《設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與裝備》課程教學(xué)大綱

設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與裝備（Facilitiesagricultureengineeringanditsequipment）課程基本信息課程編號：04021105課程總學(xué)時：32實驗學(xué)時：6學(xué)時課程性質(zhì)：必修課程屬性：專業(yè)類開設(shè)學(xué)期：第7學(xué)期適用專業(yè)：農(nóng)機等對先修的要求：農(nóng)業(yè)機械學(xué)，機械設(shè)計基礎(chǔ)，電工電子學(xué)等對后續(xù)的支撐：對農(nóng)機裝備設(shè)計提供支持，提供設(shè)施農(nóng)業(yè)工程相關(guān)知識、能力的支撐一、課程的教學(xué)理念、性質(zhì)、目標(biāo)和任務(wù)本課程是工學(xué)門類農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)必修課，也可為園林、農(nóng)學(xué)以及農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)本科高年級學(xué)生選修。主要講授工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的各種設(shè)施，機械設(shè)備及其相關(guān)生產(chǎn)工藝的基本原理，研究現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中機械設(shè)備、技術(shù)設(shè)施與動植物生長環(huán)境的關(guān)系，進而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)，高效和高產(chǎn)提供相關(guān)的工程技術(shù)基礎(chǔ)。為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，提高其集約化和機械化水平，逐步實現(xiàn)環(huán)境控制自動化和生產(chǎn)過程工廠化、智能化。本課程適應(yīng)形勢的發(fā)展，知識面廣、實踐性強，通過課程學(xué)習(xí)可了解本學(xué)科新理論、新技術(shù)及前沿動態(tài)。課程要求學(xué)生掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中基本設(shè)施的構(gòu)成，對植物（動物）生長的影響以及基本特性、功能和建筑設(shè)計方法，掌握機械化生產(chǎn)過程中主要機械設(shè)備的構(gòu)成、工作原理和基本應(yīng)用特性，為設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)裝備的性能設(shè)計、使用維修和生產(chǎn)管理奠定有關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)。設(shè)施農(nóng)業(yè)工程及環(huán)境控制是一門涉及到農(nóng)業(yè)、建筑、機械、電子、環(huán)境等的跨學(xué)科的綜合性課程。主要包括農(nóng)業(yè)所用的設(shè)施、裝置和環(huán)境調(diào)控等方面的內(nèi)容?！对O(shè)施農(nóng)業(yè)工程與裝備》實驗教學(xué)是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生小組完成實驗設(shè)計、實驗操作、實驗結(jié)果分析等全過程。本實驗是理論結(jié)合實際、啟發(fā)式教學(xué)活動的重要組成部分。二、課程教學(xué)的基本要求要求學(xué)生對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施的建設(shè)施工、環(huán)境調(diào)控設(shè)備、自動控制設(shè)備等有最基本的了解，掌握有關(guān)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施的基本理論基礎(chǔ)和技術(shù)發(fā)展趨勢；能夠運用這些知識組織、配置有關(guān)農(nóng)業(yè)設(shè)施的建筑、施工等工作。要求學(xué)生掌握園藝設(shè)施的發(fā)展、設(shè)施場地選擇與布局、建筑投資計劃的制定、溫室大棚及主要構(gòu)筑物的建設(shè)與計算、環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備的建設(shè)、無土栽培裝置及地域能源的利用技術(shù)。要求學(xué)生掌握集約化畜牧業(yè)常用的設(shè)施、設(shè)備知識。教學(xué)要求分重點掌握、一般掌握和了解三個層次?？荚囈笈c教學(xué)要求層次相同。1.