时间：2022-12-15 00:16:35
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摘要：近年来，兰州交通大学的环境工程学科发展较快。随着学术和科研水平的提高，研究生现有培养模式凸显出大量弊端，对环境工
>> 协同提升环境工程专业学位研究生创新和工程能力 研究生专业科普系列之环境工程 环境工程专业研究生课程教学改革探讨 浅谈创新型环境工程专业人才培养机制 环境工程专业型硕士研究生培养质量保障体系的探讨 环境工程领域全日制专业学位硕士研究生培养调查分析 创新型研究生培养机制的研究 环境工程专业学生创新能力培养模式研究 创新型计算机专业研究生培养课程教学改革与探索 环境工程专业本科生创新能力培养实践 “创新+工程实践”型环境工程专业人才培养模式改革探索 研究生培养机制改革述评 环境工程专业模式改革探索与创新 环境工程专业人才培养模式改革 环境工程专业学生实践创新能力的培养 依托企事业单位 环境工程专业创新型人才联合培养模式的探索与实践 环境工程专业实验教学改革研究 环境工程专业毕业设计改革研究 药物分析专业“创新型”研究生培养模式的探索 培养创新型研究生制度改革方向设想 常见问题解答 当前所在位置：l.
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关键词：工程科技人才；培养模式；美国；德国；比较研究
作者简介：杨婧（1984-），女，湖南新化人，仲恺农业工程学院人事处，助教；蔡立彬（1967-），男，海南琼山人，仲恺农业工程学院思想政治理论教学部，教授。（广东 广州 510225）
基金项目：本文系广东省哲学社科“十二五”规划2012年度学科共建项目（项目编号：GD12XJY15）的研究成果。
中图分类号：G649.1 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0037-03
就工程科技人才的培养而言，国际上已经形成公认的美、德两大基本模式。美国工程教育属于通用工程人才培养模式，致力于培养学科领域内的通用工程科技人才，整个培养过程注重批判思维的课程理念、跨学科的课程组织以及层次性的课程设置，通过对有关技术学科知识的整合以及经济、社会、政治和技术系统的了解提高学生的综合素质和创新能力。德国工程教育属于实用工程人才培养模式，它以培养适用性较强的高级工程科学与工程人才为目的，其突出特点是工程实践性的全程体现，培养过程重视工程实践教育的质量、学校与企业之间的紧密合作，致力于培养“解决实际问题的人”。而中国的工程教育习惯于从系统性和科学性出发组织课程及内容，尽管近10年来的改革主线是“以学校各院系的专业为基础，逐步实现专业课程的基础化、综合化和精简化”，[1]但其典型的学科课程观念未得到根本转变。本文以德国埃斯林根应用科技大学和美国麻省理工大学为实例比较分析了两种典型的工程科技人才培养模式，以期在几个关键问题上给我国工程科技人才培养一些启示。
一、德国工程科技人才培养模式——以埃斯林根应用科技大学为例
德国应用科技大学（Fachhochschule，简称FH）以培养应用型高级人才，特别是工程师及相应层次的职业人才为目标，以规模小、技术应用性强、就业率高见长，人才培养强调面向应用、面向实际、面向未来，培养的是掌握科学方法、擅长动手解决实际问题的工程人才。埃斯林根应用科技大学在德国应用科技大学中名列前茅。据1996年《Manager》对德语国家（瑞士、奥地利，包括苏黎世大学在内）的技术大学进行排名，埃斯林根应用科技大学排行第七，在所有参与排名的德国应用科技大学中排位第一。[2]
埃斯林根应用科技大学自2005年起实行三年制学士和一年制硕士培养方案，学制四年，分为预学期和7个正式学期，包括：基础阶段、专业基础阶段、专业阶段等三个阶段；共同学习和专业学习两个学习过程；预实习、工业实习、毕业实习与设计等实践环节。
首先是12周的预实习，即预学期，主要是为了认识实践。进入到正式学期后，分为三个学习阶段：第一个是基础阶段，包括第1～2学期，完成校级平台的基础课程，主要是自然科学基础课。第二个专业基础阶段，包括第3～4学期，主要完成系级平台针对所有专业及专业方向的共同技术基础课。需要注意的是，在第3学期有一个阶段考试，只有通过考试的学生才能进入专业学习。埃斯林根大学也以此为界，把所有课程分为1～3学期的共同学习过程和4～7学期的专业学习过程。第三个是专业课阶段，包括第5～7学期，这个阶段需要完成工业实习以及各专业方向的特有模块。第5学期是4个月的工业实习，第6学期是实践教学模块和各专业特有的限选课模块，而第7学期则是毕业设计与毕业论文。（见表1）
特别说明的是，进入到专业学习过程后实践环节比重较大，包括项目制作Ⅰ、项目制作Ⅱ、工业实习和毕业设计等环节，占据专业学习过程总学时的一半以上。而且第4学期的项目制作Ⅰ，属于课程设计；第6学期的项目制作Ⅱ，属于创新设计；而第7学期的企业毕业设计，属于综合训练。显然这些实践环节被精心安排为一个由浅入深、循序渐进的过程。
二、美国的工程科技应用型人才培养模式——以麻省理工学院（MIT）为例
麻省理工学院是美国排名第一的工学院。1994年，该院院长乔尔·莫西提出《大工程观与工程集成教育》的长期规划，指出工程教育需要从“重视工程科学理论的分科教育”向“更多地重视工程系统及其背景的教育”转变，确立了大工程教育理念，其课程体系设置也充分体现了大工程教育观。MIT的课程体系包括必修课、专业核心课、专业领域课程、非限制性选修课、信息交流课、实验和提高类课程等六类课程。每类课程都有明确的学分规定（见表2）。
必修课和信息交流课是所有科系的学生都必须上的。MIT注重通过对课程结构的规定达到一定的培养要求，规定相当具体，比如要求学生学习8门人文、艺术和社会科学课程（HASS），达到32个学分。而HASS课程又分为文学类、语言、思想和会准则类、视觉艺术和表演艺术类、文化和社会研究类、历史类等五类。8门课程中的3门必须选自这五类，且其中一门必须选自第一、第二或第三类。另一门必须选自第四或第五类。第3门可以从前两门课所在类以外的三类中挑选。MIT的各类选修课程都有大量的课程做支撑，虽然必修课的人文类课程只要求选修8门，但人文社科学院却开设了几百门课程供学生选择。专业领域的课程也是如此，许多科系要求学生在几十门专业课程中选择不少于3个专业方向的专业领域课程。
此外，MIT还有种类繁多的项目课程，包括以培养学生实践能力为主要目的的本科实践导向项目、独立活动期项目；有注重学生研究能力培养的本科生研究导向项目、大学二年级学生研究型课程；[3]还有为学生提供综合的、跨学科知识背景的联合课项目、媒体艺术与科学项目；着重培养学生实验能力的实验研究小组项目等等。
三、美、德工程科技人才培养模式对我国的启示
1.美国的启示：学科壁垒与课程综合化问题
中国高校近年来很注重借鉴美国课程模式，从重基础、宽口径，加强工程能力培养的改革，到近来提倡的创新教育、素质教育，通过综合化的高等工程教育课程培养具有大工程意识和技能的工程师体现了美国工程科技人才培养的观念。
