农业工程专业介绍

(一)学科概况

我国是历史悠久的农业大国，农业工程技术在推动我国农耕文明的发展历程中发挥了重要作用。世界闻名的都江堰水利工程始建于公元前256年，至今仍发挥着重要作用；《耒耜经》、《齐民要术》等是公认的世界最早有关农业工程技术的论著。20世纪30年代初，我国一些高校相继开展了农业工程相关学科的教学和人才培养工作，40年代中后期中央大学和金陵大学先后开始招收农业工程专业学生，并立农业工程系，开始建设和发展我国的农业工程学科。1949年以后，我国一些农业院校相继设立了农业工程类专业，进而成立了专门的农业工程高等院校，一些高等工科院校也相继设立了以农业机械设计制造和农业水利工程为主的农业工程系或学院。新中国成立后的前30年，农业工程学科的专业建设基本参照前苏联模式，设置的主要专业有农业机械化、农田水利、农业机械设计制造和农业电气化等。随着改革开放和国家工业化整体水平的提高，我国逐步建立起较为完备的农业机械化技术体系和农业机械装备工业，同时，农业水利建设与农业水土资源开发利用迅速发展，在水土资源禀赋不足的情况下，通过提高农业水土资源利用效率支撑了国家的粮食安全。同时，农业工程新技术在农业生产中得到应用和推广，并发展了农业生物环境工程和农业系统工程等新的研究领域。

21世纪以来，科学技术日益走向融合交叉，农业工程学科作为工学门类下的一级学科，下设农业机械化与装备工程、农业水土工程、农业生物环境与能源工程、农业信息与电气工程、农业生物系统工程等5个指导性二级学科和一批各高校自主设立的二级学科。

农业强国是社会主义现代化强国的根基，满足人民美好生活需要、实现高质量发展、夯实国家安全基础，都离不开农业发展。农业工程是实现农业现代化和乡村振兴的重要保障和关键科学技术领域之一。农业工程学科在促进农业生产发展，推动农村发展方式和农民生活方式转变，保护生态环境，高效利用生产资源和生产要素，实现社会经济可持续发展等方面均有不可替代的重要作用。发展农业工程学科，不仅可为农业生产和农村发展提供先进适用的技术、装备与基础设施，满足现代农业发展的需要，而且有利于提高农业与农村及相关企业的创新能力和核心竞争力，是国家强化农业基础，增强农业功能，促进乡村振兴，保障粮食安全，振兴农业装备制造业，建设农业强国的需要。当前，我国正处于从传统农业向现代农业转变的关键时期。随着工业化、城镇化、信息化和农业现代化的加快推进，农业产业结构不断调整和优化，农村劳动力结构和农民的劳动观念正发生深刻的变化，农业与农村发展对农业工程科学与技术的依赖越来越强。与此同时，信息化、市场化和国际化的深入发展，使农业生产方式、农产品供求格局和农业发展的外部关联度均发生了变化。农业工程学科的发展呈现以下特点：

农业机械化与装备工程领域：我国农业机械化正处在全程全面高质量发展的转型升级重要阶段。本学科主要研究农业动植物生产机械化、自动化和智能化，农业机械化发展规划与管理，农业可持续发展的工程技术，产前产中产后机械化与智能装备，为全程全面高质高效农业机械化发展提供科技支撑与人才保障。

农业水土工程领域：我国面临水资源紧缺、洪涝灾害频繁、水土环境恶化、耕地质量退化等四大水土问题。本学科主要研究合理开发、有效利用与保护农业水土资源的基本理论、技术方法和工程设施，为农业健康绿色发展和农村人居水环境改善提供理论及技术支持，其研究领域由侧重农业生产用水向综合考虑水土资源环境、农村饮水安全和区域适水发展等方面拓展，以确保我国水安全、粮食安全和生态安全。

农业生物环境与能源工程领域：随着我国设施农业产业和能源工程的快速发展，本学科主要研究高效设施农业发展模式、环境控制、农村能源与资源的低碳高效利用、设施环境保护与节能减排等关键技术，实现设施农业的环境调控智能化、主要生产环节机械化、生产管理精细化、生产经营规模化、生物质能源化和农村能源与环境清洁化。

