时间:2024-01-18 14:39:23
导语:在农业工程信息技术的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
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,国家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、核心支撑突出、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。
以国家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核心层,开展自主创新,成为农业工程技术的创新源头;以国家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。
李道亮教授,自1999年参加工作以来,先后主持完成国家科技支撑计划、国家863计划、国家自然基金、国家社科基金、成果转化基金、霍英东基金、欧盟Asla IT&C、国际合作重点等项目20多项:教授农业智能系统、农业信息技术、农业信息学、信息系统分析与设计等4门课程,在农业信息化领域的研究取得了许多重要成果;在科研和教学领域,李道亮教授主要致力于先进农业传感与智能处理系统的研究,重点开展了农业信息传感机理,农业信息智能传输、处理和传输和智能控制领域的研究,提出了农业智能系统的理论体系。
李道亮教授向《中国科技财富》介绍,近年来,我国农业信息化发展虽然迅速,但仍然存在一些问题。主要表现在,农业信息技术产品不成熟、服务体系整体的不完善、缺乏相应的激励和鼓励政策及产业体系、农业信息化机制不健全和联产承包责任制规模比较小,组织化程度低等方面。要解决这些问题,李道亮教授认为,应当呼吁对农业信息化的政策支持;国家应当有意识地扶持一两个龙头企业转向农业信息化的研究与生产,加快农业信息技术及产品熟化与转化;调动三大电信运营商积极对农业信息化的投入;同时还要大力推动农业规模化经营。
在农业信息化领域首次,李教授提出了将农业专家系统扩展到农业智能系统,从软件扩展到了硬件领域,拓展了农业专家系统理论研究和应用领域:重点研究了农业信息智能获取方法和技术,在国内开创了网络化智能化、数字化水产养殖信息技术应用系统的研究;提出了基于无线网络传感器和M2M技术的农业信息智能处理和传输技术:提出了水产养殖农业环境智能控制方法,集成和开发了集约化水产养殖系统,采用自动控制原理,改进了增氧机和投饵机的控制系统;他还将信息系统、专家系统与增氧机、投饵机和便携式水质测试仪等系列淡水养殖工程技术集成配套,形成高层次多功能的淡水养殖技术推广体系。
关键词:农业工程;培养模式;人才需求;教学改革
中图分类号:G420 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)51-0219-02
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,通过以工程应用为核心的训练和实践体系,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。
参考文献:
[1]张黎骅,赵超.新形势下农业工程类本科人才培养模式的探讨[J].中国农机化,2006,(5):109-111.
[2]刘洁.试论我国农业工程的科技创新与人才培养[J].南方农机,2015,(6):92-93.
Social Demand Analysis and Training Mode of Modern Agricultural Engineering Talents
LI Xing-shu,XIONG Xiu-fang
(School of Mechanical and Electrical Engineering,Northwest Agriculture and Forestry University,Yangling,Shaanxi 712100,China)
智能化信息化,全球农业的发展方向
随着我国经济的发展、城乡一体化的不断加速、劳动力成本的快速提高、农村劳动力的紧缺,我国农业开始向经营规模化、生产标准化、推广产业化、全程机械化的方向发展。农业与工业的相结合,在这样一个宏观背景下,农机装备的智能化、信息化成为解决这些问题的有效途径之一。随着生活水平的提高,大家关注安全、安心的食品,对农产品的要求转变为重视品质。其中,物联网等电子信息技术的发展和普及,可解决消费者和市场对农产品信息的需求问题。另外,农机装备的智能化、信息化的可行性已在欧美、日本等发达国家取得了相应的成果和验证,因此这一发展方向是明智之举。
