河南农业大学机电工程学院，河南 郑州 450002）
摘要：为了促进校企协同，加强校企协同培养农业工程专业学位研究生实践创新能力培养。论述了农业工程专业学位研究生培养的特点和出现的问题，校企协同的重要性及相关研究的基本情况。针对农业工程专业硕士研究生培养的特点，在培养目标与体系、课程体系与教学资源建设、教学内容等方面的改革内容进行详细探讨。指出构建校企协同培养的模式对于提高研究生创新能力具有重要的现实意义。
关键词：校企协同；实践创新；农业工程
一、引言
随着高等教育的普及和社会对人才需求层次的提高，单一学术型硕士研究生已经无法满足社会对高层次创新创业型人才的需求，社会对人才需求的变化促使农业工程领域工程专业硕士学位的发展[1]。
目前专业学位研究生培养模式仍沿袭学术研究生，课程设置存在着教学与科研实践脱节等问题。课程教学安排上，授课时间过长，偏重理论知识的传授，实践锻炼少，忽视了对学生创新能力与综合素质的培养，对科研实践性环节、产学研相结合等不够重视[2]。由于专业限制等问题，农业工程学科的研究生课题与其他工科研究生相比，科研经费资助少，大多是自选课题，缺乏锻炼实践能力的环境，参加学术交流活动受限，从而不能及时了解到本领域的前沿成果和发展趋势，这些都限制了对专业学位研究生创新能力和实践能力的培养。专业学位研究生教学实践环节的企业定岗实习培养，是区别于学术研究生培养的重要环节，也是专业学位研究生接触社会、熟悉企业需求的重要环节。
二、改革内容
（一）培养目标与体系进一步深化改革
1.充分利用专业优势，培养目标体现专业特色。农业工程专业历史悠久，发展迅速，特色明@。培养目标的制定要体现专业特色，还应充分考虑合作企业对专业硕士培养的要求。培养农业工程领域创新与技术开发、工程设计与实施、技术攻关与技术改造、工程规划与管理、新技术推广与应用等方面的高层次复合型、应用型、工程技术及管理人才。涉及到现代制造技术中的机、光、电、液及微机软硬件应用技术等多个方面，具有专业面宽、适应性强的特点，能适应社会发展的需要。确实强调“创新性、应用性、特色性”，突出形成自己的人才培养特色。
2.培养规格要求充分适应社会需求。除要求学生能较好地掌握本专业的基础理论知识和基本技能外，还要具有一定的人文、社会科学、经营、法律、法规的基本知识；具有独立获得知识和分析、解决问题的能力；具有创新意识和创新能力等。
3.人才培养体系体现创新创业性。针对专业硕士学位研究生培养的特点和企业需求，教学内容强调理论性与应用性课程的有机结合，突出案例分析和实践研究；导师选择实行校企双导师制，以校内导师指导为主，企业导师参与各培养环节的指导工作。严格中期考核淘汰机制，论文研究应与企业生产实际相结合，具有明确的工程背景和应用价值，能为企业解决工程技术问题。
（二）课程体系与教学资源建设
1.合理构建课程体系。根据人才培养目标要求，学校在制定农业工程专业硕士课程教学计划时除按既定的领域培养方案进行课程选择外，还应充分考虑合作企业对专业硕士的培养的要求。在校企协同培养专业硕士的实践中，企业往往希望高校较有针对性地为其培养实用性的高层次技术人才，并且借助这一合作平台对企业的生产实际发挥技术支持、改造及创新作用。
2.借鉴国内外课程改革的成功经验。结合本专业发展前沿，面向经济社会发展需求，借鉴国内外课程改革的成功经验和成果，充分利用现代信息技术，优化课程设置，形成具有鲜明特色的专业课程。把专业课设置优质精炼，增加实践环节，设置创业教育类、专业拓展教育类、综合素质教育类三大模块。
3.加强教学资源建设。加强对各类教学资源的整合利用，通过协同开发和开放共享，形成与人才培养目标、人才培养方案和创新人才培养模式相适应的优质教学资源。开展多层面的、立体化的教学改革与研究，具体包括实施教育教学改革研究、科研教学团队建设、企业实践教育基地建设等项目。
（三）教学内容的改革
1.理论教学内容的改革。专业学位的课程设置以实际应用为导向，以职业需求为目标，以综合素养和应用知识与能力的提高为优秀。根据课程的特点，合理地精选教学内容，是课程内容改革成功的关键因素。使学生既能掌握课程的基本理论内容，又能了解到本学科的研究发展动态。
2.实践教学内容的改革。本专业的课程应用性和实践性都很强，没有大量的实践教学活动，不可能培养出综合能力强的学生。因此本专业在实践教学方面做了探索：①企业实践教育基地实际训练，重在培养学生的科研创新意识和创新能力；通过校企协同，实施“先顶岗实习、然后再回校学习”的教学方式，增强教育的时效性和针对性，提高学生的技术开发能力和技术服务能力。学生在基地专业实践期间由校内和基地两个指导教师共同制定专业实践计划，全程指导学生实践过程。②研究生带本科生从事独立科研活动，重在强化学生综合知识运用能力。
（四）实践教学体系的改革
1.利用多渠道实践创新活动，注重培养创新能力。充分利用学校和企业的各种学术交流与实践创新大赛环节，通过听本学科著名专家所作的报告，给学生一些启发。进行科学研究必须重视学术交流，可组织学生多参加一些交叉学科学术交流研讨会，多与相关或其他领域的研究人员进行交流，扩展自己的思路。培养学生的自主创新意识，着力提升学生的实践动手能力。
2.强化实践教学环节，注重实际工作技能的培养。针对本专业建立农业生产机械化研究生校企联合培养基地，将研究生引入科研训练和生产实践，在大胆的探索中培养和形成创新能力，在生产实习中聘请校外企业及农场中有实践经验的专家担任兼职教授，理论和实际相结合，来激发学生潜在的创造灵感。
3.加强基础条件建设，注重提高实践教学效果。随着创新型研究生培养计划的实施，基础条件建设仍需加强，增加经费添置创新性、设计性实验仪器设备；加强实习基地建设，探索基地建设、运行模式与人才培养的最优组合；增加2―3个科研教学校外培养基地，整体提高研究生实践创新的培养效果。
三、结论
农业工程专业学位研究生是为企业培养高层次的工程技术及管理人才而设立的。企业比高校更加清楚需要的是哪种人才，因此，校企协同培养的模式是培养具有应用能力和实践能力的人才的必由之路。校企协同，其实质是使高等教育与社会、生产融为一体，形成相互依存、相互促进、优势互补、密不可分的有机整体。研究生的创新实践能力需要在参与企业的实际生产、产品开发、解决实际问题的过程中，在真实感知的过程中培养的。校企协同推动研究生实践创新能力的培养，校企协同应向深层次、多领域拓展，进一步深化人才培养模式改革方案，实现校企协同共同创新、共同发展。
摘要：本文分析了现代农业工程人才的社会需求，根据我国目前农业发展需求，对创新型人才培养的形式进行深入探讨，为目前传统农业向现代农业的成功转型建设专业化人才队伍。
关键词：农业工程；培养模式；人才需求；教学改革
一、引言
从目前的发展程度看，国内农业工程与西方发达国家之间的距离还很大，而导致国内农业工程技术落后的一个重要原因是人才匮乏。2011年，在全国高校农业工程学术交流会上，专业人士就当前我国现代农业化人才结构模式存在的缺陷提出：必须及时改进农业工程人才培养模式，完善农业工程学科体系，以促进我国农业现代化的进一步发展。因此，结合我国由传统农业向现代农业转变的基本国情，调查农业工程人才的市场需求与发展模式，为具备创新精神与能力的高素质农业工程人才提供重要依据。
二、现代农业对农业工程人才的要求
根据当前各用人单位的发展需求，农业工程专业人才结构必须具备以下特点：（1）良好的人文素养。作为一个人的内在素质，人文素养在影响人的思维意识的同时，指导人的行为举动。（2）创新精神与能力。创新是一切生产活动的源头，正是在创新的推动下才有了科学技术水平的提高，进而有了生产活动的可持续发展。（3）专业视野广阔。拥有广阔的专业视野，就能拥有丰富的灵感与开阔的思路，这类员工解决问题的能力与水平也特别强。（4）实践能力强。不少用人企业反映，从大学招的新人数量虽多，但是大多只具备理论素养，实际动手能力却是捉襟见肘，根本不能满足企业的长远发展。（5）自主学习能力。用人单位普遍反映，刚走上工作岗位的毕业生还需要加强实践学习，所以是否具备一定的自主学习意识与能力，可以反映个体发展空间大小。（6）扎实的专业基础知识。农业工程专业培养的学生在工作中有一定的基础理论知识、农业方面的基础知识、工业方面的基础知识及技术设备、型号规格、检修维护、经营管理基础，能有效利用不同种类的信息技术。