农业信息与电气工程领域：围绕农业农村数字化与信息化、信息感知与获取、农业物联网、农村电力与智能电网、数字乡村建设等发展需求，本学科主要研究农业信息感知与获取、农业信息处理与大数据技术、农业信息智能监测与控制、农村电气化与地方电力系统。

农业生物系统工程领域：将工程原理应用于农业-生物-环境系统，以跨学科和系统工程视角，从农业效益、资源效率和环境可持续多维度，认知、模拟和评价系统构成要素的耦合作用，探索多场景、多目标动植物生产系统复杂问题的创新解决路径和工程方案。以系统工程和物理、数学、力学、材料、机械以及农学、生物学、信息学等为理论基础，采用系统分析、数值模拟、优化设计等工程方法以及人工智能、物联网、先进制造、生物炼制等技术手段，开展基于系统的理论方法、成套技术和工程应用创新。

(二)学科内涵

1.研究对象

农业工程学科以复杂的农业生物系统为研究对象，通过综合运用工程、生物、信息、水利和管理科学的原理与技术，探索环境、装备和设施与农业生物及水土资源的互作规律，研究与现代农业产业发展相关的工程技术、装备和设施，提供与农业生物系统相关的工程问题的整体解决方案，为转变农业生产方式，提高农业生产效率，促进农业资源的合理利用与智能化水平服务。

2.基础知识

作为一门交叉性学科，农业工程学科的发展与工程科学、生物科学、计算机科学与技术和管理科学的发展密切相关，支撑其学科体系的基础知识包括：自然科学基础知识（数学、化学、物理、生物、地理等）、工程科学基础知识（机械工程、水利工程、电气工程、环境科学与工程、材料科学与工程、能源科学与工程、智能科学与技术、遥感科学与技术等）、农业科学基础知识（作物学、畜牧学、园艺学、土壤学等）以及人文社会科学基础知识（管理科学与工程、农林经济管理等）。

3.研究方法

农业工程学科在认识和解决实际问题的过程中，学科的研究方法也在不断发展和完善，主要包括农业工程的系统分析方法和系统设计方法。

农业工程的系统分析方法。农业工程的研究和服务对象——农业生物系统是一个开放的、动态变化的复杂系统，难以简单地采用单一要素、单一过程的研究方法进行分析，必须建立复杂农业生物系统的分析方法论，从多学科的视野分析和描述工程技术、设施和装备对农业生物系统（包括植物、动物、微生物、人类和水土环境等）的影响，掌握工程技术、设施和装备与农业生物系统的互作规律。

农业工程的系统设计方法。在研究与设计农业生物系统及所需的工程技术、设施和装备时，需充分考虑生物有机体的物理特性、环境响应和生命过程的需求，并充分了解生物有机体的化学与物理特性，以便能够在高度多变、不稳定和不可知的情况时，基于工程科学、生物科学和管理科学原理进行正确的工程设计决策，为促进农业生产和增长方式，以及农民生活方式的根本性转变，保护生态环境，高效利用生产资源和生产要素提供先进的工程技术、设施和装备。

(三)学科范围

农业工程一级学科下设农业机械化与装备工程、农业水土工程、农业生物环境与能源工程、农业信息与电气工程和农业生物系统工程5个二级学科。

1.农业机械化与装备工程

主要研究农业机械化发展规划及政策、农机装备运用管理与技术经济分析；土壤-植物-机器互作原理、土壤力学、农机农艺融合和农机仿生设计新技术；作物生产全程机械化装备设计制造与测控，动力机械和非道路车辆；畜牧水产生产全程机械化装备设计制造与测控技术；以节本增效和可持续发展为目标的智能作业装备，开展智能农业装备应用示范。

