《農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程》課程教學(xué)大綱

農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程（Agro-biologicalEnvironmentalEngineering）課程基本信息課程編號：04021289h課程總學(xué)時(shí)：24實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí)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)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程；核心對先修的要求：完成專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，掌握機(jī)械工程、能源工程、環(huán)境工程等基礎(chǔ)知識，具有基本識圖、熱工計(jì)算和綜合分析能力，應(yīng)先修現(xiàn)代工程圖學(xué)、建筑學(xué)基礎(chǔ)與農(nóng)業(yè)建筑結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、節(jié)能原理、農(nóng)業(yè)生物環(huán)境原理等課程。對后續(xù)的支撐：所學(xué)專業(yè)知識的綜合應(yīng)用。一、課程的教學(xué)理念、性質(zhì)、目標(biāo)和任務(wù)本課程是農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)的必修課，是一門綜合應(yīng)用課程，是將所學(xué)知識能融會(huì)貫通用于解決實(shí)際工程問題。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握環(huán)境參數(shù)調(diào)控的基本方法，通過技術(shù)手段提高能源利用效率營造適宜的生物生長條件。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境調(diào)控中能綜合考慮各因素之間的相互影響，具備一般工程的環(huán)境參數(shù)調(diào)控設(shè)計(jì)能力。課程立足于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，將高效、生態(tài)、節(jié)能、環(huán)保理念貫穿于環(huán)境調(diào)控技術(shù)中，培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代工程思維和科學(xué)素養(yǎng)。課程秉持工程思維、工程應(yīng)用和理論實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)理念，將理論知識講授和現(xiàn)代工程應(yīng)用案例相結(jié)合，通過理論學(xué)習(xí)了解環(huán)境因子對生物的影響，通過工程中現(xiàn)代環(huán)境調(diào)控技術(shù)的案例強(qiáng)化理論知識的理解，為工程應(yīng)用提供鍛煉。二、課程教學(xué)的基本要求1.理論知識方面：掌握環(huán)境參數(shù)調(diào)控的方法和常用裝備形式，能根據(jù)參數(shù)需求開展相關(guān)設(shè)計(jì)。2.實(shí)驗(yàn)技能方面：根據(jù)實(shí)際工程環(huán)境需求，將所學(xué)專業(yè)知識用于開展生物環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。三、課程的教學(xué)設(shè)計(jì)1.教學(xué)設(shè)計(jì)說明課程將采用線上、線下和實(shí)踐相結(jié)合的混合教學(xué)模式，線上教學(xué)主要以重點(diǎn)理論教學(xué)為主，輔助實(shí)際工程案例介紹，線下教學(xué)主要以計(jì)算分析和案例分析為主，同時(shí)通過參觀教學(xué)強(qiáng)化對上述內(nèi)容和工程設(shè)計(jì)的理解，提高對現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的直觀認(rèn)識。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目標(biāo)1：使學(xué)生能夠掌握環(huán)境參數(shù)調(diào)控的基本方法，通過技術(shù)手段提高能源利用效率營造適宜的生物生長條件。142目標(biāo)2：使學(xué)生在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境調(diào)控中能綜合考慮各因素之間的相互影響，具備一般工程的環(huán)境參數(shù)調(diào)控設(shè)計(jì)能力。2343目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代工程思維和科學(xué)素養(yǎng)。812四、理論教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（24學(xué)時(shí)）緒論學(xué)時(shí)數(shù)：1教學(xué)目標(biāo)：了解農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程發(fā)展和發(fā)展趨勢。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：社會(huì)發(fā)展對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境調(diào)控的新要求。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：了解現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展史，社會(huì)需求、生態(tài)環(huán)境對農(nóng)業(yè)設(shè)施的要求，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施的生物環(huán)境調(diào)控意義。