學(xué)習(xí)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)變革；了解設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的意義，設(shè)施內(nèi)裝備技術(shù)以及設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展。針對性、創(chuàng)造性地開展實驗，以驗證或發(fā)現(xiàn)問題為主要目的。2.熟悉設(shè)施內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)特點以及使用方法。3.掌握主要構(gòu)件的計算；溫室和大棚的設(shè)計步驟，荷載計算；了解溫室和大棚的類型與結(jié)構(gòu)。4.掌握設(shè)備容量計算和和輔助管配置，強制換氣設(shè)施和計算；室內(nèi)噴霧降溫，溫室常用光源及使用；自動控制灌水量與灌水時間的計算。一般掌握最大采暖負(fù)荷的計算和采暖裝置的選定；降溫方式選擇；灌水設(shè)備的結(jié)構(gòu)及使用；二氧化碳施用設(shè)備；溫室配電電壓、配電方式及配電系統(tǒng)組成；對溫室自控設(shè)備的基本要求。5.通過實驗活動，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題、解決問題的能力和科學(xué)精神，掌握實驗科學(xué)的基本規(guī)律。本課程實踐性很強，所以實驗課是達到本課程教學(xué)要求和使學(xué)生經(jīng)受工程技術(shù)訓(xùn)練必不可少的環(huán)節(jié)。開設(shè)實驗應(yīng)不少于6學(xué)時。在學(xué)習(xí)本課程之前應(yīng)具有一定的工程力學(xué)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化等課程的知識基礎(chǔ)。三、課程的教學(xué)設(shè)計1.教學(xué)設(shè)計說明本課程理論教學(xué)利用PPT課件講授，由于學(xué)生初識設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)容，為讓學(xué)生全面領(lǐng)會生物、環(huán)境、工程在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的結(jié)合，課程講授采用PPT課件，利用彩圖、視頻來豐富對應(yīng)內(nèi)容，以更多的立體感展現(xiàn)出設(shè)施農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵。理論教學(xué)過程中，針對關(guān)鍵知識點在PPT課件中插入提問，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性并掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，如針對建筑材料提問教室的梁柱結(jié)構(gòu)與作用；同時，在課后布置作業(yè)，讓學(xué)生收集資料并手寫完成作業(yè)，以更好地評價教學(xué)效果。本課程實驗教學(xué)利用專業(yè)已有的實驗儀器與設(shè)備進行，主要針對溫室內(nèi)育苗機械、微噴灌技術(shù)、溫室環(huán)境檢測等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開，以鞏固本課程理論知識并提高學(xué)生的實踐能力。2.課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求的支撐序號課程目標(biāo)畢業(yè)要求1使學(xué)生具備設(shè)施農(nóng)業(yè)工程項目（溫室）方案制定等基本設(shè)計能力。12使學(xué)生具備溫室或畜禽舍室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等基本設(shè)計能力。233通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備對溫室或畜禽舍采用的機械裝備的基本設(shè)計能力。344通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備對植物工廠生產(chǎn)技術(shù)體系的基本設(shè)計能力。4四、理論教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配（26學(xué)時）第1講設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與裝備概論學(xué)時數(shù)：2教學(xué)目標(biāo)：理解課程內(nèi)容，了解設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展教學(xué)重點與難點：設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展主要教學(xué)內(nèi)容及要求：1.1設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備的基本概念 掌握1.2國內(nèi)外設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展 理解1.3設(shè)施農(nóng)業(yè)工程地位作用 了解教學(xué)組織與實施：本講以PPT講授為主，由于學(xué)生初識設(shè)施農(nóng)業(yè)工程內(nèi)容而難以全面理解，講授PPT課件對應(yīng)內(nèi)容插入彩圖、視頻，同時就設(shè)施農(nóng)業(yè)工程知識點提出問題，加強教學(xué)過程的交流互動，及時掌握學(xué)生對設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與裝備教學(xué)內(nèi)容的理解程度，以提高教學(xué)效果。