智能农机装备主要包括信息检测、数据分析和决策、相应的自动化执行机构以及相关信息传输技术。现代农业生产不是单一的产业,而是需要在复杂的环境里与工业等其他产业相互依赖、相互影响。因此,农机装备的智能化、信息化是一项系统工程,而不是简单的集成。
目前,我国已成立了《农业装备产业技术创新战略联盟》(以下简称农机联盟),包括了相关科研院校、企业、公司,并形成了一个体系,主导我国农机装备产品的研发。农机联盟已取得了显著的成效,得到了社会和相关部门的认可。由于农作物种类多,农业生产环境特殊,农业装备的研发需要到现场发现问题,通过现场试验、试制过程完善样机,并逐步实现产品化。农机装备的研究应与现场紧密结合,鼓励百花齐放,科研单位结合地区特色农业研制农机装备,农机联盟引领、扶持与企业合作实现产品化。
成绩斐然,执着前行
赴日本留学期间,崔永杰参加完成了永田雅辉(Nagata Masateru)教授主持的日本文部省课题“草莓采摘机器人”,获得了硕士、博士学位。当时日本几家科研单位率先研究草莓采摘机器人,后来农研中心(NARO)坚持研发十多年取得了可喜的成果,但尚无产品推广。
农业机器人进行产品化的过程中,成本和效率是一个突出问题,而且农业机器人与工业机器人相比有它的特殊性。工业机器人针对的是标准件,特定的环境、特定的条件、特定的工艺;农业机器人针对的农作物本身具有个体之间差异性,生长环境复杂,这些给农业机器人的开发带来新的挑战。虽然现阶段农业机器人处于研发阶段、成本较高、有待提高效率,但是从我国联合收割机、插秧机等高价位农业机械的发展、普及历史来看,今后成本不是主要问题。现阶段以人与机器人协同作业、机器人减少人的作业负担为主的理念,开始作好研究,准备迎接农业机器人市场的到来。
留日期间通过长期调研,崔永杰发现嫁接机器人产品化的瓶颈是幼苗的个体之间的差异、全程工艺的连贯性、系统装置的集成化。回国以后他通过地区调研发现,地方特色果业之一猕猴桃的棚架式栽培模式和果实物理特性很适合于机械化作业、农业机器人等自动化装置的研发。由于受到产业和地区特色的限制,目前猕猴桃采摘机器人的研究主要集中在新西兰和中国两个猕猴桃产业大国。果蔬采摘机器人的研发中创新点和关键技术主要包括信息感知、无损采摘末端执行器、提高作业效率以及安全保障的方法。
研究成果对产业的贡献,产学研相结合是很重要的手段。我国提出了产学研结合,日本提出了产学官结合。我们应重视作为行政部门官在促进行政、科学、产业的结合以及产业化过程中的作用。中华奇异果-猕猴桃的原产地是中国,也是陕西省的代表果实之一。猕猴桃生产中采摘机器人等自动化装备的应用,可提高附加值,推动猕猴桃的产业化发展,有较大的市场前景。崔永杰积极利用杨凌示范区的支持,积极与西北农林科技大学和地方的猕猴桃试验站、陕西九立机器人制造有限公司、陕西齐峰果业有限责任公司进行合作,把研究成果转化成产品为目标而努力。
两岸交流,共促技术发展
国际交流、民间交流是提高科研水平、促进产业化发展的重要手段。在海峡两岸合作交流日益频繁的今天,作为两岸交流的一部分,陕西省政府非常重视与台湾的交流。双方在农业、工业领域互补,可促进共同发展。台湾的芯片、农业园区建设都具有优势,陕西的农业园区市场、猕猴桃等果蔬产品市场的规模较大。陕西可以引进台湾的芯片、精密产品以及农业园区建设的丰富经验,陕西的猕猴桃等水果也可以出口到台湾。台湾大学方炜教授的科研成果、育苗企业也在陕西省杨陵示范区安家落户。台湾的大学和西北农林科技大学之间有广泛的交流,每年双方互派研究生、本科生进行实践教育、学术交流。
高铁、汽车、智能手机已充分证明了产业链、技术以及国际合作交流的重要性。通过合法的渠道利用已有的技术,可提高研发水平、缩短研发时间。崔永杰长期与国内科研院校、日本、韩国、加拿大等专家进行自动化农机装备的研究与交流,得到了很多启发,也凝炼出了一些观点。在“设施园艺”的实际应用中,日本已取得了较好的成果,国内的很多设施农业科研机构也有很多留日学者。根据产业化为主导的国家需求,我国“植物工厂”等设施农业领域除了基础研究,应重视自动化生产装备,有利于实现产业化。我们可以借鉴日本以工业技术和农业生产相结合为理念,已实施的“植物工厂”项目。其特点是结合地区特色农业,选择不同的地点、不同的农作物,注重农艺与自动化装备相结合,鼓励高新技术企业参与,加快研究成果的产业化。