“大工程教育”是美国工程教育20世纪90年代以来的主流思想。他们认为社会是一个不可分割的整体，在科学技术进步和经济发展的同时不能忽略社会文化、环境、道德等其他方面的因素。由此呼吁工程教育回归其本来涵义，把工程教育改革建立在学科基础上，更加重视工程实际以及工程本身的系统性和完整性。因此，工程教育不仅应该让学生学习工程科学的知识和理论，还应该“让学生接触到大规模的复杂系统的分析和管理，这不仅是指对有关技术学科知识的整合，而且包括对更大范围内经济、社会、政治和技术系统日益增进的了解”，[4]这就要求工程教育的内容应重新进行调整和综合，打破学科壁垒，把被学科割裂开来的工程再还原为一个整体。这就要求高校以跨学科的视角进行课程设置，充分考虑学科之间合理的交叉融合，培养学生宽厚的工程知识背景。
现在的课程群建设只是把相关课程机械地集合在一起，并没有整合教学内容形成新的课程，甚至没有建立课程之间真正的联系。有些学校人文课程的开设还具有一定的盲目性，几乎是想开什么课就开什么课，有什么教师就开什么课，没有挖掘工程科学内涵本身所具有的人文精神，或是把人文教育作为一种科学体系来考虑。[5]比如，仲恺农业工程学院工程专业的通识课程平台的课程包括：思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学英语、体育、大学信息技术基础、军事理论。美国的通识课程门类丰富，充分展示出科技与人、社会之间的关系，真正体现了融合科学教育、人文教育和工程专业教育为一体的大工程教育思想。美国的通识教育以庞大的选修课作为支撑，这不但是学生达到通识的必然基础，也为学生个性化的学习提供条件。
从麻省理工学院的培养工程科技人才的模式来看，美国工程专业的课程体系有四个特点值得借鉴：第一，为学生规定必须学习的基础知识课程。这些课程可以为工程领域内的一些专业提供更为广阔的专业知识，可以为学生在选择某一工程专业之前提供探究工程领域内各种问题的机会。第二，以庞大的选修课程作为支撑，为学生提供综合知识背景。比如麻省理工学院规定学生必须学习自然科学、社会科学、工程技术和信息交流等方面的19门课程，各类课程都有大量的选修课供学生选择。第三，通过灵活多样的项目课程、实验课程加强学生实践能力的培养。第四，注重学生个性并促进其创新能力发展。学生根据各自不同的知识结构、兴趣特张选择不同的课程和学习路径，自行组织课程和学习内容。比如MIT的实验研究小组。
2.德国的启示：三段论课程模式与课程实践化问题
中国高等工程教育受早期苏联的影响，习惯于从科学性和系统性组织课程内容和学习，这种学科课程思维模式根深蒂固，使得我国大部分工科专业课程体系存在几个难以改变的问题：一是课程体系保持公共基础课程、专业基础课程、专业课的三段论模式；二是学科壁垒仍旧没有打破，课程在学科内单向进行；三是工程实践课与理论课的矛盾未得以解决。[6]仲恺农业工程学院也存在这种情况。
2009年，仲恺农业工程学院工科专业的课程体系由4个平台2类课程组成，即通识课程平台、学科基础课程平台、专业课程平台以及实践教学平台四个平台。选修课和必修课两类课程见表3。
资料来源：仲恺农业技术学院人才培养方案汇编（2009）。
这在结构上看起来是开始实行“平台+模块”式课程，但是具体的课程设置却没有改变：通识课程平台是以往的公共必修课和公共选修课；学科基础课程平台是以往的基础必修课和专业基础必修课；专业课程平台是以往的专业必修课及选修课；实践教学平台也是以往的实践教学。尽管结构改变，但整个课程体系的实质仍然是以往的“公共基础课+专业基础课+专业课”的三段论模式。
德国埃斯林根应用大学的工程专业课程体系也是三段论模式，然而德国的工程教育模式在世界上享有独特的声誉。这是由于它的工程科技人才培养紧紧围绕工程实践性这个中心。德国工程专业的课程开发源于对企业现状、对技术与产品未来发展趋势的分析，并邀请一定的企业界人士共同参与设计，政府是企业与大学之间的纽带；工程专业的大学教授被要求至少具有5年以上的工程实践经历，教师教学与工业界形成了自然联系的网络，在学生的学校教育和企业实践训练之间存在较好的结合。[7]
与德国相比，我国工程教育具有“缺乏与工业界的紧密联系”的先天不足，由此造成的“工程化”不足问题严重影响教学、实验、实习和毕业设计等实践教学的各个环节。尽管一直呼吁“要加强实践”，但很多院系仍是过于强调理论知识的正确性与严密性而忽视工程技能的培训，实践教学经常被作为理论学习的附属品，实行“弹性”学时。[8]然而，实践是工程教育的根本。因此，要将阶梯型课程结构改变为渗透型课程结构，也就是将实践环节融入理论课程中，在理论课程教学中渗透实践内容；要按照循序渐渐、螺旋式上升的认识方法，由模拟型向实战型、验证型向创造型、单一型向综合型转化，精心安排实践教学环节；要坚持加强与企业的联系，持续深化产学研合作教育模式。
3.德国与美国的启示：实践课与理论课的平衡
德国工业大学的课程体系有两个思想渊源，一个是洪堡大学崇尚理论研究的教育思想与巴黎理工大学强调技术科学理论体系化的结合；另一个则是源于十八九世纪德国重商主义的坚定信仰，即科学在实际生活中的应用可以为国家带来财富。在这两个思想基础上，德国工业大学形成了既重视理论研究又密切联系工程实际的传统。今天，德国工业大学里的课程结构可能就是一种在理论和实践两极中寻求平衡的结果。学生必须圆满完成基础学习和主科学习，方可认为受到了理论及实践两方面完美的教育。[9]德国工业大学的基础学习主要包括自然科学，意在发展学生的科学知识基础。基础学习的技术以通过前期考试为准。前期考试主要是检验学生是否在总体上理解了所学的基础科学知识。通过了前期考试方能进入主科学习。主科学习包括听课、实验室工作、小组课程设计和毕业设计等。这一阶段的可选课程不管是书目和种类都是大量的，实践环节比重也较大。研讨课及项目设计的题目要求很高，是对学生解决实际问题能力的锻炼和考查，它们来自并将用于需要解决实际问题。学生往往通过项目设计与工业界接触亲身体验未来的工作环境。最后的主科考试主要考查学生对所学专业领域的学习和研究的程度。我国也可以借鉴此法，分别考查学生的理论学习和实践效果，以达到理论和实践的平衡。
实际上，作为世界上最为典型的两种工程科技人才培养模式，德国模式强调统一的必修要求，注重培养学生的工程设计能力、严谨务实的精神；而美国模式注重工程科学基础，强调多学科交叉、可选择性、主动性以及创新思维的培养。德国模式重技术，以“术”为主；美国模式重科学，以“学”为主。而今这两种各具特色的工程科技人才培养模式存在互相向对方靠拢的趋势。可认真研究二者之长处，结合本国本校的实际情况处理好“学”和“术”，也即理论和实践的关系。
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关键词：实践教学；工程实践；创新能力；农业水利工程专业