第2講設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑結(jié)構(gòu)和類型學(xué)時數(shù)：4教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑結(jié)構(gòu)和建設(shè)材料教學(xué)重點與難點：結(jié)構(gòu)類型主要教學(xué)內(nèi)容及要求：2.1建筑材料 了解2.2覆蓋材料 掌握2.3日光溫室的建設(shè) 理解2.4無土栽培及工廠化育苗系統(tǒng) 了解教學(xué)組織與實施：本講以PPT講授為主，考慮到學(xué)生對建筑材料、溫室、育苗系統(tǒng)接觸少，講授PPT課件對應(yīng)內(nèi)容插入彩圖以及應(yīng)用實例說明，同時就玻璃、PVC材料以及日光溫室采光等知識點提出問題，加強教學(xué)過程的交流互動，及時掌握學(xué)生對設(shè)施農(nóng)業(yè)建筑相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解程度，以提高教學(xué)效果。第3講種植設(shè)施環(huán)境監(jiān)測與控制裝備學(xué)時數(shù)：4教學(xué)目標(biāo)：掌握設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境因子和控制技術(shù)原理教學(xué)重點與難點：控制技術(shù)原理主要教學(xué)內(nèi)容及要求：3.1影響植物生長環(huán)境因素 掌握3.2光照環(huán)境的監(jiān)測與調(diào)節(jié)控制 理解3.3溫度環(huán)境的監(jiān)測與調(diào)節(jié)控制 理解3.4濕度環(huán)境監(jiān)測與調(diào)節(jié)控制 理解3.5空氣環(huán)境的監(jiān)測與調(diào)節(jié)控制 理解3.6根圈環(huán)境的監(jiān)測與調(diào)節(jié)控制 理解3.7其它環(huán)境因素的監(jiān)測裝備（如PH、EC、NH4等） 理解教學(xué)組織與實施：本講以PPT講授為主，為加強學(xué)生對光照、溫度、濕度、空氣環(huán)境的理解，講授PPT課件對應(yīng)內(nèi)容結(jié)合應(yīng)用場景并詳細(xì)講解，同時就植物生長環(huán)境因素相關(guān)的知識點提出問題，加強教學(xué)過程的交流互動，及時掌握學(xué)生對設(shè)施環(huán)境相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解程度，以提高教學(xué)效果。第4講養(yǎng)殖設(shè)施環(huán)境檢測與控制裝備學(xué)時數(shù)：2教學(xué)目標(biāo)：掌握養(yǎng)殖設(shè)施環(huán)境檢測與控制技術(shù)教學(xué)重點與難點：檢測與控制原理主要教學(xué)內(nèi)容及要求：4.1影響動物生長發(fā)育環(huán)境因素 理解4.2畜禽設(shè)施環(huán)境要求及結(jié)構(gòu)設(shè)計 了解4.3畜禽設(shè)施環(huán)境控制裝備 掌握4.4水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施環(huán)境控制裝備 了解教學(xué)組織與實施：本講以PPT講授為主，考慮到學(xué)生對養(yǎng)殖設(shè)施接觸少，講課前先請學(xué)生觀看畜禽養(yǎng)殖過程視頻，講授PPT課件對應(yīng)內(nèi)容插入彩圖以及養(yǎng)殖設(shè)施應(yīng)用實例說明，同時就畜禽設(shè)施環(huán)境及其控制裝備等知識點提出問題，加強教學(xué)過程的交流互動，及時掌握學(xué)生對養(yǎng)殖設(shè)施環(huán)境相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解程度，以提高教學(xué)效果。