教研相长,重视人才
我国目前在农业工程领域的人才培育情况也存在一些问题。每年招收研究生过程中第一志愿报考农业工程学科的好生源较少,调剂生源较多。国家已放开了推免生自主选择学校的权利,大学期间学习农业工程的很多推免学生想“跳槽”,主要原因是学生考虑就业或继续深造时,担心社会上的偏见,想早日去掉“农”字。
但是,农业工程人才有他的特殊性和优势。农业工程领域的培养过程中需要把农民的经验、需求以及现场问题凝练成科学问题并进行装备的研发,有利于系统地培养学生的综合素质。虽然论文上慢一些、少一些,但是在完成整个培养过程之后,其综合能力会得到明显的提高,思路和经历等方面会更加丰富。
近五年培养的研究生中在有国家农业智能装备技术研发中心,中国科学院沈阳自动化研究所,西安交通大学人工智能与机器人研究所等单位就职或深造。希望减少社会上的偏见,让更多的人认识到农业工程人才具有创新思想和科研能力,能胜任机械工程、电子工程等领域的工作。
面向未来,奋力攀登
华南农业大学的罗锡文院士强调,农业工程领域的科研目标是除了、申请专利、试制样机, 应重视与企业进行合作,实现产品化及推广。
农业工程领域的科研需要“坚持”和“实践”。崔永杰自从大学开始学习农业机械以来,二十多年“坚持”了农机装备等农业工程领域的科研、教学;深有体会“实践”是发现新问题也是创新的源泉。他非常感谢近五年主持的“863计划”课题(2012AA10A506),国家自然科学基金(61175099),陕西省科技统筹创新工程计划(2015KTCQ02-12)等科研项目的资助,将继续坚持搞好嫁接育苗成套装备,猕猴桃生产装备的研发,相信今后为现代农业生产更好地服务,并会创造新的发展机会。
结合地区农业的需求,静下心来研发可应用于农业生产中的智能农机装备,这是一个朴实而敬业的梦想,让我们共同祝愿崔永杰副教授的愿望早日实现,也期待他的更多科研成果为我国现代农业提供科技支撑,助力现代农业的繁荣昌盛。
作者简介
崔永杰,男,1971年生,吉林人,副教授,博士生导师。1993年毕业于北京农业工程大学(现中国农业大学)农业机械专业,同年留校任教,2003年获日本宫崎大学硕士学位,2007年获日本鹿儿岛大学博士学位。2009年任职于西北农林科技大学机械与电子工程学院。主要从事果蔬生产机器人、基于机器视觉的信息感知、智能化检测与控制等方面的科研与教学工作。如嫁接育苗生产自动化装置、草莓采摘机器人、猕猴桃采摘机器人、无损品质检测、自动分级装置等。
今天我们的农业分论坛,要从工作思路、推进案例、资源开发、普遍服务等方面更具体、更深入地去研讨农业信息化的诸多问题。
推进农业的信息化,必须要怀着对农民的深厚感情来做,要围绕农民增收来抓,要把提高农民素质作为一个长远目标来干。
吉林省农村经济信息中心主任 吴秀媛
观点:创建全省农业龙头网站,建设高效信息服务体系,提供优质农业信息服务,推进农业信息化跨越式发展。”
点评:面向“三农”是搞好农村信息工作的根本,立足服务是做好农村信息工作的关键,不断创新是抓好农村信息工作的源动力,整合集合是抓好农村信息工作的加速器。为农民服务,是农业信息化的立足之本。
黑龙江省牡丹江市信息产业局副局长 李和仁
观点:推进农业信息化,必须加强领导,必须加强协调,发挥涉农部门的作用,必须抓重点。
点评:牡丹江市在农业信息化工作中采取了省市县三级联动工作机制,在总体目标、项目推进的组织工作上联动,科技、农委等涉农部门分工负责、积极配合、共同推进。
北京市信息化工作办公室副主任 李洪
观点:北京市推进郊区信息化的实施原则是:共同推进原则、务实原则、示范推广原则。
点评:目标、原则与具体措施,三者的有效结合,北京市为如何推进城市郊区信息化做出了很好的榜样。
农业部信息中心副主任 李伟克
观点:供求信息是沟通产销的重要渠道、促进农产品流通的有效手段。
点评:强化农村市场与科技信息的网络化服务,实现国家农业综合门户网站和各地涉农网站联动,集成、全国的农村供求信息,带动社会化信息服务水平的提高,是农业部“一站通”农村供求信息联播系统项目的重要功能需求。
北京市科学技术委员会农村科技发展处处长 张光连
观点:“信息助农”项目提供的服务包括:富农信息配送、助农远程教育、便农电子支付、乐农数字文化。
点评:市场化运作是信息助农工程的实施手段,通过市场发展的源动力和政府的支持推动农村信息化建设的进程,形成以大带小,推动产业发展和信息助农综合目标的的实现,把农村信息化发展成为一个全新、庞大的产业,能够有效解决科技信息传递最后一公里问题。