2.农业水土工程

主要研究农田水循环与调控、作物需水规律与灌溉制度、作物节水调质增效理论与技术、现代灌排技术与装备；农业洪涝干旱成灾机理、农业水土资源规划、农业面源污染控制、水土环境保育与修复、农村饮水安全、污水处理与非常规水资源利用；土地整治、中低产田改良、湿地资源保护、土地恢复与适度利用；农业水利工程的结构形式、优化设计与施工方法、水工建筑物抗老化与修复技术；农业水土管理体制与政策、农业水网的智能管控、灌区信息化管理等。

3.农业生物环境与能源工程

主要研究设施条件下作物（含菌类）与环境间的互作规律、园艺设施及配套装备、设施环境变化规律及调控、资源环境保护及减排等理论、技术和工程；设施条件下畜禽和水产与环境间的互作规律、动物行为与健康养殖工艺、智能养殖模式和节能减排等理论、技术和工程；生物能源、风能、太阳能等可再生能源转化与利用的理论、技术和装备；乡村全面振兴与区域特色产业发展规划、低碳农业设施和乡村建筑结构安全和工程优化设计等。

4.农业信息与电气工程

主要研究农业信息感知与获取技术、无人机与卫星遥感、多源信息融合与处理、动植物表型、农业物联网、智能感知仪器；农业农村信息处理与智能决策、空天地一体化融合、大数据管理、云计算、边缘计算和大数据智能；自动监测控制技术与传感仪器、乡村数字化治理；农村及地方电力系统规划与电力信息化、节能与可再生能源发电、智能电网、电动装备智能检测与控制技术等。

5.农业生物系统工程

主要研究系统构成要素的互作机理和耦合作用，基于能流、价值流和环境足迹的生命周期评价及工程优化方法；动植物工厂和大田农作等智慧系统的优化设计、集成技术和成套工程；产地分级与包装、干燥与储藏、屠宰与分割、品质快检与溯源及冷链物流等全链条关键技术、成套装备与工程应用；农业废弃物生物炼制、增值转化以及种养循环、低碳减排、环境协同的绿色利用新方法、新工艺和新技术，研发生物基新产品，开展工程应用创新。

(四)培养目标

农业工程学科培养以工程科学、生物科学和管理科学为基础的复合型创新人才。既培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，又注重培养学生的“大国三农”情怀，引导学生以强农兴农为己任，“懂农业、爱农村、爱农民”，树立把论文写在祖国大地上的意识和信念，增强学生服务农业农村现代化、服务乡村全面振兴的使命感和责任感，培养知农爱农创新人才。所培养的人才对生物学的基本原理、发展规律和潜在应用的相关内容应有深入的了解，既具备工程科学与技术的良好基础，又具备生物学的良好基础，能够将先进的工程原理与方法应用于农业生产过程中，具有解决与农业生产相关的工程问题，改善农业生产手段与生长环境，提高农业水土资源利用效率的能力。在知识体系上，除了掌握工程科学原理与技术知识外，还应具备以下知识背景和能力：了解相关的生物学知识和生物有机体与它们所在的物理环境的相互关系，在设计农业生物系统时，能充分考虑生物有机体的物理特性、环境响应和生命过程的需求，并能基于农业生物科学原理进行正确的工程设计。

1.硕士学位

具备严谨的科学态度和求实的创新精神，掌握农业工程学科某一领域坚实的基础理论和系统的专门知识，了解所从事研究方向的研究现状和发展趋势，具有较强的分析和解决工程实际问题的能力，在理论研究或技术研究中有新的见解。较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料。可在高等院校、研究机构、企业或相关部门从事教学、科研、生产、推广、经营和管理工作。

2.博士学位

具备严谨的科学态度和求实的创新精神，掌握农业工程学科某一领域坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，熟悉本学科的研究方法和试验手段，了解本学科及相关学科领域的研究现状和发展趋势，具有较强的创新能力及独立从事农业工程科学研究和解决工程技术问题的能力，在理论研究或技术研究中取得被同行认可的创新性成果。至少掌握一门外国语，能熟练阅读本专业的外文资料，并具有较好的写作能力和进行国际学术交流的能力。可在高等院校、科研院所、企业和相关部门从事教学、科研和管理工作。