第5講設(shè)施園藝中的機械化裝備學(xué)時數(shù)：8教學(xué)目標(biāo)：掌握設(shè)施園藝生產(chǎn)機械裝備技術(shù)系統(tǒng)教學(xué)重點與難點：裝備類型和技術(shù)構(gòu)造主要教學(xué)內(nèi)容及要求：5.1耕耘機械化裝備 了解5.2播種機械化裝備 理解5.3移苗栽植機械化設(shè)備 掌握5.4節(jié)水灌溉裝備 掌握5.6植物保護機械和土壤消毒裝備 了解5.7設(shè)施園藝作物收獲機械 了解5.8果蔬采后機械裝備理解教學(xué)組織與實施：本講以PPT講授為主，為加強學(xué)生對設(shè)施內(nèi)應(yīng)用的機械的理解，講授PPT課件對應(yīng)內(nèi)容以彩圖、視頻、應(yīng)用場景結(jié)合詳細(xì)講解，同時就移苗栽植機械、節(jié)水灌溉裝備相關(guān)的知識點提出問題，加強教學(xué)過程的交流互動，及時掌握學(xué)生對設(shè)施內(nèi)所用機械裝備相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解程度，而且給學(xué)生留節(jié)水灌溉裝備或果蔬采后機械裝備分析的作業(yè)，以提高教學(xué)效果。第6講設(shè)施養(yǎng)殖中的機械化裝備學(xué)時數(shù)：4教學(xué)目標(biāo)：設(shè)施養(yǎng)殖機械裝備技術(shù)系統(tǒng)教學(xué)重點與難點：裝備類型和技術(shù)應(yīng)用主要教學(xué)內(nèi)容及要求：6.1設(shè)施養(yǎng)殖供水系統(tǒng) 掌握6.2設(shè)施養(yǎng)殖喂飼系統(tǒng) 掌握6.3設(shè)施養(yǎng)殖糞便收集與處理設(shè)備 理解6.4環(huán)境凈化及廢棄物資源化利用 了解教學(xué)組織與實施：本講以PPT講授為主，為加強學(xué)生對設(shè)施養(yǎng)殖供水、喂飼系統(tǒng)的理解，講授過程利用PPT課件對應(yīng)內(nèi)容結(jié)合應(yīng)用場景彩圖、視頻進行詳細(xì)講解，同時就設(shè)施養(yǎng)殖喂飼系統(tǒng)等相關(guān)的知識點提出問題，加強教學(xué)過程的交流互動，及時掌握學(xué)生對設(shè)施養(yǎng)殖機械裝備相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解程度，以提高教學(xué)效果。第7講設(shè)施農(nóng)業(yè)新技術(shù)學(xué)時數(shù)：2教學(xué)目標(biāo)：掌握設(shè)施農(nóng)業(yè)工程新技術(shù)領(lǐng)域教學(xué)重點與難點：環(huán)境智能控制主要教學(xué)內(nèi)容及要求：7.1生物生長發(fā)育模擬與仿真 了解7.2生產(chǎn)與環(huán)境管理專家系統(tǒng) 了解7.3環(huán)境智能化控制系統(tǒng) 理解 7.4植物工廠簡介 了解教學(xué)組織與實施：本講以PPT講授為主，為加強學(xué)生對植物生長模型、專家系統(tǒng)、植物工廠的理解，講授PPT課件對應(yīng)內(nèi)容以彩圖、視頻、應(yīng)用場景結(jié)合詳細(xì)講解，并加強教學(xué)過程的交流互動，及時掌握學(xué)生對相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的理解程度，以提高教學(xué)效果。五、實驗教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配（6學(xué)時）（一）實驗課程簡介《設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與裝備》實驗教學(xué)是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，為鞏固關(guān)鍵知識點而設(shè)計開展。計劃開設(shè)的實驗課程由5個可開實驗中每屆學(xué)生選定3個實驗，5個可開實驗包括工廠化育苗穴盤播種實驗、溫室內(nèi)微噴灌設(shè)計實驗、溫濕度控制育苗裝置應(yīng)用/環(huán)境因子檢測實驗、溫室設(shè)計規(guī)劃實驗、溫室水肥一體控制實驗。每個實驗要求學(xué)生預(yù)先設(shè)計，并在實驗中能夠動手調(diào)整，且記錄實驗數(shù)據(jù)，加強學(xué)生的實踐能力。（二）實驗教學(xué)目的和基本要求通過《設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與裝備》實驗活動，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計與分析問題、解決實際問題的能力，通過實驗過程掌握實驗科學(xué)的基本規(guī)律，使學(xué)生具有初步的探索精神和動手開展實驗的能力。要求學(xué)生在實驗前充分掌握相關(guān)的理論知識，開展具體實驗系統(tǒng)設(shè)計，掌握基本的實驗設(shè)備使用方法，準(zhǔn)備實驗報告，記錄實驗獲得的數(shù)據(jù)，并進行總結(jié)分析，進而完成實驗報告。（三）實驗安全操作規(guī)范在開展實驗前，講授實驗安全知識，重點講明實驗安全操作規(guī)范：1.學(xué)生不得穿易滑鞋，實驗現(xiàn)場服從教師指導(dǎo)。2.開啟電源開關(guān)前，向所有學(xué)生說明啟動電源開關(guān)注意事項。3.