观点集萃
中国移动通信集团公司广东移动江门分公司总经理 林涌双
中国移动在广东、浙江、四川、重庆、河南、陕西等省市相继推出了农业信息化服务项目,如“农讯通”、“农经网”、“农信通”等,并以多种手段推广应用,使用户知用、会用、爱用。
上海农业信息有限公司总经理兼上海农业信息化工程技术研究中心主任 詹锦川
食用农产品追溯系统能有效地帮助消费者保障自身权益,帮助追查食品安全事故责任,有助于控制安全事故范围,有助于企业提高信息化水平,有助于政府部门宏观调控与监管。
中国香港文化传信集团有限公司主席兼行政总裁 张伟东
农村信息化普及的关键和前提,就是如何把信息化方式变成社会最基层的行政组织和农村百姓的生活方式。
北京派得伟业信息技术有限公司总经理 杨宝祝
农业与农村信息化解决方案包括:农业生产信息化产品(电子农务)、基层政府信息化解决方案(电子政务)、农业企业信息化解决方案(电子商务)、水利信息化解决方案(电子水务)、现代农村信息服务体系(信息服务)。
清华同方知网(北京)技术有限公司政府信息事业部总经理 周萌枝
《中国农业知识仓库》共建的途径是:网络出版机构与传统出版机构的共建,企业与政府的共建,企业与事业的共建。
记者手记
知难而上
农业信息化随着“三农”问题一起受到了广泛关注,越来越多的人在研究和探讨这个问题。正如方瑜所说,“农业信息化是一个广阔的天地,这个广阔天地上应该说是大有可为的”。
同时,不得不承认,农业信息化里有很多问题是需要我们花很大力气去研究的。在某种意义上,农业信息化可能比传统的工业信息化更难,一难在农村基础设施水平低,二难在农民的素质有待提高,三难在农村的经济条件不够好。另外,农业涉及到一些生化的内容,时刻在变化,掌握这些方面的知识和技术,要比掌握物理方面的知识和技术更难。
当今世界,农业的国际竞争空前激烈,农业对科技的需求也空前巨大。我国要在人均零点零六七公顷的耕地上解决十三亿人口的吃穿问题,根本出路在于以科学技术武装农业,提高农业生产力水平。解决我国农业发展的深层次问题,将农业的发展从保证食物安全的单一目标转为节约能源、保护环境、提高其效益的多重目标,在保证我国农业持续发展的同时,提高参与市场竞争的能力,都需要科学技术强有力的支持。
同志高瞻远瞩地指出“要进行一次农业科技革命”,为我国农业指明了发展方向。科技创新将为我国农业的发展提供强大的动力。进行新的农业科技革命,大力发展先进生产力,促进传统农业向现代农业的转变,就一定能够走一条有中国特色的农业发展道路。
十多年来,我国在依靠科技振兴农业、振兴农村经济方面有了很大的进步,全国大部分的县(市)已开展“星火计划”,共实施了十万多个科技示范项目,有力地推动了农村生产方式的转变,促进了农业的发展。
“十五”计划明确提出要大力推进科教兴农,加强生物技术、信息技术等高新技术的研究与开发应用,推广优良品种和先进适用技术,积极扶持农业科技产业的发展。在此期间,我国农业科技工作将围绕调整农业和农村经济结构、提高农业效益、改善生态环境和提高国际竞争力,重点组织实施作物良种物质行动、促进种植业结构调整等“十大科技行动”;从农业的基础研究、农业高新技术、农业资源环境、农业基础生物学与生物高技术,到农业新材料、农业信息技术到区域农业综合开发,组织科技队伍着重解决上百项重大关键技术;建成一批具有国际先进水平的农业科技基地,国家级农业重点实验室、农业工程技术研究中心、农业科技园区和区域性农业研究开发中心;并培育一批农业科技企业,造就一支懂科技、善管理的科技型企业家队伍,建立队伍多元化、形式多样化的农业技术推广体系,积极开展农业标准化工作,培育农业技术市场,建立优质高效的农产品示范基地。
关键词:精细农业 信息技术 卫星定位系统
0 引言
在过去的半个世纪中,随着生物遗传育种技术的进步,耕地面积的扩大,化学肥料及农药的大量使用,世界农业取得了长足发展。但这种农业增长模式也同时带来了水土流失、生态环境恶化、水资源浪费、生物多样性遭到破坏等一系列问题。为了解决这些问题,“精细农业”的概念和技术应运而生。
1 精细农业的含义
“精细农业”的核心指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异,避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言,就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库,并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息;在获取上述信息的基础上,利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施,以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。