总之，现代农业对农业工程人才的需求是培养模式复合型、所学专业综合化、实践教学大比重。显然，目前的本科教育甚至是研究生教育，无论从专业结构和教学方法上都难以适应这样的人才培养需求。
三、创新人才培养模式
在现代化农业发展的过程中，学校农业工程本科教育必须从人才结构类型出发，调整具体培养模式。如何培养具备创新能力且符合农业现代化需求的工程人才，已经成为摆在农业工程本科教育领域的紧迫任务[1]。由于技术更新与基础设施建设比较落后，目前国内水稻机械化种植覆盖率仅有16%；因为技术不足，设备短缺而耽误干燥处理，导致将近10%以上的粮食损失；而且，国内油菜种植面积也在大幅度缩水。引起这种现象出现的主要原因是，生产加工中人工成本份额太大，几乎超过60%。诸如类似的一系列问题需要专门人才进行研究，找到合适的应对策略。为此，高校必须加强教学改革，提高学科实力，转变人才培养模式。
1.优化人才培养模式。整合和改造原有农业工程所涉及的专业，以“基础扎实、途径宽、素质高、实力强、适应性强”为准则，突破专业局限，打造农业人才“大工程”培养规划方案。优化培养规划，在已有农业工程的结构下，整合基于机械工程、环境与能源、电气与电子工程等专业的课程体系，整合教W内容，构建全新的专业平台。同时，在农业工程本科专业中，采取分型培养模式。陕西西北农林科技大学机械与电子工程学院在农业工程技术人才培养方面采用分型培养模式，如图1所示。它以培养研究型和应用型人才为目标，优化和整合课程体系，坚持理论实践相统一、教学科研相统一、课内课外相统一，尊重学生的主体性与自主性，提高他们“发现问题、提出问题、分析问题、解决问题”的能力，培养具备一定的创新、探索能力。教学团队建设以人才分类培养模式为主，打造“研究型”、“工程应用型”两种性质的教学组织，适应不同人才的培养需求。前一种教学组织的构成人员主要是专业的教授和副教授。
在培养农业专业化人才机械操作能力的过程中，建立学生科研创新导师负责制，鼓励学生积极参与教师组织的科研活动。“工程应用型”教学组织主要由操作技能娴熟、理论基础渊博的教授、副教授和工程师构成，在农业机械化及自动化专业“工程应用型”人才办学中，坚持每个学生配置两个导师的模式。加强校企合作办学力度，与企业建立良好合作关系，聘请企业工程技术人员为副导师，通过以工程应用为优秀的训练和实践体系，培养学生技术集成、技术移植与技术实施能力。鼓励支持学生到生产第一线进行毕业设计，让学生在“三下乡”和暑期社会实践活动中发现问题，积极参与到企业的生产实际中，去发现问题和解决问题。构建导师组和研究组织的体制。选择不同年龄与研究领域的教师组成导师组，由导师组成员与优秀的本科生和硕士生形成研究组，在教师与学生的共同配合下，提高学生的研究水平，增强科学素养和实际操作能力。
2.创新教学模式。为了培养符合农业现代化发展需求的人才，提高农业科研生产类专业人才的创新能力，第一，学校教育必须坚持以学生为本，具备一定的“参与权”和“选择权”。在实际教学活动中，必须充分发挥“传道、授业、解惑”的职能，坚持以培养学生创新精神与能力为主要教学方向，在教学活动的主要环节中融入创新教育理念与方法。第二，将教学重点集中在学生身上，尊重学生的主体地位。第三，将单纯的黑板式教学转变为以启发式、讨论式、研究式为主的教学形式，激发学生学习热情。第四，将理论学习为主转变为理论、科研、实践的综合性和平衡化为主，在教学过程中增加科研力度，调动学生自主创造热情，培养创新能力，这能让学生学有所用，以用促学，达到很好的教学效果。
3.注重学生动手能力和创新能力的培养。在学校教育活动中，注重通过专门的教学活动设计和具体的教学方式来提高实际教学效果，包括学生的自主学习能力、有效的思维模式、实际动手能力、创新能力、沟通能力、解决问题的能力等[3]。
为了进一步提高学生科学研究能力，提高学生实际操作能力，培养他们成为具备创新精神与能力的人才，必须结合课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计和课外创新等一系列活动，才能够实现教育目标，为我国农业工程事业的发展和农业现代化的充分发展做贡献。深入探索产、学、研结合的教育教学模式，加大高校与科研院校的合作力度，加深高校与企业的进一步联系。在为学生安排学校科研导师的同时，也应在企业内部为学生安排专门的企业导师，让企业优秀技术人员指导学生实际操作练习，使得学生能将理论知识应用到实际工作中，同时用实践丰富理论基础知识。另外，科研工作人员也应加强c企业间的联系，一起构建紧密合作型的研究开发中心，举办专门的技术创新活动竞赛，将农业工程专业人才的培养活动与企业发展、农业发展相联合，为社会主义建设事业的进步做出贡献。
四、结语
我国正处在传统农业向现代农业的转型时期，大量的创新型现代农业工程人才是不可或缺的。因此，一定要结合我国国情分析农业工程人才发展的社会需求，推进素质教育，创新人才培养模式，为我国现代农业的发展提供智力支持和科技支撑。
摘 要：介绍了无人机技术在现代农业工程中的应用情况。详细阐述了无人机在国内外农业中的应用现状，分析了无人机技术在现代农业工程应用中的不足之处，最后从建立智慧农业的角度，在技术，市场以及政策三个方面探讨了我国农用无人机的发展方向。
关键词：无人机；现代农业；应用现状；发展方向
无人机产业作为新兴的产业近年来发展势头迅猛，伴随着技术的突破和成熟，无人机由于工作适用性好，操作灵活，方便快捷等优势在诸多领域得到了应用，并逐渐作为现代农业工程中的一种新型设备[1]。目前，无人机在现代农业工程中已经有了广泛的应用[1～5]，进一步的解放了人力，提高了生产力，促进了农业的信息化和精准化。本文总结了国内外农用无人机的发展及应用现状，农用无人机在农业信息化，农作物植保以及农业精准化等方面应用广泛；了解了目前我国在农用无人机推广方面遇到的困难和阻碍，最后从建立智慧农业的角度，在技术，市场以及国家政策等方面探讨了我国农用无人机产业的发展方向。
1 国内外农用无人机应用现状
农用无人机在欧美，日本等发达国家应用较早。欧美国家由于农场集中度高、作业面积大，固定翼飞机发展较快；日本耕作面积小并且分散，适合发展轻型低速近距飞机，小型无人直升机发展迅速[5]。我国由于国情和技术等原因在农用无人机领域起步较晚，但近年来随着我国在无人机领域的研究不断深入，农用无人机的技术，研发速度以及机型，应用范围等得到了长足的进步[1～5]。总的来说，目前农用无人机主要用于农业信息化，农作物植保，农业精准化等领域。
1.1 农业信息化
无人机在农业信息化方面的应用主要体现在其可以作为遥感测绘平台，可以时时获得监测数据。无人机作为新型遥感和测绘平台，相比于传统的卫星航空观测更加方便灵活易实现，分辨率也更高，数据信息也具有相当或更高的准确度[3]，因此在农业信息化领域得到了广泛的应用。比如，在土壤湿度监测方面，无人机也能起到重要作用[4]。监测区域土壤湿度有利于对农作物进行信息化管理。传统的土壤湿度监测站不能满足大面积、长期的土壤湿度动态实时监测的要求，限制了其在农业信息化、自动化方面的发展及应用，而光学设备在高空中会受到云层的阻碍[4]，使观测不易实行，因此无人机的应用成为了解决问题的关键。无人机可以搭载可见光近红外光设备作为检测手段[4]，通过对比图像的特性，得到关键信息，保证所建立的模型的高准确性，完成土壤湿度的合理化监测，信息采集与建模，是农业信息化的关键一步。
1.2 农作物植保