實驗設(shè)備運行過程中，指定人員看管電源開關(guān)。4.實驗設(shè)備運行過程中，指導(dǎo)教師嚴(yán)守崗位。5.實驗過程，各實驗小組相互配合，完成實驗操作、數(shù)據(jù)記錄工作。6.實驗完成后，立即關(guān)閉電源。（四）實驗項目名稱與學(xué)時分配序號實驗名稱學(xué)時類型實驗要求每組人數(shù)04021105+01工廠化育苗穴盤播種實驗2基礎(chǔ)必做1504021105+02溫室內(nèi)微噴灌設(shè)計實驗2綜合性選作1504021105+03溫濕度控制育苗裝置應(yīng)用/環(huán)境因子檢測2基礎(chǔ)選作1504021105+04溫室設(shè)計規(guī)劃2綜合設(shè)計選作1504021105+05溫室水肥一體控制2基礎(chǔ)選作15（五）實驗方式及基本要求設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與裝備實驗所需儀器和設(shè)備較多，根據(jù)現(xiàn)有條件，實驗采取分散進行的方式，本實驗室有相關(guān)設(shè)備和儀器，在農(nóng)業(yè)機械工程實驗室。要求學(xué)生在實驗時積極動手操作實驗，完成好實驗報告。（六）實驗內(nèi)容安排【實驗一】工廠化育苗穴盤播種實驗1.實驗學(xué)時：2學(xué)時2.實驗?zāi)康模?1)了解真空氣吸式穴盤播種機工作原理、機構(gòu)和功能。(2)了解實驗用播種機各項工作參數(shù)設(shè)定，工作過程和生產(chǎn)性能。(3)掌握播種機的操作，調(diào)整方法。3.實驗內(nèi)容：(1)實驗用播種機構(gòu)造和各部件的基本功能。(2)油菜等小粒種子的穴盤播種操作。4.實驗要求：實驗中注意觀察穴盤中種粒數(shù)、漏播情況，氣體壓力調(diào)整方法，撰寫實驗報告，答辯。5.實驗設(shè)備及器材：韓國SD-1500真空針吸式穴盤播種機【實驗二】溫室內(nèi)微噴灌設(shè)計1.實驗學(xué)時：2學(xué)時2.實驗?zāi)繕?biāo)：(1)了解微噴灌系統(tǒng)組成和各種灌水器。(2)了解移動式噴灌機的工作原理及構(gòu)成。(3)掌握溫室內(nèi)微噴灌系統(tǒng)設(shè)計方法。3.實驗內(nèi)容：(1)移動式噴灌機的構(gòu)成和控制原理。(2)微噴灌系統(tǒng)各部分構(gòu)成，各種灌水器的性能。(3)設(shè)計一個溫室內(nèi)微噴灌系統(tǒng)。4.實驗要求：按設(shè)計要求畫出微噴灌系統(tǒng)設(shè)計方案圖、所需管道和灌水器明細(xì)、撰寫設(shè)計說明。5.實驗儀器：溫室微噴灌系統(tǒng)模型、移動式噴灌機?！緦嶒炄繙貪穸瓤刂朴缪b置應(yīng)用1.實驗學(xué)時：2學(xué)時2.實驗?zāi)康模?1)了解溫濕度控制育苗系統(tǒng)組成。(2)掌握溫濕度控制育苗系統(tǒng)原理。(3)了解溫濕度控制育苗裝置的使用方法。3.實驗內(nèi)容：(1)設(shè)施溫濕度控制系統(tǒng)的組成和原理。(2)設(shè)施溫濕度控制系統(tǒng)的主要控制內(nèi)容及其性能。(3)設(shè)施溫濕度控制系統(tǒng)（裝置）的使用操作。4.實驗要求：按使用要求設(shè)定不同的溫濕度進行控制，撰寫試驗報告說明。5.實驗設(shè)備及器材：溫濕度控制育苗裝置?！緦嶒炈摹繙厥以O(shè)計規(guī)劃1.實驗學(xué)時：2學(xué)時2.實驗?zāi)康模?1)掌握聯(lián)棟溫室的類型建設(shè)地點選擇方法及其布局計算給一定規(guī)模的設(shè)施農(nóng)業(yè)基地進行規(guī)劃和布局；學(xué)會溫室設(shè)計的方法步驟。(2)掌握脊型溫室坡度計算方法，并了解脊型玻璃溫室的結(jié)構(gòu)特點。3.實驗內(nèi)容：(1)用皮尺測繪溫室建筑結(jié)構(gòu)和布局。(2)按規(guī)定條件進行有關(guān)溫室布局，坡度計算。4.實驗要求：繪圖，寫出計算說明書。5.實驗設(shè)備及器材：皮尺，繪圖用具等?！緦嶒炍濉縁ERTIMIX智能灌溉施肥機控制系統(tǒng)使用1.實驗學(xué)時：2學(xué)時2.實驗?zāi)康模?1)了解智能灌溉施肥機控制系統(tǒng)組成。(2)掌握灌溉施肥控制原理。(3)了解灌溉施肥控制系統(tǒng)的使用方法。3.實驗內(nèi)容：(1)FERTIMIX智能灌溉施肥機控制系統(tǒng)的組成和原理。(2)FERTIMIX智能灌溉施肥機主要性能。(3)智能灌溉施肥系統(tǒng)的使用操作。4.實驗要求：按使用要求設(shè)定不同比例的營養(yǎng)液成分進行灌溉施肥，撰寫試驗報告。5.實驗設(shè)備及器材：FERTIMIX智能灌溉施肥機。(七)考核方式及成績評定1.評分方法評分采用“5級”評分制，即“優(yōu)”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”。實驗占總課程總分的30%。評分工作由指導(dǎo)教師和學(xué)生代表組成的小組共同完成。2.評分依據(jù)評價指標(biāo)所占比例(1)實驗?zāi)康呐c實驗內(nèi)容的合理性20％(2)實驗設(shè)計的可行性20％(3)實驗操作的規(guī)范性20％(4)實