2 精细农业技术组成
2.1 数据采集技术
“精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据,以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。
2.1.1 产量数据采集 带定位系统和产量测量的谷物联合收割机在收获的同时,每隔1.2秒记录当地的产量,记录数据以文本形式(经度、纬度、产量和谷物含水量)存储在磁卡中,然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS(或DGPS)定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的准确性。
2.1.2 土壤数据采集 土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位,采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析,耗资费时,成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。
2.1.3 苗情、病虫草害数据采集 利用机载GPS或人工携带GPS,在田间行走中随时可定位,记录位置,并记录作物长势或病虫草害的分布情况。
2.2 数据分析 一般采集的数据都是以文本表形式表示,需要利用一些数学方法进行处理,生成分布图。未来的发展趋势是数据采集和数据分析统一起来,将田间观测者的地理位置和田间观测数据,通过便携PC和天线发往办公室PC,利用软件自动生成田间数据分布图。
2.3 决策分析 “精细农业”技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及有关作物其它信息,经过决策分析,来控制投入方式和施用量。决策分析是“精细农业”的核心,直接影响“精细农业”技术的实践效果。GIS用于描述农田空间上的差异性,而作物生长模拟技术用来描述某一位置上特定生长环境下的生长状态。只有将GIS与模拟技术紧密地结合在一起,才能制定出切实可行的决策方案。
2.4 控制实施 “精细农业”技术的目的是科学管理田间小区,降低投入,提高生产效率。作为支持“精细农业”技术的农业机械设备,除了带有定位系统和产量测量的联合收割机外,按处方图进行作业的农业机械还有:带有定位系统和处方图读入设备,控制播深和播量的谷物精密播种机;控制施肥量的施肥机;控制剂量的喷药机;控制喷水量的喷灌机;控制耕深的翻耕机等。例如,当驾驶拖拉机在田间喷施农药时,驾驶室中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。驾驶员监视行走轨迹的同时,数据处理器根据处方图上的喷药量,随时向喷药机下达命令,控制喷洒。
3 精细农业技术的应用
3.1 “精细农业”具有以下优点:
3.1.1 提高收益 按照土壤特性、作物需求,实施灌溉、施肥、播种和病虫草害防治,即能降低用水、肥料、种子、农药的投入,也能增加作物产量。
3.1.2 保护环境 根据农田作物定点需求,控制化学物品的施用量,即能降低土壤、地下水、作物品质的污染,也能保护生态环境。
本届论坛设立了“京台农业物联网技术论坛”、“京台智慧城市建设论坛”和“京台大城市水资源管理论坛”三个分论坛;组织了“精装农产品”、“测绘仪器”等科技成果展;建立和巩固了长效交流机制,北京测绘学会和台湾宜兰大学,北京瑞正园农庄和台一生态休闲农场在论坛上签订了合作协议,实现了京台两地相关领域的对接和互补。
“京台农业技术培训”是2012打造的品牌项目,主要依托台湾休闲农业方面的资源优势,介绍台湾农村“三生”(即生产、生活、生态)“三力”(即创力、活力、魅力)的新理念,为北京的新农村建设注入新生力量。今年培训继续做深做实,主要针对北京食用菌的生产和经营者,授课团队包括台湾农会总干事、生物科技公司总经理、休闲农场场主等不同主体,就食用菌的栽培技术、营销策略、产业应用、业态发展等多个角度进行全方位的辅导和培训。