无人机技术在农作物植保方面主要体现在作物的病虫害监测以及农药喷洒[5]方面。病虫害是影响农作物产量和质量的关键因素之一，对于农药喷洒，传统的人工以及半人工的方式已经不能满足现代农业生产的规模化种植的需要，而且喷药人员中毒事件时有发生。无人机用于农药喷施就具有极大的优势，在国内外的应用中，日本等发达国家用于植保已经比较成熟[4]，我国无人机植保起步较晚，但随着近年来无人机行业的火热，植保无人机一经推出便引起广泛关注。植保无人机可以有效地实现人和人药物的分离，安全高效。目前国内植保无人机领域的研究在不断加深，推广速度和市场认知度也在不断提高，植保无人机的市场前景非常广阔[2]。
1.3 农业精准化
农业精准化是当前农业发展的必然趋势，主要是利用信息技术来对农业进行定时、定量、定位进行管理与操作，目的是以最小的成本获取最大的利润收入，并且减少农业污染，改善农业生态环境，将资源利用最大化[2]。实现农业精准化要建立在农业信息化的基础之上，无人机可以随时的监测作物长势、土地条件变化、病虫害预防、农药肥料施用效果等信息，并作为农业生产决策的关键定量参考信息，从而可以有所依据的对作物进行相应的支持处理，既节省了资源，又实现了可持续发展。
2 无人机在现代农业应用存在不足
2.1 使用成本高
无人机作为新时代的农机相比于传统的农机存在成本高的劣势。例如，用于植保的无人机售价大都在5万～20万元之间，不具备可以推广的价格优势。目前国家相关的扶持政策很不完善，仅有几个省份将植保无人机纳入了购机补贴范围，成本过高使无人机推广受到了极大的阻碍。
2.2 专业人员缺失
由于我国农用无人机的起步晚以及体系建立不完善，无人机专业人员和服务人员数量严重不足[6]，直接影响了无人机的推广应用。另外，农用无人机市场体系建立不完善，相应的市场标准缺失，也是造成推广困难的原因之一。
2.3 技术存在短板
据了解，我国进入市场的农用无人机在关键性能、可靠性、操作便利性等方面与日本等发达国家还存在差距[6]，一些关键技术如控制系统、电池等制约了产品综合效能的发挥。
3 农用无人机发展方向
3.1 技术方面
目前应用于农业的无人机在技术上仍有较大的提升空间，因此，科研机构以及农机企业要进一步提高无人机的操控性能，续航能力，降低生产成本。
从建立智慧农业的角度看，农用无人机在技术，平台，管理系统等方面还有很长的路要走。农用无人机要紧随智能网联的发展方向，不断创新，力求在技术上有所突破。
3.2 市场方面
需建立完善的行业标准以及市场机制体系。农用无人机产业的推动、发展需要企业、科研机构，销售机构，售后机构等各方面的积极参与且充分合作。建立适应中国国情的技术标准、产品标准、行业规范等，推进售后，维修等服务机构建设，打造研发设计，生产制造，销售支持，使用维护等一系列关键环节，促使农用无人机行业健康发展。
3.3 政策方面
除了在技术上寻求稳定和突破，市场建立完善的体系之外，国家政策的扶持也是推广农用无人机的必要措施。政府需要继续加大重视支持力度，主要包括农业补贴政策的倾斜，农机目录的完善，对无人机生产、服务企业的政策扶持[6]，农业作业低空开放等，保障农用无人机行业的推广以及智慧农业的建成。
4 结束语
目前，农用无人机在农业信息化，农作物植保，农业精准化等方面有了广泛的应用及发展前景，正处于行业的上升期。在我国农用无人机也已经有了长足的进步，但在无人机的成本，技术，市场，管理，专业人才等方面还存在不足，制约了农用无人机的推广和发展。因此，在技术上要进一步提高操作性，降低使用成本，并着眼未来，建立智能网联的农用无人机技术，实现信息化和精准化农业；市场方面要建立健全市场销售，服务体系，完善专业人才的培养；国家政策方面要加大重视支持力度促进农用无人机的推广使用。
摘要：根据《工程力学》课程特点，结合多年教学实践和经验，文章就《工程力学》课程的体系设计、教学内容编排、多媒体运用与模拟实验等几方面进行了深入探讨，提出《工程力学》课程建设应结合具体实际，以提高教学质量和效果为优秀，将培养具有较高综合素质人才的思想理念贯穿整个教学过程。
关键词：农业工程专业；《工程力学》；教学改革
一、引言
《工程力学》这门课的教学由我校工学院力学教研室承担，开设专业有环境工程、设施农业、食品工程和工程管理等，其中仅环境工程专业为必修课，其他专业均为选修课，总共56学时。课程体系包括静力学和材料力学两部分，是一门重要的专业技术基础课程。客观地说，《工程力学》这门课对非机械类学生，尤其对缺少必要的先修课程的学生来说比较抽象，难以理解。由于这门课理论性强、概念多，教师要讲清讲透问题本质，需要联系众多工程实例来建立概念，通过力学公理、法则及规律，经数学逻辑推理建立得出理论，然后应用于解决工程中的实际问题。生产实际中，物体的受力、变形、失效、破坏等现象随处可见；工程设计中，力学分析方法有着十分重要的引领指导作用。多年的教学实践，我们发现农业工程专业《工程力学》教学中存在着一些不容忽视的问题，一部分学生对《工程力学》课程不够重视，存在认识误区，认为与自己所学专业关系不大，学习时所花的精力和时间不够；甚至还有学生觉得公式定理太多，理论抽象，不易理解，存在畏难情绪，缺乏兴趣，这样导致学习这门课的效果不佳。经典力学包括工程力学，理论体系严密，逻辑性很强，我们学习《工程力学》，最重要的是学习它的思想方法和研究方法。学好力学，对我们今后走上工作岗位，从事生产科研具有指导作用。我们在建设《工程力学》优质课程中，应充分考虑学生学习这门课程的特点，教师在转变教学观念、改进教学方法的同时，要有针对性地培养学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，进而提高教学质量。
二、指导思想与基本要求
我校农业工程类专业《工程力学》课程已开设多年，学生反映良好，教师在多年教学实践中积累了不少经验，建设《工程力学》优质课程，可以作如下概括和总结。首先，凝聚共识，通过对《工程力学》进行改革，把基础公共工程教育和因材施教有机结合起来，着力提升学生的专业素养，提高学生通过自学获取和更新知识的能力、独立解决实际工程问题的能力以及创新能力；其次，改革着眼于我校农业工程类各专业本科教学的实际，把“因材施教和分层教学”的教育思想理念付诸具体实践；第三，力学教学的改革同样要适应现代科学技术和生产力的迅速发展要求，适应国民经济对新时代大学生基本素质和能力培养的需要，适应面向21世纪教学内容和课程体系改革的总体要求，这是我们进行《工程力学》教学改革的指导思想和要求。我校农业工程类专业学生（环境工程、食品工程、设施农业和工程管理等）与力学教研室所在的工学院（机电、能源和自动化类）学生在基本素质、基础知识的掌握等方面，客观上存在一定差距，实验教学要求不一样，教学培养目标不一样，学生今后的去向更是不同。机电、能源和自动化类学生有前修课程如机械制图、大学物理、金工实习、机械原理等知识做基础，在讲授材料力学内容时，学生较容易接受。农业工程类专业学生不同，有些专业学生学过大学物理、画法几何，有些专业甚至连这样的前修课程也没开设，如果不区别对待，采用同样的讲课模式，同样的语速，同样的互动方式，不少学生要即刻消化吸收教师讲授的内容就比较困难。因此，在《工程力学》教学实践中，教师应循序渐进地引入《工程力学》的实例和概念，让学生深入理解基本理论、基本概念和基本方法，重点突出农业工程类专业实际应用的特色，注重能力的培养，满足并保证教育部提出的课程教学基本要求。针对农业工程类专业的学生，教师授课的着力点应侧重工程应用和拓宽拓展知识面，培养工程意识和分析解决问题的能力。
三、内容编排与创新