(五)相关学科

机械工程、水利工程、电气工程、环境科学与工程、动力工程及工程热物理、生物学、材料科学与工程、智能科学与技术、遥感科学与技术等。

硕士学位基本要求

(一)获本一级学科硕士学位应掌握的基本知识

硕士生应掌握农业工程学科某一领域坚实的基础理论和系统的专门知识，了解所从事研究方向的研究现状和发展趋势，形成在科学研究工作或独立担负专门技术工作所需的较为系统综合的知识结构。具体包括：

1.工程科学知识

根据学科研究方向特点，掌握试验设计、数据处理、农业机械学、农业物料学、工程传热传质学、植物生理生态学、现代灌排理论、新能源综合利用、农业智能装备、农业信息感知、农业人工智能、农业系统模型、区域现代农业规划与管理等相关的工程科学知识和工程工具，培养在科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力，推动农业农村绿色转型发展和加快农业强国建设。

2.农业科学知识

熟悉与农业工程学科研究方向密切相关的土壤学、地学、作物学、园艺学、畜牧学、水文学和生态学等农业生物和农艺知识，熟悉基于工程与农艺深度融合的理论和方法，协同创造水、土、气、肥、药等资源节约以及产品安全和环境友好的高质高效农业生产系统。

3.人文社会科学知识

能够运用管理学、经济学和系统工程理论方法，从农业效益、资源效率和环境可持续多维度，为乡村振兴、低碳农业工程规划与设计、装备运维管控等提供面向农业生物系统的技术经济分析和政策支持。
掌握一门外国语，比较熟练地阅读本专业的外文资料，进行论文写作，以及与国际同行进行学术交流。

(二)获本一级学科硕士学位应具备的基本素质

1.学术素养

经过系统的专业基础和专业课程的学习，农业工程学科硕士生应掌握农业工程学科某一领域扎实的理论基础和系统的专门知识，并通过科学研究和工程实践锻炼，具备一定的分析问题和解决问题的能力，能从事科学研究工作和独立担负技术开发工作，并具有创新精神。在熟悉国内外文献的基础上，了解所从事研究方向的研究现状和发展趋势。在研究过程中，善于与相关人员协作，尊重他人的学术思想、研究方法和相关知识产权，具有团队合作精神和踏实工作的能力。

2.学术道德

硕士生应遵守国家有关保密和知识产权相关法律法规，具备严谨的科学态度和求实的创新精神以及良好的学术道德，遵守学术规范。学位论文、学术论文、学术报告都应是本人对农业工程学科领域某个方面进行深入探索的真实反映，在试验和理论探索过程中实事求是，杜绝任何捏造数据、歪曲结果，或剽窃他人成果的行为。

(三)获本一级学科硕士学位应具备的基本学术能力

1.获取知识的能力

农业工程硕士生，在系统学习农业工程学科相关领域的基础和专门知识的基础上，具有通过文献查阅分析、工程实践、科学试验、专家咨询、自学钻研、国内外学术交流等多种形式和渠道，获得研究内容所需要的信息，进行比较分析和综合运用，并对论文研究中采用的方法和手段进行试验验证，加强科学研究、逻辑推理、交叉创新等综合研究能力。

2.科学研究能力
具有较强的分析和解决工程实际问题的能力，在理论研究或技术研究中有新见解。可以独立制定研究计划和设计相应的试验方案，掌握相应的研究方法和技术手段。

（1）提出科学问题的能力。在论文实验方案的实施中，应能及时发现实验过程中出现的问题和现象，积极创新思考，独立或协同课题组一起寻找解决问题的途径和方法。

（2）独立科研探索能力。对研究过程中出现的问题和现象，应有一定的洞察力和分析能力，能独立设计试验方案进行探索和验证，正确分析试验结果，从中得到有意义的研究成果。

（3）评价和利用已有的研究成果的能力。在大量文献阅读综合分析的基础上，对相关领域的研究状况和研究结果、存在问题，以及所采用的技术手段有一定的认识，能掌握该方向研究所采用的新方法和新技术，能客观地评价其研究成果和采用的方法手段，通过借鉴和利用他人的研究成果和方法，提升自己的研究水平。