实践教学是学生深入领会理论知识和锻炼才干的有效途径，对高等院校工科专业高级工程技术创新人才的培养具有重要支撑作用[1]；它将课程实验、实习实训、社会实践、科学研究等融为一体，是培养学生工程实践能力、创新意识和团队协作能力的重要平台[2]。然而长期以来，受教育观念和资源投入等因素的限制，我国工科专业实践教学在目标制定、教学体系设计、教学方法、教学条件等方面存在诸多问题[3]。目前，许多本科院校的实践教学目标仍以验证理论知识、掌握实验方法和技能为主，缺乏设计性、开发性等综合实验环节，再加上针对学生创新意识和团队协作精神的培养空间有限[4]、科研能力和科研方法的训练欠缺[5][6]，导致学生的工程实践能力和创新能力严重不足。近年来，随着招聘单位对本科毕业生实践创新能力的要求不断提高，如何将工程实践教育与创新教育有机结合，科学构建现代实践教学体系，加强实践教学平台的实战化建设水平，成为了我国工科类本科专业亟待研究、解决的重要课题。为此，本研究以甘肃农业大学农业水利工程专业为例，构建了“四层次、七模块”的实践教学体系，并结合该体系的实践教学模块和各环节特征，加强实践教学平台分类建设，取得了较好的应用效果。
一“四层次、七模块”的实践教学体系
实践教学体系是依据人才培养方案和实践教学目标的要求，通过各个实践教学环节科学配置而建立起来的、与理论教学体系相辅相成的整体教学框架体系，是有序组织开展各类实践教学活动的总的指导文件，对培养学生的实践创新能力、提升就业竞争力和后续工作潜力至关重要[7]。本研究以甘肃农业大学农业水利工程专业为例，在深刻把握培养该专业人才所需的工程实践能力和创新能力的基础上，构建了“四层次、七模块”的实践教学体系，如图1所示。
1“四层次”的教学阶段
按照实践能力培养的客观规律，本研究将“四层次、七模块”的实践教学体系的教学目标设置为基础夯实、专业强化、综合集成和创新培育等四个方面，据此，可从纵向上将教学分解为基础实践教学层、专业实践教学层、综合性实践教学层和科技创新实践教学层等四个阶段。每个阶段的知识结构分别覆盖了人才培养方案中通识教育、学科门类教育、综合技能教育和创新教育的基本内容，由此实现了理论教学与实践教学的环环相扣、相互促进，进而形成了与理论教学有机结合的完整教学计划体系，贯穿于公共基础学科基础专业基础专业及创新教育的人才培养全过程。
2“七模块”所属的实践教学层
（1）基础实践教学层基础实践教学层的目标是夯实学生的基础知识、提升学生的基本技能，并为后续课程的学习和实践能力的培养打好基础，包括——①基础实验实践模块：在保留“普通化学”、“大学物理”等课程必要的验证性实验基础上，加大综合性、设计性实验比例，实现对学生基础知识和技能的系统培养；同时，适当尝试开设创新性实验，以期尽早启迪学生创新思维。②社会实践环节：积极建立具有专业特点的基层水务部门社会实践合作平台，以促进学生初步获取基本知识、基本技能后能尽快将理论联系实际。依托该平台和自主组建的节水者协会等学生社团组织，学生分组集中开展社会调查实践活动，了解所修专业相关行业的基本情况，并提升其适应社会发展的基本能力。
（2）专业实践教学层专业实践教学层的目标是帮助学生深入领会专业基本知识，强化专业基本技能，包括——①专业实验实践模块：针对专业课程实验仍简单依附于理论课程的“一对一”封闭式模式问题，突破课程之间的壁垒，建立专业基础课程、专业课程、专业基础与专业课程之间的系统联系，统筹课程内部及课程之间的实验内容，使涉及基础理论的验证性、设计性、综合性实验实现合理配置。本研究将农业水利工程专业的“土壤学与农作学”、“土壤物理学”、“地下水利用”等专业基础课程的课内实验予以优化整合，单独开设了“专业综合实验Ⅰ”课程；同时，将“灌溉排水工程学”、“节水灌溉理论与技术”、“微灌工程设计”等专业课程的课内实验予以优化整合，单独开设了“专业综合实验Ⅱ”课程。在避免部分课程实验重复设置的同时，这两套课程为学生开展综合性、设计性实验和研究创新性实验提供了更充裕的时间和更专业的平台。②课程设计模块：是工科类专业工程实践能力训练的重要组成部分，应依据人才培养方案中对学生设计能力的总要求，科学安排课程设计环节，并与相应的专业课程理论教学统筹协调，既要避免与理论课程的教学时间安排等相冲突，又要注重设计环节的相对独立性（如单独设置、独立考核）；应理顺不同课程设计之间的衔接关系，注重设计环节的系统性和连续性。本研究探索并安排了“工程水文学—水资源规划及利用—水工建筑物”联合课程设计环节（即从“工程水文学”课程的产流汇流、暴雨计算、设计洪水过程线推求开始，经过“水资源规划及利用”课程的兴利调节、防洪调节及水库特征水位计算，完成“水工建筑物”课程的大坝等建筑物设计），使学生通过参与一个完整的水利工程设计过程，达到实战化课程设计训练的效果。
（3）综合性实践教学层综合性实践教学层的目标是提高学生对专业知识和专业技能的深刻领悟及综合应用，逐步培养学生的创新意识和创新能力，包括——①专业综合性实践模块：包括大二认识实习、大三生产实习、大四毕业实习等综合实习环节和毕业设计环节。其中，综合实习环节旨在充分发挥校内外两种不同类型的实习资源，将认识实习以校内模型和校外实际工程相结合，实现较低成本培养学生总体工程认知意识的效果；生产实习和毕业实习则突出工程性和综合性，应将学生集中或分组安排在校外实践基地。在此基础上，本研究探索形成了“校内水利模型与校外多类工程感性认知系里集中与导师分组指导生产实训定点与兼顾就业的工程实践”等专业综合实践分类实习模式。而在毕业设计环节，应强化对学生选题的要求和指导，突出设计题目的实战性和工程性，尽可能地进行设计题目与校外设计单位工程设计的结合、与指导教师科研项目的结合、与SRTP（StudentResearchTrainingProgram，大学生科研训练计划）的结合、与学科专业竞赛活动的结合，并主动与校外实践基地共建单位（如相关设计院）合作。在此基础上，本研究探索形成了三种合作模式：第一种，“请进来”——针对工程设计任务集中、学生需求多的工程项目，应采取“请进来”模式，即学校邀请合作单位工程师和其所负责的工程项目双双进校，校方根据项目需求配备相应数量的学生，让学生在工程师和校内指导老师的共同指导下同步完成项目设计和毕业设计（即“毕业设计双导师制”）；第二种，“派出去”——针对设计战线长、学生需求分散的设计项目，宜采取“派出去”模式，即学校分阶段、分批次适时将学生派往设计单位，依托设计单位提供的场所和设备条件，在工程师的独立指导下开展设计工作（即“校外导师制”）；第三种，“接进来”——在校企双方已进行大量工程设计项目合作的基础上，学校积极争取承接部分测绘、描图、数据整理等基础任务重、学生需求多的工程项目或部分设计任务，对此宜采取“接进来”模式，即由校内拥有丰富工程设计经验的教师直接负责设计工作和学生指导工作，原设计单位适时派工程师进行审核督导。②自主研究性实践模块：主要目标是在学生具备一定专业知识积累和动手实践能力的基础上，进一步提升学生的创新、实践能力。为支撑该模块内容的开展，农业水利工程专业的所有专业基础及专业实验室都面向学生开放，并专门设置了实验室管理勤工助学岗位，招聘学生（以研究生为主）直接负责实验室开放工作的管理，切实将开放工作（负责场所保证、开放时间保证）落到实处。同时，结合本科生导师制工作，由导师针对学生在自主研究领域中遇到的问题提供必要指导，并及时掌握进展情况，进一步引导、启发学生的创新意识和创新思维培养。