针对农业工程类学生的特点、接受能力和教学大纲要求，在课程的内容编排上，力求做到循序渐进，由易到难。静力学部分包括静力学基本概念、汇交力系、力偶系、平面任意力系、空间任意力系与静力学专题等六章。如果以研究的问题进行重新整合，可以简单地划分为两部分，即力系的简化与等效替换一部分，力系的平衡条件与应用一部分。组织教学通常按照由一般到特殊的顺序，注意前后内容的衔接，可以很好地避免内容上的重复，使得力系的合力矩定理以及力的平衡方程的证明与推导等的解题思路和方法能够做到条理清晰、重点突出，既减轻了学习负担，又提高了效率。实践证明这样编排和讲授学生易于接受，是可行的，可以推广。材料力学部分主要讲授四种基本变形，即轴向拉伸与压缩、扭转、剪切和弯曲；另外还介绍组合变形、应力状态、强度理论和压杆稳定等问题。先讲解基本变形，后介绍组合变形，甚至可以把组合变形安排在应力状态之后讲解。四种基本变形其内力、应力公式是不一样的，但其研究方法和思路其实都是相通的。先作外力分析和内力分析，再作应力分析，建立强度条件及应用，最后作变形分析，建立刚度条件及应用。在初步理解的基础上，进一步总结对比各部分内容的知识点，可以让学生课后列一张基本内容一览表，表示四种基本变形的内力、应力、强度及刚度的计算式。这样，学生会加深对各种基本变形公式的理解和记忆。
四、多媒体运用与模拟实验
《工程力学》优质课程的建设，离不开先进的多媒体技术支持。《工程力学》这门课工程背景很强，一些工程实例，如工程结构、机构的动作及机器设备的工作状况可以通过屏幕活灵活现地展现，使学生能够将该课程与实际工程背景联系起来，增加感性认识，理解基本的概念和理论。多媒体图文并茂，动静结合，新颖有趣，生动形象，不仅吸引学生的注意力，更能激发学生的学习兴趣和求知欲。同时，多媒体技术的应用使教师的教学过程得到充分展示，尤其充分展现启发式教学的全过程。就拿“静力学基本概念”、“约束与约束力”、“材料在拉伸与压缩时的力学性能”这些单元来说，因为抽象概念较多，需要的图形和图片数量较多，以往教师课堂上板书的工作量很大。而利用先进的多媒体课件辅助教学，绝大多数学生基本上能够当堂消化课程的内容，而且随着多媒体技术的不断成熟和完善，课堂教学的效率和效果不断在提高。采用现代化的先进的教学手段并不意味着完全离开黑板粉笔。农业工程类专业开设《工程力学》课程的主要目的是培养和训练学生的逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力，培养学生的工程意识。传统的“黑板+粉笔”教学，有些时候更能将这一分析思考的过程直接地再现，尤其是在推导力学公式时，有其他媒体不可替代的作用。授课教师应根据各教学环节的具体内容适时采用最恰当的教学形式。引入力学概念时，利用多媒体技术给出直观生动形象的例子，便于学生理解消化；分析求解问题时，可借助粉笔黑板逐步展开，进行严密的逻辑推理，让学生真正体验到力学的美、逻辑的美。
从当前的教学形式来看，《工程力学》实验课依然是理论课的补充，基本任务是验证定理和公式，所以一般为验证型实验。从实验内容看，教师进行实验演示，学生用已经制作好的试件进行加载，测取实验数据。学生通过实验分析、归纳和讨论工程实际问题，有所收获，但这样的实验教学不利于培养学生的实际动手能力和创新能力。我校目前的现状是，由于授课班级较多，软硬件跟不上，把《工程力学》作为必修课的相关专业的学生才能进入实验室，选修课的学生甚至连实验室也进不了。为弥补这一缺憾，教师只能通过多媒体技术演示力学实验过程。目前国内不少大学网上模拟实验做得比较成功，可以有效利用网上资源，这有利于学生加深对课堂知识的认识理解。
五、结语
以上就建设《工程力学》优质课程谈了一下个人体会和粗略见解，还有不少模块有待进一步深入探讨，比如网上例题、习题的精选、师生互动、网上综合测试等环节都需要我们做深入讨论与研究。总而言之，优质课程建设的首要目标是提高学生的学习兴趣，提高教学质量和效果，这需要教师和学生的积极参与和关心。一个体系全新，内容适应新时展要求的《工程力学》优质课程的建设和完善是有相当难度的，这项工作既不可能一步到位，也不会只有唯一的“解答”，愿本文能成为农业工程类专业《工程力学》优质课程建设的铺垫。
[摘 要]随着地方经济发展对人才需求的转型，人才培养定位也随之改变。尤其是现代农业的发展，急需高水平应用型设施农业工程类专业人才，而应用型人才的培养离不开实践教学。因此，针对目前设施农业工程类专业实践教学存在的问题进行剖析，构建设施农业工程类专业实践教学质量监控体系，包括构建实践教学质量标准系统，提出构建“2233”实践教学过程质量监控体系和构建实践教学信息收集、分析处理系统三个部分，并结合本校设施农业科学与工程专业实践教学质量监控情况，分析实践效果，可以为地方应用型高水平人才培养提供参考。
[关键词]设施农业科学；实践教学；质量监控；构建
实践教学是大学人才培养的重要过程，是巩固理论教学和加深对理论知识认知的重要途径，是理论联系实际、培养学生创新意识和能力、实践能力的重要载体。实践教学可以显著提高学生的综合素质，有利于学生价值观的形成。根据教育部、财政部下发的《高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》（教高[2011]6号）要求，要不断整合优势资源，切实提高高等教育的实践教学环节，尤其是农业工程类专业。传统的高等教育模式重基础理论的教学，轻实践教学，这种模式已经不适应现代农业经济发展的需求。近几年的中央一号文件都指出要发展现代农业，现代农业的发展离不开设施农业工程、离不开农业的信息化等现代技术。因此，设施农业工程类专业实践教学环节成为高等教育应用型人才培养的重要组成部分，该环节对学生的实践技能、创新创业能力以及可持续发展能力的培养有着不可替代的作用。而目前高等学校对实践教学环节重视程度不够，这导致实践没有起到应有的作用。随着地方经济的发展及人才需求的变化，高等教育人才培养目标定位也随之改变。应逐步开展对高等教育实践教学质量评价研究的改革，建立一套行之有效的实践教学质量监控体系，切实推动实践教学的创新和发展，以提高实践教学质量。本研究结合本校设施农业科学与工程专业的特点，探索出一套实践教学质量监控体系，旨在为地方高水平应用型人才培养提供参考。
一、 实践教学质量监控体系存在的问题
（一）实践教学质量监控体系不健全、不完善
实践教学质量监控的主要目的，是通过对各门实践教学环节的教学过程、效果及课程建设状况进行检查和评价，提高教师课堂教学的有效性及各教学环节的设计水平，从而提高实践教学整体质量，切实提高学生的实践能力。目前在高等教育质量教学体系中，与理论课程教学相比，实践教学质量监控受重视的程度不够，实践教学环节的质量监控内涵不明确，而且监控评价的体系与理论课程相似，不能真正起到对实践教学质量监控的作用。此外，实践教学质量监控过程也不规范，所有的专业实践教学监控评价方式都一样，而且时间比较固定，如农业设施建造与施工课程实践，在露地实践操作时遇到雨天，就要推迟实践，而顺延就会影响到其他课程的学习，这样就会影响到教学质量监控的合理性。目前，我校还缺乏系统地实践教学监控评价组织和科学的信息处理分析手段，质量监控没有真正发挥作用，这导致实践环节起不到应有的作用。
（二）实践教学质量监控缺乏标准
与理论教学相比，实践教学质量标准在制定过程中受环境条件及实践平台条件的限制，加之农业工程类专业的实践教学机动性较大，如同一实践项目，实践地点和时间都会发生一定的变化，因此实践环节的内容标准及考核标准就很难制定，同时过程监控也存在变数。尽管学校也建立了实践教学质量监控，但是由于没有建立实践教学质量标准体系，因此无法对学生、督导等监控收集的信息进行科学合理的分析处理。这使得监控过程缺乏依据，不能进行有效的监控，造成质量监控结果不科学，盲目性大。
（三）实践教学保障制度不完善
由于长期轻视实践教学环节，学校对实践教学的人、财、物投入较低，仍然按照实践项目及班级进行投入，这严重限制了实践教学的效果。如农业设施设备的使用和维护课程，由于实践教学条件有限，学生在实践中多是参观学习，真正动手的机会很少。这导致学生学习积极性的下降，同时也让实践教学失去了意义。由于很多指导教师尤其是青年教师，多是从实验室到实验室的博士，其理论研究能力很强，但是实践操作能力较差，这制约了实践教学环节的改革。
二、 实践教学质量监督体系的构建
（一）构建实践教学环节质量标准系统