（4）解决实际问题的能力。在实验和理论探索的基础上，能结合研究工作的需要，对相关的工程技术或设备的问题进行分析和研制开发，将设计和研发的技术、系统、仪器、装备等在实际
生产或试验验证中进行考核，分析与实际应用之间的差距和不足，并优化设计，提高解决农业工程相关领域实际问题的能力。

3.实践能力

（1）学术研究或技术开发能力。提出研究问题，进行试验设计和试验研究，对数据进行统计分析或者开发出新技术新产品，能针对生产实践场景提出问题、分析问题和解决问题。

（2）实验技能。能够设计或熟练使用为解决某一科学或技术问题需要的试验装置，并对实验技术的原理、方法和技术有充分的了解，能够进行试验设计及效果验证。

（3）科研协作能力。科学研究往往是一个整体或一个系统，在研究过程中应加强与其他成员的合作，加强与相关工程技术人员、实验技术人员的科研协作。

4.学术交流能力

参加学术会议、学术报告会，作口头报告，设计墙报，与相关人员讨论研究学术问题，撰写学术论文及答辩等能力。

5.其他能力

（1）哲学思维能力。学习自然辩证法、科学社会主义理论和管理科学等人文社科知识。培养人文精神、哲学思维和科学方法，用科学发展观指导研究工作和工程实践。

（2）现代化信息工具和软件应用能力。能熟练应用相关软件，并对研究内容相关的问题建立模型和分析计算。

（3）交际交流能力。农业工程学科是应用性很强的学科，在将科学知识应用于生产实践的过程中，具备与科研人员、高校教师、企业技术和管理人员、农业劳动者等各方面的人员的交流能力。

（4）外语能力。硕士生须较熟练掌握一门外国语，能较熟练地利用外国语进行口头和书面交流。

(四)学位论文基本要求

1.规范性要求

硕士学位论文的撰写应当严格遵守学术规范和学位授予单位规定的学位论文基本格式，应符合如下要求：

（1）论文应在导师指导下独立完成。

（2）硕士学位论文一般应包括中英文题目、独创性声明、摘要、目录、绪论、正文、结论、参考文献、致谢和附录等，应结构合理、层次清晰、逻辑严密、语言流畅。在广泛查阅相关文献的基础上，论文选题应具有创新性，研究内容各部分应形成有机整体，对涉及的理论分析过程进行详细阐述和推导，对试验过程和方法进行翔实描述，对试验发现进行解释、分析、比较，并进行详细的讨论，对应用前景进行总结和展望。

（3）硕士学位论文应规范使用语言文字、标点符号、计量单位、缩略语、数字、图表、公式等。文献引用要准确、恰当，避免过多转引，引用文献应与学位论文内容匹配，引文标注符合学术规范要求。

（4）试验和分析应采用标准或规定的方法，并注明出处；新方法应详细描述操作程序，化学试剂应标明纯度级别，仪器应标明型号和生产厂家。涉及研究区域、采样或试验布点空间分布的内容，应满足相关试验规范要求。

（5）试验数据应进行恰当的统计分析，研究结论须有统计显著性结果支撑。

（6）在硕士学位论文工作中，由其他人完成的工作必须明确说明，并且给予恰当的致谢。

2.质量要求

（1）农业工程硕士学位论文应能综合运用基础理论、专门知识与科学方法，解决农业工程某一领域相关方面的理论探索、技术开发和实际应用问题。学位论文研究应对该领域的发展具有一定的科学价值和现实意义，或者具有创造一定的经济效益或社会生态效益的潜力。

（2）要求论文结构和条理清晰、规范，文字流畅，表达准确，数据可靠，图标标注符合规定。

（3）学位论文中应对国内外本领域的研究有详细的分析和比较，进而提出自己的研究思路和方法，详细介绍在试验研究、技术开发和工程实践中采用的方法和获得的结果，要求论文内容充实，有一定的工作量和现实意义。所采用的理论研究方法和技术方案先进。

（4）硕士学位论文的研究成果应对农业生产有一定的指导意义和应用价值。