第一章農(nóng)業(yè)設(shè)施采暖學(xué)時(shí)數(shù)：4第一節(jié)農(nóng)業(yè)設(shè)施采暖系統(tǒng)熱負(fù)荷教學(xué)目標(biāo)：掌握農(nóng)業(yè)設(shè)施采暖系統(tǒng)中熱負(fù)荷計(jì)算方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：熱平衡分析及各參數(shù)的取值與計(jì)算。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：溫室的熱平衡分析和畜禽舍的熱平衡分析。了解：不同農(nóng)業(yè)設(shè)施熱平衡分析中熱平衡方程的意義。理解：熱平衡方程中各組成部分的意義和取值方法。掌握：熱平衡方程中各要素的計(jì)算方法。熟練掌握：根據(jù)給定條件進(jìn)行農(nóng)業(yè)設(shè)施的熱平衡分析，明確影響熱平衡的主要因素。教學(xué)組織與實(shí)施：基于能量平衡方程推導(dǎo)農(nóng)業(yè)設(shè)施的熱平衡方程，分析方程中各參數(shù)的實(shí)際意義及取舍方法，進(jìn)行熱平衡分析，明確影響熱平衡的主要因素第二節(jié)典型采暖系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)：熟悉不同采暖系統(tǒng)的工作原理、組成和特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：不同形式采暖系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：熱水采暖系統(tǒng)、熱風(fēng)采暖系統(tǒng)的運(yùn)行原理、結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)。了解：不同采暖系統(tǒng)的工作原理和主要結(jié)構(gòu)形式。理解：不同采暖系統(tǒng)的特點(diǎn)和適用性。掌握：采暖系統(tǒng)主要部件的選型計(jì)算。熟練掌握：采暖形式的選擇及負(fù)荷匹配性計(jì)算。教學(xué)組織與實(shí)施：以實(shí)例介紹不同采暖系統(tǒng)組成，對比分析不同采暖系統(tǒng)特點(diǎn)及其適用性。第二章農(nóng)業(yè)設(shè)施中的通風(fēng)與降溫學(xué)時(shí)數(shù)：6第一節(jié)農(nóng)業(yè)設(shè)施通風(fēng)的基本形式與要求教學(xué)目標(biāo)：掌握農(nóng)業(yè)設(shè)施中通風(fēng)的主要形式和特征。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：通風(fēng)換氣量的確定。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：農(nóng)業(yè)設(shè)施中通風(fēng)的基本要求，主要通風(fēng)形式與特征，通風(fēng)量的確定。了解：通風(fēng)的目的和農(nóng)業(yè)設(shè)施對通風(fēng)的要求。理解：通風(fēng)的基本原理和主要形式。掌握：通風(fēng)換氣量的確定方法。熟練掌握：根據(jù)不同農(nóng)業(yè)設(shè)施中環(huán)境調(diào)控要求合理選擇通風(fēng)形式，確定通風(fēng)換氣量。教學(xué)組織與實(shí)施：結(jié)合生產(chǎn)生活中常見的通風(fēng)方式分析不同通風(fēng)形式的特點(diǎn)，明確確定通風(fēng)換氣量確定中常見錯(cuò)誤。第二節(jié)農(nóng)業(yè)設(shè)施的自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)教學(xué)目標(biāo)：掌握不同通風(fēng)形式的工作原理，根據(jù)農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境調(diào)控要求選擇適當(dāng)?shù)耐L(fēng)形式，并能根據(jù)通風(fēng)量要求開展設(shè)備選型。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：熱壓通風(fēng)、風(fēng)壓通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)的風(fēng)壓計(jì)算，進(jìn)排氣口的氣流分布布局設(shè)計(jì)，通風(fēng)量計(jì)算。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：自然通風(fēng)原理與通風(fēng)量計(jì)算，機(jī)械通風(fēng)形式選擇、氣流布局設(shè)計(jì)及風(fēng)機(jī)選型及通風(fēng)量計(jì)算。了解：不同通風(fēng)形式的工作原理和特點(diǎn)。理解：熱壓通風(fēng)、風(fēng)壓通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)的風(fēng)壓和通風(fēng)量計(jì)算方法。掌握：機(jī)械通風(fēng)下氣流布局的影響及風(fēng)機(jī)選型計(jì)算。熟練掌握：結(jié)合生物生長發(fā)育特性，進(jìn)行典型農(nóng)業(yè)設(shè)施中通風(fēng)形式選擇、氣流布局設(shè)計(jì)及進(jìn)行通風(fēng)量計(jì)算。教學(xué)組織與實(shí)施：不同通風(fēng)形式的對比分析，明確各形式特點(diǎn)及其適用性。第三節(jié)農(nóng)業(yè)設(shè)施的降溫技術(shù)教學(xué)目標(biāo)：掌握農(nóng)業(yè)設(shè)施中的主要降溫形式及特點(diǎn)，根據(jù)農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境調(diào)控要求選擇適宜的降溫形式。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：蒸發(fā)降溫、濕墊風(fēng)機(jī)降溫的主要形式及其計(jì)算。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：降溫與通風(fēng)、降溫與濕度的相互影響關(guān)系，蒸發(fā)降溫，濕墊風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)組成及設(shè)計(jì)計(jì)算。