为给实践教学质量的监督提供参照及规范实践教学，构建实践教学的质量标准，应根据人才培养目标确定实践环节内容，明确实践教学的培养目标、课程质量标准和实践课程考核标准等。但这些标准的制定也不是一成不变的。随着地方经济发展对人才需求的变化，实践教学质量标准也应随之改变。如我校以培养地方应用型高水平人才为目标，实践教学质量标准就要以高水平应用型人才培养为质量标准，即以培养“理论基础厚，实践能力强，创新意识强，创业能力强”为标准，在确定实践教学内容时要充分突出“实践能力和创新创业能力的培养”，在制定考核标准时，应采取过程性考核，强调实际操作能力的考核。
（二）构建实践教学过程质量监控体系
为进一步提高实践教学质量，结合我校人才培养目标，设施农业科学与工程专业初步构建了“2233”实践教学质量监控体系，即构建教学督导员和学生信息员两支队伍：教学督导员由学校和学院选派业务能力强、具有高职称的教师担任；学生信息员由班级学习委员担任。校、院二级监控，学校构建了实践教学监控体系，学院也根据不同专业的情况，针对实践环节构建了相应的监控体系。针对实践环节的教学、实践、质量采取教学运行管理、学生管理、教学质量管理三线管理，三线合力，切实提高实践教学质量。针对实践教学质量的评价，采取学生、教师、行业企业按照标准和一定的权重比例进行三方评价。两支队伍对实践教学内容、过程、方案、考核等进行随机、全方位督导和信息反馈；二级监控实行期初、期中、期末实践教学质量检查和各阶段实践教学巡查，制定相关实践教学管理规定或办法，形成实践教学制度并逐步完善；实行三线管理、三方评价。
（三）构建实践教学信息收集、分析处理系统
利用学校建立的教育信息化平台，加强实践教学质量监控全方位、全过程的指导、管理和考核。构建信息平台，针对实践教学评价信息的收集可以采取实时评教和期末评教相结合，学生评教和督导评教相结合，学生实践课程成绩与平时表现相结合等方式，充分挖掘收集的信息，科学分析，并将结果及时反馈给教师，让教师及时掌握教学情况，查找不足，提高实践教学质量。同时，把实践教学质量监督结果纳入教师年度考核指标体系，这样能提高实践指导教师的积极性。
三、应用效果
实践教学是提高教学质量的桥梁，应用型人才培养实践教学体系的构建和应用，是实现地方应用型高水平人才培养目标的重要途径和手段。我校2013年开始在设施农业科学与工程专业中实施实践环节教学质量监督，围绕人才培养目标，制定并完善质量监督体系，创新实践教学方法。为提高实践教学指导水平，应鼓励聘请行业企业专家指导实践教学，不断深化实践教学考核改革，加大课程考试内容、考核形式等方面的改革力度，规范考核程序，考核内容突出培养学生发现问题、分析问题及解决问题的能力，加大过程性考核比重。通过构建完善的实践教学质量监控体系，学生实践能力、创新创业能力有了显著的提高，如设施农业科学与工程专业学生在省级大学生“互联网+”大赛中获得较好成绩，在其他各类创新创业大赛中也取得较理想的成绩，并有多名学生创业，取得了较好的经济效益和社会效益。
[摘 要] 在“中国制造2025”浪潮下，智能制造使得高端数控机床，工业机器人，数字化工厂，个性化制造业呈现出新姿态。此文章将从“互联网+”和“中国制造2025”大背景下出发，就农业工程机械的智能化的优势、不足，特点三方面阐述智能化为今后农业工程机械行业的发展趋势。
[关键词] 农业工程机械 “互联网+” 智能化 自动化 绿色化
1 提出背景及现状
1.1 提出背景
十二届全国人大三次会议上，总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。2015年3月18日，工信部公布《关于开展2015年智能制造试点示范专项行动的通知》，提出2015年启动至少30个智能制造试点示范项目，2017年扩大试点范围，在全国推广有效的经验模式。试点示范的目的是使智能制造体系和公共服务平台初步成形，以促进工业转型升级，加快制造强国建设进程。互联网+下的农业工程机械智能化发展已然成为主流。
1.2 我国农业工程机械的发展现状
目前，国内农业工程机械行业中超过30%的企业处于智能化制造的起步阶段，35%的企业处于智能化制造的单项覆盖阶段，25%的企业处于智能化制造的集成提升初期阶段或过渡阶段，只有不足10%的企业处于智能化制造技术较全面突破性应用阶段。在今年的两会中所提出的“中国制造2025”，也意在坚持创新驱动、智能转型。智能化应用无疑已经成为今后农业工程机械行业的发展趋势！
2 “互联网+”下的农业工程机械智能化发展的优势与不足
2.1 研发能力不断提高。
随着互联网技术的广泛应用，在加快突破行业横向与纵向边界、区域边界、产业边界等趋势的同时，也进一步打破传统的封闭式研发模式，与各种相关资源有效融合，加快推动产业链整体科技创新能力提升。此外互联网以其独特的资源共享特征，一方面大大促进了行业间的经验交流，减少了制造时间，富余出更多的时间提高创新力，另一方面企业为保证竞争优势，自身的研发创造的积极性也比较高。
2.2 狭义的制造向广义的制造转变
传统的制造，只注重制造结果，而忽视了制造服务水平的提高，近年来，我国制造业企业越发重视制造服务，通过加强大数据和物联网技术应用，把产品的研发、制造、销售、服务结合起来不断提升服务能力和工作效率。
2.3 加速了机加工机床的更新换代
在互联网+的大趋势下，农业工程机械的智能化，自动化水平必然提高，产品质量与更新换代的速度快速上升，这对农业工程机械的制造带来了巨大的挑战，传统的机床无论从生产效率还是加工精度方面都不能达到要求，近年来，我国涌现出了数控热，好多企业实现了全数控，从生产和到质检全数字化，加速了我国机加工机床的更新换代。
2.4 企业技术的保密性和网络的安全性有待加强
互联网技术的便利我们不可否认，但是现阶段我国网络安全性还有待观察，网络信息的保密性还有待提高，而且企业的技术是企业竞争力的根本保证，现阶段我国部分企业仍没有打破传统企业的束缚，不愿共享经验，这是限制互联网+下的农业工程机械智能化发展需要解决的问题。
3 “互联网+”下的农业工程机械智能化发展的特点
3.1 自动化
在工业4.0的解决方案中，智能化工厂是一个重要方向，它主要涉及整个企业的生产物流管理、3D技术以及人机互动等在工业生产过程中的应用。保证产品的精度和质量从本质上来讲是控制产品的误差，而人为因素在产品误差中占有很大比重，简而言之，在制造生产过程中，越少有人参与自动化程度越高，产品的质量越容易保证。目前在农业工程机械产品生产中使用智能化机器人，已经是一个较为普遍的现象。比如我国自主品牌长城汽车公司，在生产车间引进了大量的智能机器人，一方面减少了人为因素产生的误差，另一方面智能机器人还能完成人无法完成的工作。
3.2 绿色化
随着人们生活水平的提高，“绿色”生活逐渐成了人们的追求目标，但是，近年来我国环境污染问题比较严重，这归根于工业不科学发展，只注重了经济效益而忽略了环境问题。农业工程机械智能化的内容之一就是绿色化，这种绿色化强调了动力装置、工作装置、材料等的绿色化，智能化使农业工程机械在最小污染与能耗的情况下工作，实现节能降耗的绿色化之路。此外在国家政策的刺激下，农业工程机械行业格局争夺也由产品经济耐用向着智能环保方面不断调整。这也意味着整个行业向绿色、智能转型，节能减排、绿色环保已经渗入到整个行业的发展中。
3.3 共享化
目前在我国，绝大多数农业工程机械已经实现了GPS的定位功能，厂商可以对农业工程机械实现简单的定位和数据采集，然后通过“农业工程机械互联网”（即在农业工程机械领域的互联网），将农业工程机械的当前位置、运行数据、运行状态实时上报给厂商维护中心，通过对故障进行建模和数据分析，为农业工程机械的高效率使用提供保障。而且厂商与厂商之间，厂商与顾客之间实现了资源的共享，提高了生产和物流效率。
结语
农业工程机械的智能化发展是“中国制造2025”和“工业4.0”的重要保证，作者从农业工程机械智能化发展的背景、优势、不足、特点三方面阐述农业工程机械智能化的发展方向，希望能给机械制造行业提供一定的理论借鉴。