（4）科技创新实践教学层科技创新实践教学层的目标是为学生提供更综合、更专业的实战化科技创新能力培养平台，涉及科技创新模块，该模块由以下环节组成——①科研训练：以学生为创新研究主体，构建了以“国家级为引领、校级为主体、导师资助为补充”的三级SRTP体系。鼓励学生根据在已有创新实践中发现的科学问题，自主组织团队（一般包括3～5名学生和1名指导教师）选题，并申报国家和学校SRTP项目；也可直接与教师科研项目相结合，由导师指导并直接提供经费开展创新研究。②认证培训：针对行业的特点和能力要求，将教学、培训、认证相结合，与相关企业联合开展CAD资格和工程测量资格的认证培训项目，并通过最新前沿培训、赴企业学习先进设备操作和感受创新研发氛围等，提升学生实际操作的技能和适应市场需求的能力。③学科竞赛：构建了由数学建模、力学结构设计、挑战杯、水利创新设计等组成的分阶段的竞赛活动体系，力求实现“以赛促能、以赛创新”的目的。④科研助手：设立科研助手与勤工助学相结合的本科生助研岗位，由学校勤工助学办和科研项目主持老师共同协调招聘学生并定期发放助研补贴，在导师、研究生等的指导下开展项目研究工作，达到勤工助学与专业对口、科研能力迅速提升的效果。
二加强实践教学平台分类建设
优良的教学硬件条件对提高教学质量和激发学生的学习兴趣至关重要。本研究针对“四层次、七模块”的实践教学体系的实践教学模块和各环节特征，加强实践教学平台分类建设，为学生提供了较为完善的硬件实践教学平台资源，如图2所示。
1优化校内资源，加强基础实践教学平台的建设
近年来，甘肃农业大学（下文简称“学校”）采取“循序渐进、分步实施”的方针，逐步加大资金投入力度，改善基础实验教学条件。以新建基础实验教学中心为契机，学校成立了校级基础实验教学中心，对分散于各学院的公共基础实验室统一集中管理，并面向全校各相关专业有序开放，实现了教学资源的优化利用，保证了学生基础实践教学能力的培养。
2多措并举，提高专业实践教学平台的服务能力
（1）整合院内实践教学资源，成立院级工程基础教学中心和水利土木实验教学中心学校将分散于学院各专业的测绘、制图、CAD、力学等实验室进行整合，设立了院级工程基础教学中心；同时，将水力学、土工、建材、水工、结构、灌排、节水灌溉等实验室进行优化整合，建立了水利土木实验教学中心。两大中心的成立，实现了专业基础和专业实验室的统筹管理、统一调配，为校内专业实践教学的高效开展提供了有力的保障。（2）转变思路，大力推进实验室与校企的联合共建学校和企业在人才培养、科技创新、产品研发等方面拥有各自的资源优势，如何将学校充裕的场地、雄厚的师资力量与企业先进的设备、市场化的产品研发环境相结合，构建集“研发—生产—检测—学生实习实践”于一体的校企共建实验室，对提升学生的实践能力极为重要。基于上述认识，学校积极与新三思公司、甘肃大禹节水集团公司合作，先后共建了农大—新三思联合力学实验室和农大—大禹灌溉排水实验室，实现了公司产品研发、检测与学生创新研究的有机结合。
3分环节加强校外实践基地建设，提升综合性实践教学平台的服务水平
针对认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等综合实践教学环节的特点，学校分环节加强校外实践基地建设，与国网甘肃刘家峡水电厂、甘肃景电管理局等单位合作建立了刘家峡水电站、景泰电力提灌工程等建筑形象具体、典型的实践基地，用于认识实习，帮助学生加深对水利工程运行管理、水利枢纽组成、各种枢纽建筑物形态及功能的感性认识；同时，与甘肃省水利水电勘测设计研究院、甘肃农业工程咨询设计所、甘肃华成建筑安装工程有限公司等单位合作建立了多个专业特征明显且生产氛围浓厚的实践基地，用于学生生产实习、毕业实习和毕业设计。此外，学校还与张掖水务局国家重点试验站等单位合作，共建了实践教学科研创新基地，用以强化学生的综合实践能力培养。
4广泛利用社会资源，协同构建科技创新实践教学平台
（1）参与建立节水灌溉产业技术创新战略联盟和节水灌溉院士专家工作站2013年，由甘肃大禹节水集团股份有限公司负责统筹，有甘肃农业大学、中国水利水电科学研究院、西北农林科技大学等23家单位参与，成立了节水灌溉产业技术创新战略联盟和节水灌溉院士专家工作站。依托此联盟和工作站，学校农业水利工程专业的教师与甘肃大禹节水集团公司的科研人员联合申报了国家科技支撑计划1项、国家自然基金5项、甘肃省科技重大专项1项，并指导40余名本科生结合上述项目完成了科研训练和毕业论文研究工作。（2）集聚社会众创资源，成立学校创新创业中心①优化学生创新创业课程体系建设。依托“慕课”等网络课程平台，在丰富“职业生涯与发展规划”、“就业指导与创业教育”等通识类课程内容的基础上，学校采用创新创业讲座沙龙、KAB（KnowAboutBusiness）、SYB（StartYourBusiness）、GYB（GenerateYourBusinessIdea）等形式，开发了个性化创新创业课程，构建了通识教育与个性化教育相结合的创新创业课程体系。②稳步推进创客空间和创业苗圃。按照构建众创、众包、众扶、众筹平台的理念，学校致力于打造具有配套支持全程化、创新服务个性化、创业辅导专业化等特点且具有鲜明农业特色的众创空间。目前，学校已成功申请到甘肃省教育厅大学生就业创业专项项目2项和企业投资创客空间项目3项。③试点建设创新创业实验班。学校进行了创业实验班（宣人班）和创新实验班（彤笙班）的试点建设——前者针对有强烈创业愿望的学生而开设，通过创业培训，组建创业团队，参加创业大赛，开展创业训练和创业实践；后者则针对有浓厚科技创新兴趣的学生而开设，通过选派指导教师，依托校企各类科研平台及科研项目，以立项资助的方式开展创新实践活动。④拓展校外创新创业服务资源。与“船说创业咖啡”等省级众创空间建立合作关系，对接社会专业化、服务化的创业一站式服务平台资源，联合开展专业孵化服务；与KAB、北森、智慧树等网络课程公司建立合作关系，对接企业线上课程资源，联合开展创新创业课程服务；依托校企合作资源，与相关农业企业建立合作关系，联合开展创新创业人才培养服务。（3）探索形成“本科3+1”校企联合办学模式，强化学生节水灌溉工程实践能力的培养针对我国水资源紧缺及农田水利建设滞后等瓶颈问题，学校在农业水利工程本科专业办学的基础上，又增设了节水灌溉培养方向，并和甘肃大禹节水集团股份有限公司合作开设了大禹节水班，实行“本科3+1”办学模式（即3个学年在校内学习，1个学年到公司实践）。该模式强化了学生在节水灌溉工程设计、施工和运行管理方面的能力培养，为行业和企业培养社会急需的、从事农业水利工程专业“节水灌溉”方向工作的高层次复合应用型人才做出了贡献。
三应用效果