智慧城市建设是现代城市发展的大趋势,台湾地区于20世纪90年代末启动智慧城市建设,多座城市获国际智慧城市组织(简称ICF)评比奖项。本次论坛邀请北京市测绘设计研究院和台湾宜兰大学测绘领域的专家学者,从“3D台北智能平台”、“物联网应用与智慧城管”、“多尺度三维数位城市建置及应用”、“车载三维激光扫描技术在首钢工业遗址保护中的应用探讨”、“‘制图六体’的文献解读-兼谈中国古地图测绘技术”、“智能交通发展与地理信息技术应用”、“三维激光扫描技术”等方面,为北京智慧城市建设提供新思路和新信念。此次台湾测绘参访团由宜兰大学校长赵涵捷带队,成员包括台湾测绘领域的政府官员、高校学者、知名企业等共计40余人。
【关键词】用电管理 交叉学科 教学改革
【基金项目】本文系“农业机械化及自动化”国家级特色专业建设项目和河南科技大学农业工程基础教改项目的研究成果。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)10-0221-02
“用电管理”是农业电气化专业(简称:农电专业)开设的专业基础课程,通过课程的学习能够为后续相关专业课程的学习、认识实习、生产实习、课程设计、毕业设计和学生就业后的工程实践打下良好的基础。课程内容主要针对农业生产实际中的供用电作,供用电管理规划等实际应用内容设置。“用电管理”是采用管理的角度对农业电力中存在的问题进行考察,着重阐述供用电原则、供用电操作规程、用电过程中的规章制度及相关法律法规等内容。课程对于拓宽农业电气化本科学生的知识范畴,强化工科背景学生解决工程实际问题和企业运行问题的应对能力,提高农业电气化本科生综合素养,扩展学生就业渠道均具有重要的意义。
随着“普通高校本科生招生专业目录”颁布实施,农业工程中的“农业电气化及其自动化”变更为“农业电气化”,表明国家对农业电气化问题的专业性提出了更高的要求,农业电气化作为一个现代高科技综合应用的、多学科交叉的内容被赋予了全新的任务和内容,注入了新的活力。如何将电力系统知识与农业生产相结合,如何转变教学课程的教学方法以适应新时代农电专业的要求成为研究的重点。[1-3]传统的电力系统知识偏重于工业企业背景的研究,重点对工业企业中的供用电问题进行研究,以管理的角度对农业领域的用电进行分析制定相应的解决方案成为研究的热点问题。[4,5]农电专业的本科生同电力专业的本科生相比,在农业工程与电力工程的交叉领域具有一定的优势,如何根据农电专业的性质对相应的电力课程教学及实践环节,进行改革,对于培养农业电气化复合型人才具有重要的研究意义。“用电管理”作为农电专业课程中交叉内容范围大,专业涉及面广的课程,具有教育改革的重要价值,根据专业的需要对课程的内容及教学方法进行革新,创造性的将农业知识、电力知识,管理知识三者相结合,在讲授知识的同时拓宽知识内容,是农电专业“用电管理”课程发展的重要趋势。[6]
一、“用电管理”课程目前的教学模式及存在的问题
传统电力专业的“用电管理”课程主要面向的电力企业的在职人员和即将进入电力企业工作的技术人员,教学内容主要针对电力企业中针对各种问题的解决方法,问题不局限于技术层面,还涉及企业的管理、业务、服务等多方面。通过该课程的学习,能够提高电力企业的科学化管理水平,加强电力企业运行的规范化,强化电力企业的安全意识,规范电力企业的规章制度。由此可以看出传统的“用电管理”课程面向对象专一,研究的问题具有较好的深度,而问题的广度有限,具有明显的行业专属性。培养的管理、科技人才具有电力系统的定向性,对于专属电力系统中的问题能够分析和处理,而对于其他行业的问题了解较少,人才的行业专精度较好,行业适应能力有限。作为农电专业本科生仅仅掌握这些是不够的,农电专业的“用电管理”课程应该本着交叉学科的培养目标,以用电管理基础知识为内涵,扩充课程内容,将农业工程与用电管理相结合,以解决实际农业工程用电问题为目标,以理论与实践相结合的培养思路,改革课程教学培养方案。
二、“用电管理”课程的改革思路和总体方案
农业电气化属于农业工程一级学科的专业,主要以工程学为方法,针对农业中出现的电力问题进行研究,培养具备电力系统及其自动化、生产过程电气自动化及应用电子信息技术有关的分析计算、工程设计、使用维护、生产管理的基本理论和基本知识,能在与农业、农村有关的电力系统、电子信息产业、电力设备生产企业和管理部门从事科研、设计、运行维护、技术服务和管理工作,具有创新精神和实践能力的应用型高级人才。“用电管理”课程应该结合专业的培养目标,对课程的教学内容、教学方法等进行调整,以适应学科发展,培养符合农电专业要求的本科人才。