摘 要：实现农业自动化是我国农业发展的必然需求。目前，我国农业已经逐渐实现自动化。文章针对几种常见的自动化信息技术的应用进行了具体的分析，阐述了自动化信息技术在农业工程中的重要作用。
关键词：自动化信息技术；农业工程；应用
农业是我国国民经济中不可或缺的一部分。为促进农业发展，实现自动化是其发展的根本。针对我国农业发展特点来说，结构改造和技术的精细化和先进化应作为其基本要求。农业自动化信息技术是一项复杂的过程，这一过程需要技术人员具有专业的操作水平，以促进其积极作用的发挥。
一、地理信息系统的开发和使用
地域特征对农业产量具有较大影响，利用自动化信息系统可对地域情况进行正确的分析和测试，通过数据采集和储存了解地域情况。自动化信息技术是集地理科学、管理学、计算机网络技术为一体的综合学科，目前自动化信息技术能为使用者提供真实的三维地域信息。通过专业的平台建立，使农业生产地域管理更加精细化、降低自然条件对农业生产的影响。另外，在农业调查过程中，自动化信息技术具有更加明显的作用，自动化信息系统的建立将提供实时的图像分析，建立空间数据信息，使农业资源管理水平得到提高。辅助分析功能则有助于促进土地资源的合理利用，促进农业技术革新。
二、遥感技术在农业发展中的重要作用
遥感技术以电磁波技术为优秀，是利用电磁波的观测和分析对物体存在的环境进行正确的分析。遥感器的主要作用在于信号接收，实现对农业相关问题的管理和控制。遥感技术还实现了对农作物的长势特点进行分析，从而最终确定管理技术。通过这一技术，观测精度大大提高，其预测功能实现了对农作物的实时监测，对于农业发展具有十分重要的作用。
三、全球定位系统的应用
目前，全球定位系统是最为广泛的应用方式。全球定位系统即GPS系统，是农业先进技术发展的重要体现。主要由空间导航卫星、地面监控站与接收设备组成。通过这一系统可对农业操作过程和设备进行检测，是现代农业发展的重要表现之一，实现了农业信息定位。目前，美国在这一技术的应用具有先进性，通过远距离的定位功能实现了对农业生产过程进行分析，对于宏观调控和农业措施的实施具有积极意义。
四、虚拟仪器技术的重要作用
虚拟仪器技术的应用尚处于初级阶段，以计算机基础为基础，仪器仪表测量为辅的模拟仪器。其功能在于通过对实际生产的模拟过程和记录过程实现对农业发展的了解。现代虚拟技术是农业智能化的重要表现之一，在我国，农业播种中该技术具有一定的作用。通过虚拟技术，可获得落种性能、平均值等特点，从而使操作界面合理化、可视化，促进农业播种技术的完善，为农产品的生产提供良好的环境，促进其生长发育。还可通过实验的方式了解植株的生长过程，从而实现对种植过程的指导。在农产品选种过程中，也可通过虚拟实验的方式实现数据采集，再通过智能化系统得到植株的种植过程。
五、专家系统应用于农业工程
专家系统是农业生产系统之一，不仅在农业生产中，在多个行业具有广泛的应用。在以往的农业生产中，对于农民的经验、种植技巧具有较好要求。而专家系统的建立实现了新技术的实施，是农业生产的必然趋势。在我国农业发展中，专家系统的主要作用在于分析农业生产常见问题，并形成数据，对种植过程形成专业的种植策略，对不合理的施肥和管理过程进行调节。计算机网络是这一技术的重要工具，通过互联网的访问，即可获得对应的数据信息，在信息系统的形成过程中还建立了完整的数据库信息，也就是说，专家系统虽然解决了工作效率和技巧问题，但对于前期设计具有较高的要求。从这一角度分析，专家系统是人力与智能系统的结合过程，实现其积极作用需要操作人员具有专业的经验。同时，专业系统的建立具有复杂性特点，农业知识的建立要与其他知识进行分离，这也是专家系统的基本特征之一。
六、总结
自动化技术的发展具有必然性，也是我国国民经济发展的基本需求。自动化信息技术以地理信息系统、虚拟仪器技术和GPS系统为代表。未来，我国的农业信息技术将进一步改革和发展。当然，一些技术的发展还存在一定的局限性，对于技术和成本都具有较高的要求，如何实现其技术更新将对农业的发展起到积极作用。（作者单位：海南师范大学）
摘要 农业工程是人类实施最早、对人类发展影响最大的工程，但如果实施不当很容易影响人类的可持续发展。论述农业工程的研究与实施中应该注意的问题，如动植物的多样性保护、生态环境的保护等，进而得出在保护生态环境的前提下实现农业工程的研究与实施的一些对策和建议，以促进农业生产和环境保护。
关键词 农业工程；研究实施；生态环境
中图分类号 X171.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）14-0249-01农业工程作为人类发展史上实施最早的大范围工程，对人类的生存和发展影响深远。农业工程把地球生物及生物生存所需要的空气、水、土壤等作为研究和实施的对象。然而过去的农业工程研究常常集中在妨害生物生存和发展的影响因素上，而很少深入研究涉及的诸多生物链以及对生物多样性的影响[1]，在研究和实施过程中，没有用全面、可持续的发展观指导实践，导致地球上的物种急剧减少，生态环境遭到破坏更加严重，人类的生存环境也面临更严峻的挑战。
1 农业工程的研究与实施不当对生态环境的负面影响
1.1 农药喷洒不当，造成生态失衡
由于森林害虫繁衍快，危害大，人们往往会借助大规模的农药喷洒来消灭害虫。虽然农药杀虫效率高，但容易导致以这些害虫为食的鸟类误食害虫而亡；同样，以这些鸟类为食物的其他动物也容易中毒致死，害虫的天敌大规模死亡之后，害虫又将肆虐发展，进一步造成农药的持续、大量使用[2]。同时，农药的喷洒也对土壤、水、空气等造成污染，严重破坏了自然界的生态平衡。
1.2 耕作方式不当，破坏土壤生态结构
不当的耕作方式容易破坏土壤结构，旋耕方式就是如此。从表面上看，旋耕实现了对土地的充分利用，实际上是破坏了土壤的结构，使土壤过于松散而不适宜农作物的生长；同时，旋耕也使土壤有机物的分解能力大为减弱。由于旋耕破坏了土壤的生态结构，人们为了提高作物单产只能施用化肥等，长此以往，土壤肥力减弱，农作物产量会降低。
此外，有部分地区的土壤沙化和沙尘暴都是由人们的耕作不当造成。因此，在研究和实施农业工程的同时，应处理好农业工程与生态环境之间的关系。
2 农业工程的研究实施与生态环境保护的要求
2.1 应注重保护动植物的多样性
随着现代农业耕作方式的变化，动植物的生存环境面临严峻的威胁，动植物的种类不断减少。有许多药物都是从植物中提炼而成，人们的衣、食、住、行也脱离不了这个生态圈。在农业工程的研究与实践中，如果不注重保护动植物的多样性，并采取有效的措施来阻止动植物生存环境的恶化趋势，人类发展必需的动植物将大大减少，由此影响自然界生态系统和人类的生存和发展。
2.2 要保护好人类的生存环境
土壤、水和空气都是人类赖以生存的基本要素。农业工程的研究与实施过程中，要切实保护好人类的生存环境。由于土壤容易受到污染，且自身净化能力有限，因而不当的耕作方式和过多的化肥和农药会使土壤中的微生物受到影响，土壤质量下降，且容易导致沙化、沙尘暴等。此外，过多的农药和化肥也会造成水质污染，大面积的井灌则会导致地下水资源的过快枯竭，围湖造田会造成湿地生态失衡等[3]。因此，在改造自然的过程中不遵守自然规律，就很容易给生态环境造成不可弥补的伤害。因此，要加深对农业工程研究实践和生态环境的关系的认识，增强保护地球、保护生态的意识。
3 在保护生态环境基础上研究实施生态工程
3.1 加强农业工程研究实施的立项和审批
农业工程对农业生产和发展、自然环境都有巨大影响，因此，对于农业工程研究与实践的立项和审查都应该慎之又慎，可以通过建立和完善相关的法律法规，严格立项和审批的申请资格和程序。同时，要提高农业工程研究人员和相关领导的生态环保意识。
3.2 建立和完善相关的生态环境追踪评估机制和预警系统