经过“四层次、七模块”的实践教学体系及实践教学平台分类建设，学校农业水利工程专业中的综合性、设计性和创新性实验的比例稳步增长——这三类实验的总比例由2011年的50%增长到2015年的85%，学生毕业设计结合工程实际项目和教师科研项目的比例由49%增长到95%以上。与此同时，“四层次、七模块”的实践教学体系及平台的建设，也推动了专业和学科的快速发展——2013年，农业水利工程专业成为学校首批综合改革试点专业；2014年，农业水利工程专业教学团队得到学校重点立项培育，同年，该专业获批为甘肃省高等学校本科特色专业。“四层次、七模块”的实践教学体系及平台通过5年多的实践，在甘肃农业大学农业水利工程专业中已经取得了较好的应用效果：①2011～2016年，农业水利工程专业累计申报立项SRTP项目105项、研发的作品申报专利8项、发表科技论文9篇。②相关学生先后获美国大学生数学建模竞赛一等奖1项、三等奖1项，在全国大学生数学竞赛中获得国家级一等奖2项、二等奖2项、三等奖2项，在全国第九届周培源大学生力学竞赛中获得甘肃赛区省级一等奖3项，在甘肃省大学生“创新杯”计算机应用能力竞赛中获得特等奖3项、一等奖2项、二等奖2项、三等奖2项，在第七届全国信息技术应用水平大赛CAD设计本科及以上组竞赛中获得全国二等奖1项。③2015年，该专业学生研发设计的“温室灌溉增温设备”、“基于屋面优化设计的全自动雨水初期弃流装置”作品代表学校首次参加全国大学生水利创新设计大赛，并分别获得二等奖和优胜奖；同年，该专业学生研制的“地下滴灌增温加气设备”作品获得甘肃省大学生“挑战杯”科技作品一等奖。④农业水利工程专业的毕业生也受到了用人单位的广泛好评，且连续5年的就业率、考研率均超过94%。
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截至2003年底,我国设置工程管理专业本专科层次的院校共有212所,其中可以招收本科生的院校有143所。在相当长的时期内,我国工程管理一直隶属于土木工程专业大类,1998年专业调整后,改属管理大类。目前,工程管理专业的主管部门是教育部,由建设部代管。而高校工程管理专业的学科建设管理工作亦由教育部牵头负责。北京建筑工程学院管理工程系创立于1997年,由我国著名的建筑经济与管理专家刘长滨教授携手原土木工程系管理教研室主任著名工程项目管理专家丛培经教授共同创立,在吸纳了原土木工程系管理教研室教师的基础上稳步发展。从1997年开始招收管理工程专业本科生,1998年根据国家专业调整更名为工程管理专业。从1999年开始招收管理科学与工程专业硕士生,2004年开始招收项目管理领域工程硕士。
二、对工程管理的理解
1.工程的理解
人们对“工程”一词的理解有泛化的趋势,比如211工程、菜篮子工程、米袋子工程、希望工程等。归结起来,一般有三种含义,第一种含义是指将自然资源最佳地转化为结构、机械、产品、系统和过程以造福人类的活动;第二种含义是上述活动的结果,例如长江大桥、青藏铁路等;第三种含义是从上述活动和实践过程中总结提炼出来的并吸收有关科学技术而形成的学科———工程学科。中国工程院目前包含的工程种类有17种:机械工程、运载工程、信息工程、电子工程、化学工程、冶金工程、材料工程、能源工程、矿业工程、土木工程、水利工程、建筑工程、农业工程、轻纺工程、环境工程、医药工程、卫生工程。
2.管理的理解
管理是共同劳动的产物,只有共同劳动才能产生生产力,而共同劳动是一种多人之间的协作行为,多人之间的共同劳动就可以进行分工,从而发挥各个个体的比较优势,这种多人之间的群体协作需要协调与指挥———即是管理,从系统论的角度看,多人的共同劳动就具备了单个个体不具备的功能。但是共同劳动的效率与效益取决于管理,管理是多人多种生产要素能否具备规模经济的关键。管理在社会化大生产条件下得到强化和发展。分工的细化和生产社会化程度的提高,企业规模的扩大,资源配置越来越复杂,生产各环节相互依赖越来越强,这些都要求更高水平和更大强度的管理。管理是个多维的复合体,管理同时具有自然属性和社会属性,具有科学性和艺术性。人们对管理的认识经历了经验管理与管理理论萌芽、古典管理理论、现代管理理论和现代管理理论的新发展阶段。进入20世纪50年代,现代管理思想的发展异常活跃,众多的学者从不同方向、不同角度,采用不同方法研究管理问题,各树一帜,建立了许多管理理论学派,形成了管理理论研究的分散化。美国管理学者孔茨和奥唐奈将这种现象称之为“热带的丛林”。管理理论的热带丛林主要包括以下学派:管理过程学派(或称管理程序学派)、经验学派、人类行为学社会系统学派、决策理论学派、数理学派、交流中心学派等。在实践领域中,企业文化反映了企业领导层的核心价值观,不同的企业有不同的企业文化,而不同的企业文化反映了人们对管理实践的不同认识。比如海尔响亮地打出“海尔,中国造”的口号,联想提出“世界的联想”,TCL要做“世界级的企业”,而诺基亚则强调以人为本的理念。可见,人们对管理的认识和理解林林总总,不一而足。
3.工程管理的理解
狭义的工程管理主要是指建设工程管理,而建设工程的业务主要是以项目的方式展开的,所以有的专家和学者建议工程管理专业改称为建设工程项目管理专业,包括建设前的项目策划等前期的管理和建设实施过程中对设计、招投标和施工等管理以及建成后对工程实体的维护运营等的物业或设施管理。建设工程管理是指建设工程全寿命的管理,包括前期的策划与管理、实施期的管理和使用期的管理。建设工程管理的核心任务是通过管理使项目增值,包括为工程建设增值和为工程使用增值。建设工程管理具有系统性、综合性和复杂性等特点。建设工程的实践活动一般是一次性的活动,它需要消耗大量的不可再生的自然资源,需要多种学科多个领域的专门知识,涉及众多人的利益,现代建设工程项目正在向高、大、精、深方向发展。
4.工程管理教育的理解
工程管理教育是为社会培养既掌握工程技术又具有管理知识和技能的复合型人才。工程管理教育不是简单的工程教育加管理教育。工程管理的课程是跨学科的、综合性课程。该课程把工程技术内容和管理知识有机地结合在一起,其独特的教学内容是其他课程不能替代的。有了工科教育背景,再单独学一些管理学课程并不等于工程管理教育。只有将工程技术和管理的知识技能融会贯通,才能发挥1+1>2的效应。工程管理人员与一般专业技术人员和管理人员相比,要同时具备实施工程技术项目和进行专业化管理的能力,并能将两者有机地结合在一起。工程管理专业本科培养采用[基础课程]+[平台课程]+[方向课程]的结构体系。平台课程包括:技术平台课程、经济平台课程、管理平台课程、法律平台课程。方向课程包括:工程项目管理方向、房地产经营与管理方向、投资与造价管理方向、国际工程管理方向和物业管理方向等五个方向。从单个工程项目的实践来看,工程实践可以分为核心的形成工程产品的过程,为核心过程提供服务的辅工作过程以及在前两者之上的管理过程。作为工程管理者要取得1+1+1+1>4的效果,必须将以上四个方面的知识有机地结合起来,所以不仅要求学生有广阔的视野,更应该要求教师有广阔的视野,要求教师首先融会贯通以上四个方面的知识,而不是仅仅囿于自己的狭窄领域。
三、对工程管理专业的SWOT分析
1.SWOT分析框架