建立和完善相关的农业工程实施后的生态环境追踪评估机制和预警系统，对于保护生态环境、提高农业生产效率都有重要意义。许多农业工程实施后需要一段时间才能显示出效果和影响，因而建立动态评估机制十分必要，否则将很难避免生态环境的破坏。例如，农业生产中在给瓜果蔬菜喷洒农药后，就应追踪这些果蔬是否有农药超标的问题，调查是否对人体造成伤害。因此，只有建立农业工程实施后的动态评估机制，才能认清并解决农业生产中存在的问题[4]。
此外，研究人员还要善于分析农业生产的问题，并预知这些可能会造成的后果，防微杜渐是农业工程研究与实施中应该存在的想法。逐步建立完善的农业工程生态预警系统，有利于在保护生态环境的同时提高农业的生产力。总之，要不断探索农业工程的研究实施与生态环境保护间的关系，在尊重自然的基础上改造自然。
［摘要］近年来，随着计算机硬件和软件的迅速发展，采用人工神经网络的信息处理技术得到了迅速应用，应用领域也在不断的扩展。现如今人工神经网络不仅在各工程领域中得到广泛的应用，而且也成为在农业工程领域内实现生产劳动自动化的重要途径。本文针对BP网络模型及其算法进行了分析研究，并对BP神经网络在农业工程研究中的应用状况进行了综述，最后对未来的发展进行了展望。
［关键词］BP神经网络农业工程农业管理农业决策
一、引言
采用神经网络算法的信息处理技术，以其较强的计算性和学习性，现如今已经在各工程领域内得到了广泛应用。随着科技不断的发展和研究的不断深入，农业系统中采用的传统分析和管理的方法已经不能满足农业工程领域快速发展的需要。在农业系统中采用神经网络技术可在一定程度上可弥补传统方法的不足，现已成为实现农业现代化的一个重要途径。神经网络现已在农业生产的各个环节得到广泛的应用，从作物营养控制、作物疾病诊断、产量预测到产品分级，显示了巨大的潜力，并正以很快的速度与生产实际相结合。目前应用比较多的BP神经网络，可通过学习以任意精度逼近任何连续映射，在农业生产与科研中展示出了广阔的应用前景。
BP人工神经网络方法。人工神经网络是对生物神经网络的简化和模拟的一种信息处理系统，具有很强的信息存贮能力和计算能力，属于一种非经典的数值算法。通常可分为前向神经网络、反馈神经网络和自组织映射神经网络。BP神经网络(Backpropugation Neura1 Network)是一种单向传播的多层前向神经网络，可通过连续不断的在相对于误差函数斜率下降的方向上计算网络权值以及偏差的变化而逐渐逼近目标值，每一次数字和偏差的变化都与网络误差的影响成正比，并以反向传播的方式传递到每一层，从而实现了神经网络的学习过程。BP人工神经网络的结构如图所示，BP神经网络可分为输入层、中间层(隐含层)和输出层，其中输入和输出都只有一层，中间层可有一层或多层。同层的网络结点之间没有连接。每个网络结点表示一个神经元，其传递函数通常采用Sigmoid型函数。BP神经网络相当于从输入到输出的高度非线性映射，对于样本输入和输出，可以认为存在某一映射函数g，使得y0=g(xi)，i＝1，2，3，…，m，其中m为样本数，xi为输入样本，yo为输出结果。
BP神经网络的一个显著优点就是其可进行自学习，能够通过训练得到预期的效果。其学习过程由正向传播和反向传播组成，神经网络的输入值经过非线性变换从输入层经隐含层神经元的逐层处理传向输出层，此为正向传播过程。每一层神经元的状态将影响到下一层神经元状态。如果输出层得到的数值与期望输出有一定的偏差，则转入反向传播过程。神经网络通过对输入值和希望的输出值(教师值)进行比较，根据两者之间的差的函数来调整神经网络的各层的连接权值和各个神经元的阈值，最终使误差函数达到最小。其调整的过程是由后向前进行的，称为误差反向传播BP算法。具体学习过程如下：
（1)随机给各个权值赋一个初始权值，要求各个权值互不相等，且均为较小的非零数。
（2)输入样本集中每一个样本值，确定相应的网络实际输出值。
（3)计算实际的输出值与相应的样本集中的相应输出值的差值。
（4)按极小误差方式调整权值矩阵。
（5)判断网络误差是否小于训练前人为设定的一个较小的值，若小于，则跳出运算，此时的结果为神经网络的最终训练结果；若大于，则继续计算。
（6）判断最大迭代次数是否大于预先设定的数，若小于，返回（2）;若大于，则中止运算，其结果为神经网络的最终训练结果。
上述的计算过程循环进行，直到完成给定的训练次数或达到设定的误差终止值。
二、BP神经网络在农业工程领域中的应用
1.在农业生产管理与农业决策中的应用
农业生产管理受地域、环境、季节等影响较大，用产生式规则完整描述实际系统，可能会因组合规则过多而无法实现。神经网络的一个显著的优点就是其具有较强的自学习、自适应、自组织能力，通过对有代表性的样本的学习可以掌握学习对象的内在规律，从而可以在一定程度上克服上述信息量大的问题。神经网络在农业生产管理方面可用于农作物生长过程中对农作物生长需求进行预测，从而通过对养分、水分、温度、以及PH值的优化控制达到最优的生长状况。采用神经网络预测算法的主要思想可描述为：（1）收集一定规模的样本集，采用BP算法进行训练，使网络收敛到预定的精度；（2）将网络权值矩阵保存到一存储介质中，例如文本文件或数据库中；（3）对于待预测数据的输入部分，从存储介质中读出网络连接权值矩阵，然后通过BP神经网络的前向传播算法计算网络输出，输出结果既是预测出来的数值向量。如霍再林等针对油葵不同阶段的相对土壤含盐浓度对其产量的影响有一定的规律的现象，以油葵的6个成长阶段的土壤溶液含盐的相对浓度为输入样本，相对产量为输出样本，通过比较发现，训练后的神经网络能较好预测油葵产量，采用此方法可补充传统模型的不足，为今后进一步的研究开辟了新路。
在农业决策方面，主要将农业专家面对各种问题时所采取的方法的经验，作为神经网络的学习样本，从而采用神经网络建立的专家系统将从一定程度上弥补了传统方法的不足，将农业决策智能化。如何勇、宋海燕针对传统专家系统自学习能力差的缺点，利用神经网络可自我训练的优点，将神经网络引入专家系统中。将小麦缺素时的田间宏观表现，叶部、茎部、果实症状及引起缺素的原因这五个方面的可信度值作为神经网络的输入量，将农业专家诊断的结论作为输出量，将这些数据作为神经网络的训练数据。实际应用表明此系统自动诊断的结果与专家现场诊断的结果基本一致，从而采用该系统能够取代专家，实现作物的自我诊断，为农业管理方面提供了极大的帮助。如马成林等针对于传统施肥决策方法中非线性关系描述不足的问题，基于数据包分析和BP神经网络，建立了施肥决策模型，应用表明，在有限的范围内，模型预测结果较为合理，可以反映玉米的需肥特性。刘铖等人提出采用神经网络应用在农业生产决策中，以莜麦播种方式决策为例，通过对产生式规则的分析导出神经网络输入、输出单元数，并通过多次试验确定隐层单元数，用MATLAB方针结果表明，采用神经网络作为农业生产决策的方法，取得了较好的效果。谭宗琨提出将基于互联网环境下的神经网络应用在玉米智能农业专家系统中，根据农作物发育进程分成若干个发育期，分别对各个发育期建立管理模型，依照作物各发育期进程时间间隔，由计算机系统自动选取相应的模型进行决策。应用分析的结果表明采用神经网络的玉米智能专家系统已初步接近农业生产的实际。
2.在农产品外观分析和品质评判
农产品的外观，如形状、大小、色泽等在生产过程中是不断变化的，并且受人为和自然等复杂因素的影响较大。农产品的外观直接影响到农产品的销售，研究出农作物外观受人为和自然的影响因素，通过神经网络进行生产预测，可解决农产品由于不良外观而造成的损失。如Murase 等针对西红柿表皮破裂的现象，西红柿表皮应力的增长与西红柿果肉靠近表皮部分水分的增加有关，当表皮应力超过最大表皮强度时，将导致表皮破裂。用人工神经网络系统，预测在环境温度下的表皮应力，可通过控制环境变量来减少西红柿表皮破裂所造成的损失。
在农业科研和生产中，农产品的品质评判大多是依赖于对农产品外观的辨识。例如对果形尺寸和颜色等外观判别果实的成熟度，作物与杂草的辨别，种子的外观质量检测。由于农业环境的复杂性和生物的多样性，农产品的外观不具有较确定的规律性和可描述性，单一采用图像处理技术辨识农产品的外观时不宜过多采取失真处理和变换，否则则增加图像处理的复杂性，特征判别也相对困难。人工神经网络由于其具有自学习、自组织的能力，比较适宜解决农业领域中许多难以用常规数学方法表达的复杂问题，与图像处理技术相结合后，可根据图像特征进行选择性判别。采用此方法可以部分替代人工识别的工作，提高了生产效率，也有利于实现农业现代化。如Liao等将玉米籽粒图像用34个特征参数作为神经网络的输入变量，将输出的种粒形态分为5类，经过学习的神经网络对完整籽粒分类的准确率达到93％，破籽粒分类的准确率达91％。
3.蔬菜、果实、谷物等农产品的分级和鉴定
在农业生产中，蔬菜、果实、谷物等农产品的分级和鉴定是通过对农产品外观的辨识进行的。传统的农产品外观的辨识方法费时费力、预测可靠度很低，而且多采用人工操作，评价受到操作者主观因素的影响，评判的精度难以保证。利用人工神经网络技术结合图像处理技术可部分代替以往这些主要依靠人工识别的工作，从而大大提高生产效率，实现农业生产与管理的自动化和智能化。
利用BP神经网络技术对农产品果形尺寸和颜色等外观评判，目前国内外已有不少成果用于实际生产中。何东健等以计算机视觉技术进行果实颜色自动分级为目的，研究了用人工神经网络进行颜色分级的方法。分别用120个着色不同的红星和红富士苹果作为训练样本集对网络进行离线训练。两个品种的苹果先由人工依据标准按着色度分成4级，对每一个品种分别求出7个模式特征值作为BP网络的输入，用训练好的神经网络进行分级。结果表明红富士和红星果实的平均分级一致率分别为94.2％和94.4％。刘禾等用对称特征、长宽特征、宽度特征、比值特征等一系列特征值来描述果形。采用BP网络与人工智能相结合，建立果形判别人工神经网络专家系统。试验水果品种为富士和国光。试验表明系统对富士学习率为80％，对非学习样本的富士苹果的果形判别推确率为75％，系统对国光学习率为89％，对非学习样本的国光苹果果形判别系统的难确率为82％。
三、未来的发展方向
人工神经网络的信息处理技术现已在农业工程领域内得到了迅速的应用，采用人工神经网络算法的农业系统能够从一定程度上改善控制效果，但此技术在农业范围内还不够成熟，有待于进一步的研究。今后科研的方向大体上可以从以下几方面着手：
1.人工神经网络算法的改进
人工神经网络算法由于本身具有一定的缺点，从而采用人工神经网络的算法的信息处理技术在应用过程中具有一定的局限性。在今后的研究中，可以从人工神经网络方向着手，改进人工神经网络算法，从而实现其在农业领域内更好的应用。近年来随着模糊算法、蚁群算法等算法的相继出现，将神经网络与其他算法结合在一起已经成为了研究的热门话题，也是未来算法研究的主要方向之一。
2.应用领域的扩展
人工神经网络算法在农业工程方面现已得到了迅速的发展，扩展其在农业工程领域的应用范围是未来的一个主要研究方向。人工神经网络由于其具有自学习能力，可对农业系统的非线形特性进行较好的描述，采用人工神经网络可解决传统方法的不足，从而实现农业现代化。如何将神经网络较好地引入到农业系统，解决农业工程中的部分问题，已是今后农业科研中的一个方向。
四、结束语
神经网络作为一种人工智能范畴的计算方法，具有良好的自学习与数学计算的能力，可通过计算机程序进行模拟运算，现已广泛用于模式识别、管理决策等方面。随着计算机硬件和软件的不断发展与农业工程方面的研究的不断深入，神经网络将在农业管理、农业决策、农作物外观分类、品质评判等方面充分发挥其自学习能力强，计算能力强的优势，通过对样本数据的学习，神经网络可较好地解决农作物生长过程中的作物分类、预测等非线形的问题。在农业工程领域内，神经网络拥有广阔的科研前景。
振兴农业、富裕农民、繁荣农村是党和政府新时期的一项中心工作。与时俱进，全面推进我国农业技术创新，特别是农业工程技术创新，提升我国农业竞争力，为建设现代农业打下坚实的物质技术基础，将成为彻底解决“三农”问题的重要举措。
从农业工程技术创新的领域看，既包含种植业、林业、畜牧业和渔业等大农业，又包括农业的产前处理和产后精深加工全过程的工程技术。可以说，农业的发展、农民富裕、农村经济繁荣的过程就是农业工程技术装备农业的发展过程。全面推进农业工程技术创新，充分利用农业资源、提高土地产出率和农业劳动生产率、发展农村经济，是我国从根本上解决“三农”问题的战略选择。
当前，我国农业正处在传统农业向现代农业转变的加速期，推动农业工程技术创新面临千载难逢的历史机遇。但是，我们要清醒地看到，我国农业科技虽然取得了显著的进展，农业科技体系改革创新建设也取得了新的成绩，但是与世界农业强国相比，与我国的建设现代农业的需要相比，农业科技发展水平相对落后，原始创新和系统集成创新能力明显不足，现代农业工程技术的创新与应用差距更大，几千年封建小生产意识与观念的残余仍束缚着农业科技创新能力的提高和新技术的普及应用与发展。
因此，我国农业科技创新体系建设要站在全局的高度，深刻领会和把握科学发展观的内涵，树立“以人为本、创新跨越、支撑产业、持续发展、引领未来”的科技发展观，按照建立社会主义和谐社会的要求，以国家中长期科技发展规划为指导，从我国建设现代农业对农业工程技术的实际需求出发，充分借鉴国际成功的经验与做法，创建农业生产与农业工程技术一体化的创新体系，充分发挥政府的主导作用，部级研究机构与研究性高校的骨干作用，市场的基础作用和企业技术创新的未来主体作用，完善科技评价制度和资源配置制度，提高我国农业科技的创新能力和创新效益，加强引进技术的消化吸收与自主创新，特别是技术创新和系统集成。通过“政府推动、优化整合、协作共建，突出创新”的方式，实现资源整合、布局调整、能力提升、自主创新，为农业现代化服务。
一、体系建设。即充分利用发挥好现有农业科技创新的工程化平台，推动农业工程技术创新体系建设。注重“产、学、研”战略联盟建设和“工程技术集成与推广服务”平台建设相结合，促进农艺科技与农业工程技术一体化的新型农业科技创新体系的形成。满足“实用性、经济性、先进性”三大要求，开展关键技术创新突破、成套技术系统集成、先进实用技术推广示范。构建主攻方向明确、优秀支撑突出、布局结构合理、区域分工明确、资源优势互补、具有较强国际竞争力、管理科学、运行高效，研究开发、生产、推广有机结合的国家农业工程技术创新体系。
以部级研究机构和研究能力强的高等院校为主体，构建国家农业工程技术创新体系的优秀层，开展自主创新，成为农业工程技术的创新源头；以部级工程中心与具有行业优势的大型企业为主体，组建农业工程技术创新体系的转化层，开展科技创新成果的转化和产品创新，成为行业技术的集散地与孵化器；以具有区域优势的科研机构和推广应用服务部门为基础，构建农业工程技术创新体系的辐射层，建立覆盖全国的推广服务网络，成为农业工程技术的辐射源。
二、系统集成。在创建农业生产与农业工程技术一体化的创新体系过程中进行统一、系统部署，强化高新技术引领下的应用基础技术创新和农艺技术、农业工程技术的组配融合，全面提升农业工程技术的集成、应用和开发能力。要做好两个层次的紧密结合。第一层次是传统的机械、土木、水利、化工、电气工程技术与农业生物、资源、环境科学的紧密结合；第二层次是微电子学、工程控制、人工智能、信息技术、新材料、生物化学、生物仿生技术等将与新兴生物工程技术、农艺学、生态学、食品科学密切结合。通过上述两个结合的相互渗透，实现信息共享与资源整合，形成农业工程技术的效率优势。
三、合理布局。在优势农产品区域布局和农业产业带的区域性专业化框架下，本着发达与欠发达地区、沿海与内陆、东部与西部地区相结合的原则，建立与农产品生产相适应的农业工程技术创新基地。紧密围绕人类面对的农业资源约束、食物安全与可持续发展的需求，开展具有区域特色的科技创新与产业示范带动活动，全面提升我国农业产业化水平和农业的竞争力。
（作者分别系中国农业机械化研究院院长、副院长）