SWOT分析法又称为态势分析法,它是由旧金山大学的管理学教授于20世纪80年代初提出来的,是一种能够较客观而准确地分析和研究一个单位现实情况的方法。SWOT四个英文字母分别代表:优势(Strength)、劣势(Weakness)、机会(Opportunity)、威胁(Threat)。从整体上看,SWOT可以分为两部分:第一部分为SW,主要用来分析内部条件;第二部分为OT,主要用来分析外部条件。利用这种方法可以从中找出对自己有利的、值得发扬的因素,可以避开对自己不利的东西,发现存在的问题,找出解决办法,并明确以后的发展方向。根据这个分析,可以将问题按轻重缓急分类,明确哪些是目前急需解决的问题,哪些是可以稍微拖后一点儿的事情,哪些属于战略目标上的障碍,哪些属于战术上的问题,并将这些研究对象列举出来,依照矩阵形式排列,然后用系统分析的方法,把各种因素相互匹配起来加以分析,从中得出一系列相应的结论,而结论通常带有一定的决策性,有利于领导者和管理者做出较正确的决策和规划。
2.SW分析
从上述[基础课程]+[平台课程]+[方向课程]的培养结构体系可见,工程管理专业的优势(strength)在于培养的是复合型人才,知识领域宽广,视野广。工程管理专业的劣势(weakness)在于博而不精,抓不住重点,不知所云。我校许多学生到了大学三年级还不知道工程管理专业的核心内容,总觉得工程管理专业不如土木工程、给水排水等专业目标明确。我校工程管理专业的优势在于有工程技术作为依托,背靠建设类的专门院校,各个工程技术专业我校基本齐全,有可以利用的工程技术资源。同时经过多年的努力,我校还为北京市建设领域培育了成千上万的高级人才,这些人才目前正活跃于北京市建设领域,也为我校人才的培养积累了相当丰富的关系资本,为学生的实践教学提供了广阔的场地和平台。但是,资源只是潜在的优势,潜在的资源能否转化为效益,主要依靠能力的发挥,资源需要通过能力去实现增值,能力只有通过使用资源创造价值才能体现。
3.OT分析
由于我国还处于原始资本积累阶段,我国工程建设的发展尚有巨大的空间和广阔的前景。在我国工程实践活动中,企业对工程管理人员需求旺盛,尤其是中高层工程管理人员在企业中极为匮乏。根据中国工程院的调查结果,认为我国工程管理人员的综合素质不高。目前我国工程管理人才组成结构失衡和专业失衡同时存在。组成结构失衡表现在低层次人才相对过剩,而掌握先进知识、具有丰富经验的高水平人才相对缺乏。专业结构失衡则表现在当前工程管理队伍专业结构不合理,某些行业领域人才资源相对充足,而另一些行业领域人才资源严重匮乏。基本建设行业的工程管理人才属于较为充足的行业。尽管在项目管理组织中,工程技术、工程估价、工程经济、工程合同与合同管理、计算机应用和工程法律法规等领域的工作都是由相关的专业人员承担,如工程技术、估价师、律师、合同工程师等,但在现代工程项目中,各种技术工作、管理工作和职能工作之间越来越趋向于相互交叉,他们之间存在复杂的分工和协作关系。所以,人们的知识结构也必须交叉和多样化,即项目管理者必须对各种职能工作有很深的了解,而各职能人员或参与项目的各种技术人员也必须了解项目管理,不能“隔行如隔山”。这样才能形成一个知识上互相参透,能力上互相补充的管理群体。这就为工程管理专业培养的高素质人才提供了机遇和挑战。
四、实践教学不足及其对策
1.工程管理专业实践教学不足
中国工程院的研究报告认为,工程管理专业“实践性教学内容偏少”是普遍突出的问题。学生在未接受专业教育前,对工程实践过程缺乏一定的感性认识,对工程中需要解决的管理问题缺乏基本和全局性的概念。由于过于注重传授理论知识,而缺乏教学实践环节,使学生缺少对实际问题的真切体验,妨碍了运用理论知识解决实际问题的能力培养。目前,我校工程管理专业的实践教学一般包括入学教育、专业认识实习、各门课程的大作业、毕业论文调研和毕业设计(论文)等。从教学实践反映的情况来看,学生的理论知识学习和动手能力的培养之间确实脱节,对各门学科知识之间的综合应用能力尤其缺乏。
2.实践教学不足的对策
对实践教学不足的对策,笔者认为可以借鉴沈阳建筑大学齐宝库教授创立和总结的教学经验。沈阳建筑大学齐宝库教授在总结教学实践经验的基础上,根据工程管理专业的人才培养目标和规格要求,创立了“三明治”教学模式。这一教学模式认为,实际工程项目的管理能力是工程管理专业教学成败的关键,而这一能力的培养必须通过直接参与工程项目管理实践才能获得。基于这种认识,以齐宝库教授为首的教学团队大胆尝试了利用学校和社会两方面教学资源的“三明治”教学模式。即工程管理专业的学生首先在校内通过课堂教学学习五个学期的基础课、专业基础课和部分专业课之后,到工程项目工地实践一个学期,然后再回到学校学习其余专业课和做毕业设计(论文)。“三明治”教学模式中,学生作为企业的临时雇员,以项目经理助理或工程技术人员助手的身份参加工程管理工作。学生们在实践中学会运用所学知识解决实际问题,同时又将实践中遇到的问题再带回学校学习,在理论上进行研究和探讨,这样培养出的学生深受用人单位的欢迎。经过几年的实践,这种教学模式收到了较为理想的效果。
(1)使学生在就业前受到了工程师的基本训练。高等工科院校是培养工程师的,“三明治”教学模式的实施,使学生在工程制图、工程设计、施工测量、工程管理和企业管理等方面受到了工程师的基本训练,使学生毕业后就业能很快适应工作岗位。
(2)培养和提高了学生的综合素质和综合能力。在工程实践中,学生们作为企业的临时雇员,既要从事专业技术工作,又要参与工程和企业管理工作。这样学生们得到了锻炼,文化素质、人文素质、身心素质、思想道德素质、工程技术能力、管理能力和社会交往能力都得到培养和提高。
(3)充分发挥了社会在培养人才方面的作用。实行“三明治”教学模式后,学生有机会深入到有关企业。这些企业能够根据社会的实际需要培养学生,使企业认识到培养人才既是学校的任务,也是企业应尽的义务和责任,这样就调动了企业在培养人才方面的积极性。同时充分利用了社会在人才培养方面的潜能,弥补了学校办学在某些方面的不足。作为对“三明治”教学模式的改进,笔者认为可以在学生实习期间配备相应的理论和实践指导教师,从理论和实践两个方面对其实习加以指导。
五、新型工业化对工程管理专业教育要求
1.新型工业化的道路
美国未来学家托夫勒在20世纪80年代出版的《第三次浪潮》中预言,人类社会正向信息化社会迈进。由于IT技术的迅速发展,IT技术在发达国家和我国都已经形成相应的产业,目前IT技术正在深刻地改造发达国家的传统行业。由于我国工业化尚未完成,目前又面临信息化的重要任务,所以我国可以通过走新型工业化之路实现跨越式发展。在建筑业和基本建设领域,我国与发达国家之间存在数字鸿沟,其主要反映在信息技术在工程管理应用的观念上,也反映在有关知识管理以及技术的应用等方面。在产业与产业之间,由于建筑业的特性,目前建筑业信息技术的开发和应用及信息资源的开发和利用效率较差,使建筑业相对其他产业之间也存在较大的数字鸿沟。
2.建设工程信息化的要求
建设工程信息化是指建设工程信息资源的开发和利用,以及信息技术在建设工程中的开发和应用。建设工程信息化重要意义在于通过信息化,为建筑业的跨越式发展提供机遇。建设工程信息化包括软件、硬件、组织件和教育件四个要素,其中软件和硬件由信息产业提供,组织件涉及政府和企业的互动,而教育件作用的发挥则依靠教育部门。
(1)建设工程信息化要求人才具备信息意识
中国工程院院士王众托教授认为,人的因素是信息化成败的关键。认为“充分理解信息在社会经济文化中的重要作用,把信息和物资、能源一样当做重要的资源来看待,这种认识和自觉性可以称为信息意识。现代化的人必须具备信息意识,它是人的素质中很重要的一个因素。”乌家培教授认为“管理可以说是一种信息再生过程,它从管理主体收集信息开始,经过对信息的整理加工、存储和传递,产生信息的决策信息,施效于管理客体,又得到反馈信息而汇集于另一轮收集的信息中,这样循环往复,以至无穷。”可见,管理和信息化密切相关。
(2)建设工程信息化背景下的教学转变
由于计算机的普及和项目管理软件的商品化,工程管理专业的学生应最大限度地利用这些IT装备提高自己的学习效率,而将重点放在计算机干不了的专业学习上,比如项目系统分析、工程活动逻辑关系安排、实施方案的拟定、比较和评价、管理程序的制定、报告系统和文档系统的建立、工作过程中的协调、沟通和激励等。可见,IT技术推动的信息化要求教学模式应该将重点放在培养学生具备基本的思想、应用的能力上。同时,信息化通过网络连接为任何实践、任何地点、任何人的开放式教学提供了途径。信息化建设突破了传统教学方式的局限性,极大地改善了教学效果。教师在教学中,可充分发挥多媒体技术优势,以文字、图片、动画、音频、视频等形式生动地展现教学内容,特别是交互式动化演示以及虚拟现实的功能,可使抽象问题具体化、复杂问题简单化,从而极大地提高学生汲取知识的效率。同时,教师可根据教学要求和学生的实际情况,采用课堂面授和网络教学、实时与异步式讲授相结合的方式开展教学。信息化鼓励个性化的自主学习。信息化建设使得因人施教、因材施教的个性化教学成为可能。学生在课后可按照自己的安排、知识水平和认知特点,随时随地通过网络点播课件、开展虚拟实验,循序渐进地学习和复习。通过IT技术可以将工程实践的现场连接到课堂,也可以将其他高校的教学连接到本课堂;可以将各种研讨会、各种资料和网址连接进入课堂。信息化建设为教学提供了直接交流的良好空间和条件。教师与同行的交流,可不断的更新知识和开阔视野;通过教师答疑、作业管理、在线测评等交互学习环节实现答疑解惑、及时反馈信息,促进了师生沟通;学生之间通过专题小组、聊天广场等进行讨论交流,积极思考问题,获取知识,开展合作化的协作学习。网络为师生的互动提供了条件,信息化技术也为情景化教学的创设提供了条件,为创设仿真的实验室提供了条件。
高级工程师，武汉市农科院农业机械化科学研究所副所长，负责科研、科技管理工作。长期在农业科技推广一线从事新产品开发和高新技术的引进、改进工作。参与“7万亩建设”相关技术规范的起草与制定；主持、完成《七万亩设施蔬菜技术集成示范推广》（农机部分）；长期从事“温室内环境智能控制系统”、“现代设施条件下水肥耦合与配方施放技术”的研究；致力于小型设施蔬菜机具开发，拥有专利5项。
导读：随着蔬菜种植规模的不断扩大，实现蔬菜播种的机械化势在必行。研究和推广适合武汉的、融合农艺的蔬菜播种机，对于推进武汉蔬菜生产全程机械化发展进程具有积极作用。为此，介绍了武汉近几年引进国内外蔬菜播种机的现状以及消化、吸收和再创新蔬菜直播机具的研究进展。根据适应性试验情况，针对引进机具整机结构笨重和排种器更换困难，进行轻简化和模块化设计，自主研制的系列蔬菜播种机械农艺适应强、使用经济性高，能满足武汉市不同蔬菜播种要求，有效减轻农民的劳动强度、节约生产成本、改善生产条件，促进农民增产增收。
武汉市2012年全市蔬菜种植面积16.31万hm2，蔬菜总产量661.62万t。2013年，全市新建4 669 hm2设施蔬菜基地，主要种植薯尖、大白菜、结球甘蓝、菠菜等叶菜类蔬菜，年生产能力达5亿kg，日可供应1 370 t蔬菜。截至2015年，全市蔬菜总产量742.30万t，产值221.45亿元，占农业总产值比重达35.7%，稳居农业第一大支柱产业地位。2015年全市蔬菜播种面积17.407万hm2，综合考虑武汉市蔬菜生产机械化水平约在25%，高于同期全国蔬菜生产机械化水平[1]。但是，仍有大部分农户使用传统撒种方式，生产效率低，后期间苗、种子等生产成本高，增加了保障蔬菜供应数量和质量安全、稳定蔬菜价格的难度。因此，要提高土地产出率、劳动生产率以及提升蔬菜产品质量，推进蔬菜播种机械化成为必然选择。
1 蔬菜机械化播N方式
武汉地区蔬菜播种主要包括撒播、条播、穴播和精量直播。撒播即采用人工或机械方式将种子均匀撒于苗床上。穴播又叫点播，条播和穴播技术的核心是确保单位长度或单位面积内播种量的一致性。其排种原理以槽轮式、钉轮式、离心式、气流式等为主，属于传统播种技术。精量直播技术优于条播和穴播技术，对播种要求更为严格，具有省种、后期无需间苗等优点，是机械播种的发展方向。
1.1 撒播
蔬菜撒播机械结构简单，通过旋转叶轮产生的离心力将种子撒出。撒播是一种较粗放的直播方式，用种量较大，密度难以控制，后期管理不方便，产量难以保证。在武汉本地，种植菠菜、小白菜、萝卜等蔬菜往往采用这种方式。而生菜、油麦菜等外形不规则的蔬菜品种先撒播，然后再移栽定苗。对于苜蓿、油菜等一次种植面积大的种子，较多采用机械化撒播的方式，具体方法为将种子与肥料、细砂、炒熟的种子等填充材料混合之后进行人工或机械撒播。中国农业科学院草原研究所研制的撒播式播种机，种箱中的种子由排种器先落在一个球面上，再均匀地撒播在苗床上，可用于苜蓿等牧草种子的撒播[2，3]。这种方法种子浪费较严重，出苗后往往需要间苗、补苗。
1.2 条播
条播即将种子均匀地播成一条，行与行之间保持一定距离均匀播种。条播的作物有一定的行间距，通风和受光均匀，且便于行间松土施肥。条播用种量少于撒播，但单行作物密度相对较大。
具体生产过程中，武汉地区谷物、玉米、花生和马铃薯[4]等粮食作物多采用此方式播种。谷物条播机经多年发展已相对成熟，主要采用外槽轮式和摩擦盘式等类型的排种器。目前，市面上适用于小粒径种子的条播机多是在谷物条播机的基础上改进的[5]。
1.3 穴播
穴播，即按照规定的株距、行距进行播种，每穴内播有多粒种子，是一种比较精确的播种方式。穴播具有条播的优点，用种量较条播相对少些，且穴播由于边际效应的作用，由穴边缘向穴中心呈由大到小的有序状态分布，便于分级选苗，比较适合油菜及一些小粒径的蔬菜品种的播种[6]。
1.4 精播
精播即在规定的株距和行距要求下将每穴所播粒数控制到1粒，是一种更为精确的播种方式。精播可在保证出苗率的同时，将种子用量控制在最小，使田间植株分布均匀、合理密植，甚至不需间苗。
精量直播排种器有机械式和气力式2种。机械式包括垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、水平圆盘式、倾斜圆盘式、带夹式等。机械式精量排种器播种小粒径种子时型孔过小则易造成堵塞和破损，型孔过大难以实现精播的要求。当前的研究重点主要是解决小粒径种子容易造成的型孔堵塞和种子破损两大技术难题[7]。气力式排种器包括气吸式、气压式、气吹式等。气吸式利用负压吸种，完成种子与种群的分离、输种，在投种区切断负压，依靠种子的自身质量或刮种装置对种子的作用完成投种过程 。
1.5 小结
目前市场上成熟的小粒径蔬菜播种机，对机械式排种器种子受力与运动规律的研究已经比较成熟，以合格指数、漏播指数、重播指数、破碎率等指标量化排种器排种效果的评价体系趋于完善。对小粒径种子气力式排种技术的研究还有待加强。通过检测手段的升级，高速摄像、数值模拟和计算机仿真分析等技术的应用，研究气力式排种器气流场与排种器、种子的气固耦合机理，明确气流场与排种器结构的相互影响成为可能。机具在设计过程中，考察种子受载、变形及其破损过程和种子的运动规律，以及对气力充种、清种与种子运动情况等进行观察，利于设计出更有效、更轻简化的机具。
2 国内外先进小型蔬菜播种机械
为了突破蔬菜直播播种环节机械化的瓶颈，填补技术空白，武汉市农机科研、推广部门引进了韩国生产的2BS-JT10 型精密蔬菜播种机、日本生产的SYV-M500W矢崎电动蔬菜播种机以及国产的 DB-S05德易播汽油蔬菜播种机进行适应性试验，取得了较好效果。
2.1 2BS-JT10Z田汽油蔬菜播种机（图1）
该系列蔬菜播种机由上海康博实业有限公司从韩国引进，以汽油机为动力，适合直播蔬菜品种。该机型采用窝眼轮方式排种，适用范围广，小白菜、娃娃菜、玉米、黄豆种子都可播种。在播种过程中可按农艺需求调整好株行距，将播种、覆土、压土一次性完成。整机动力2.94 kW，最大同时可播10行，最小株距2.5 cm，播种深度最大70 mm，工作幅宽
830 mm。采用机械播种能保持行距、株距、深度基本一致，作物长势整齐。
2.2 SYV-M500W矢崎电动蔬菜播种机（图2）
该系列蔬菜播种机采用电力驱动，作业轻松。低位排种的设计使得落种更稳定，有利于提高播种精度。采用前轮驱动，便于排种器安装和更换。行距固定为40 mm或者为40 mm的整数倍，最大工作效率约10 005 m2/h。该机型采用一体式排种盒结构，更换排种器较为麻烦。
2.3 DB-S05德易播汽油蔬菜播种机（图3）
该系列播种机由德易播机械发展有限公司设计制造，以汽油机为动力，适合直播蔬菜品种。播种行数5行，行距8～15 cm可调，工作幅宽600 mm。播种轮采用特殊材质制作而成，其特点是防静电不粘连种子，使种子顺利落种，且不易破碎。该机型增加有离合装置，使得前进时播种，后退时不播种，最大程度减少种子的消耗。
3 武汉地区小型蔬菜播种机械研发现状
2013年，武汉市启动了“七万亩”设施蔬菜建设项目，成功引进国内外设施内小型机具10余套。在市委、市政府的高度重视下，武汉市农机鉴定推广站、武汉市农业科学院农业机械化研究所等农机推广科研单位积极作为，多次举办蔬菜生产全程机械化演示培训、现场推介会，大力推广先进适用的蔬菜生产机械。其中，武汉市农业科学院农业机械化研究所依托市财政局、市农委项目资金，设计研发了手推式小粒径蔬菜播种机、悬挂式蔬菜播种机和电动自走式小粒径蔬菜穴播机，申请专利2项（专利号：201410564369.5；201420613857.6）。在2013年、2014年武汉市农业博览会上，该系列产品因其适用性强，受到广泛关注。武汉市农业机械化科学研究所科研人员还不定期开展设施大棚内机具推广演示活动：从2014年起，武汉市农业机械化科W研究所在黄陂锦绣雨台合作社、黄陂石桥村、武汉市蔬菜科学研究所展示中心、新洲神龙和东西湖吉农、江夏武钢源通蔬菜基地、江夏元井山蔬菜专业合作社等地进行设施大棚内机械化播种示范推广工作，着力推动设施内小型机具的普及。此外，华中农业大学工学院联合武汉黄鹤拖拉机制造有限公司对原有油菜精量联合直播机进行了改进设计，推出黄鹤小粒种子播种机。
3.1 2BSR-2人工双行蔬菜播种机（图4）
该机型体积小，质量小，适合在大棚设施内作业。人力推动播种，开沟、播种、覆土、阵压一次完成，适合中、小面积作业。整机重量轻，可在垄上播种，操作简便、转弯灵巧。小粒种子密集性种植效果最佳，使用高强度复合材料制作播种轮磨损小，落种率89%以上。
该机型采用窝眼轮排种方式，可以根据种子大小自由组装，拆卸增加、减少行数（组数），更换播种轮可播不同类型的种子，适合萝卜、甘蓝、白菜、小白菜、娃娃菜、菜心、油菜等小粒径种子。行距8～15 cm，生产效率2.5 km/h，667～1 334 m2/h。
3.2 2BSX-2悬挂式蔬菜播种机（图5）
该机型适合在露天地块上，以拖拉机或者微耕机等为动力牵引工作。整个机器由动力、安装平台和若干个播种机模块组成。用户在使用时，可根据动力源的动力、宽度、行距选择行数自由组合，播种机模块整体安装在平台上，拆卸方便。同时还设计有地面仿形机构，使得每个播种模块可根据土地高低不平自动调节。通过更换播种轮，可进行小粒径种子播种。整机配套不同型号的齿轮，方便调节株距，播种深度可在0～30 mm内自由调节。播种速度快，整机作业速度5 km/h，即2 001～2 668 m2/h，播种准确率在80%以上。
3.3 2BSD-10电动小粒径蔬菜播种机（图6）
该机型整机尺寸小（宽1.2 m、长1.4 m），工作效率高，同时整机采用电池作为动力，环保安全，无污染，适合在设施大棚内进行快速高效的作业。整机安装有10个排种器，可以根据种植行距要求在1～10行间进行调整，行距最小8 cm，播种深度可在0～30 mm。开沟、落种、覆土、阵压一步完成，可以条播，也可以点播。播种过程中，劳动强度小，作业效率较高，整机作业速度3.5 km/h，1 334～2 001 m2/h，播种准确率在86%以上。
3.4 2BFQW-6型气吸式精密播种机（图7）
该机型由华中农业大学研制，武汉黄鹤拖拉机制造有限公司生产，外形尺寸2.3 m×1.6 m×1.1 m，整机配套动力6.3 kW柴油机，工作行数6行，行距10～25 cm可调，主要用于露天地块油菜播种，经过简单改装后也可用于小粒径类球形种子的播种，播种效率2 001～5 336 m2/h。该机型采用气吸式排种器，播种精度高，转弯半径小，适合小地块操作。
4 总结
与国外播种机相比，我国播种机结构落后，新技术含量低，外观质量差；整机结构显得笨重，调节不便，作业速度慢，液压技术和电子监控技术应用很少，新材料和新工艺还没得到广泛应用，普遍存在着产品内在质量不高、外观质量粗糙和可靠性差等问题。国外播种机制造成本高，远远超出中国农民的购买能力，不适合大量进口推广。因此，国内播种机的生产企业应该吸取国外的先进技术和经验，提高自己的技术水平和工艺水平，设计和制造出适合中国国情的高性能播种机，尽快缩小我国农业与西方发达国家的差距，这对于保证城市周边地区蔬菜种植、推动农业科技进步、稳定城市蔬菜供应，具有极其重要的作用。
参考文献
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