了解：不同降溫形式特點(diǎn)，降溫與通風(fēng)、降溫與濕度的相互影響關(guān)系。理解：蒸發(fā)降溫原理，濕墊風(fēng)機(jī)降溫的特點(diǎn)。掌握：濕墊風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)組成。熟練掌握：結(jié)合農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境調(diào)控要求，進(jìn)行降溫系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)。教學(xué)組織與實(shí)施：結(jié)合蒸發(fā)過程焓濕圖理解蒸發(fā)降溫原理，根據(jù)通風(fēng)降濕量要求進(jìn)行風(fēng)機(jī)組件的匹配選型。第三章溫室的環(huán)境調(diào)節(jié)與控制學(xué)時(shí)數(shù)：6第一節(jié)溫室光照環(huán)境的調(diào)節(jié)與控制教學(xué)目標(biāo)：掌握光照環(huán)境對植物生長發(fā)育的影響，進(jìn)行光照調(diào)控。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光周期對生物生長發(fā)育的影響，合理進(jìn)行光參數(shù)調(diào)控。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光周期等參數(shù)及生物生長的影響，溫室內(nèi)的光照環(huán)境、影響因素及光照調(diào)控形式。了解：光照在生物生長發(fā)育中的作用。理解：光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光周期對生物的影響機(jī)制。掌握：光照強(qiáng)度、光周期的調(diào)控，根據(jù)生物生長對光質(zhì)的要求，合理選擇光源。熟練掌握：影響溫室內(nèi)的光環(huán)境的主要因素及光環(huán)境調(diào)控方法。教學(xué)組織與實(shí)施：由影響生物生長的常見光現(xiàn)象闡述其影響機(jī)制，結(jié)合設(shè)施中影響光環(huán)境主要因素和現(xiàn)代工程技術(shù)，分類介紹光環(huán)境調(diào)控方法。第二節(jié)溫室溫度環(huán)境的調(diào)節(jié)與控制教學(xué)目標(biāo)：掌握生物生長對溫度條件要求和溫室內(nèi)能量傳遞及溫度分布特性，結(jié)合增溫、保溫、降溫措施開展溫室環(huán)境的溫度調(diào)控。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：溫室內(nèi)溫度分布特性及能量傳遞規(guī)律，溫度調(diào)控與濕度調(diào)控、光調(diào)控的協(xié)調(diào)。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：溫室內(nèi)溫度調(diào)控指標(biāo)要求及溫度分布特性，溫室的能量平衡計(jì)算，溫室的采暖、保溫，溫室降溫技術(shù)與設(shè)施。了解：溫室的溫度調(diào)控指標(biāo)和溫度特性。理解：溫室保溫、增溫及降溫措施特點(diǎn)。掌握：溫室的能量平衡，根據(jù)能量平衡方程分析影響溫室溫度的主要因素。熟練掌握：根據(jù)環(huán)境條件和溫室結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行溫室能量平衡分析，結(jié)合保溫、增溫、降溫技術(shù)，提出調(diào)控措施。教學(xué)組織與實(shí)施：由能量守恒定律推導(dǎo)溫室能量平衡方程，結(jié)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱特性分析溫室內(nèi)的溫度分布特性，進(jìn)行針對性溫度調(diào)控措施分析，明確溫室溫度調(diào)控的主要技術(shù)形式。第三節(jié)溫室濕度及氣氛環(huán)境的調(diào)節(jié)與控制教學(xué)目標(biāo)：掌握溫室內(nèi)水汽的轉(zhuǎn)移特性和濕度環(huán)境、氣氛環(huán)境對生物生長發(fā)育的影響；結(jié)合增溫、降溫和通風(fēng)技術(shù)措施開展溫室環(huán)境的濕度和氣氛調(diào)控。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：溫室內(nèi)濕度與通風(fēng)、增溫的矛盾關(guān)系，濕度和氣氛的調(diào)控技術(shù)。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：溫室內(nèi)水汽的轉(zhuǎn)移及濕度環(huán)境特點(diǎn)，增濕、降濕調(diào)控措施；不同氣體成分對生物生長的影響，溫室內(nèi)CO2氣體調(diào)控及有害氣體控制。了解：濕度和不同氣氛對生物生長的影響。理解：溫室濕度、氣氛與通風(fēng)、增溫、降溫的關(guān)系。掌握：濕度和氣氛調(diào)控的主要技術(shù)形式。熟練掌握：根據(jù)環(huán)境條件和溫室結(jié)構(gòu)形式結(jié)合溫室通風(fēng)、降溫、增溫等對溫室內(nèi)濕度和氣氛進(jìn)行調(diào)控的主要方法。教學(xué)組織與實(shí)施：結(jié)合實(shí)際工程案例進(jìn)行影響因素分析，理清濕度、氣氛與通風(fēng)、增溫、降溫的關(guān)系，結(jié)合溫室通風(fēng)、降溫、增溫等具體方式進(jìn)行溫室內(nèi)的濕度和氣氛調(diào)控分析。第四章畜禽舍環(huán)境調(diào)控學(xué)時(shí)數(shù)：7第一節(jié)畜禽舍環(huán)境調(diào)控要求教學(xué)目標(biāo)：了解環(huán)境因子對畜禽生長的影響，掌握不同畜禽舍對環(huán)境因素的要求和調(diào)控方式。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：溫度、濕度、光照、氣氛條件對畜禽生長的影響，各類畜禽舍的環(huán)境調(diào)控要求。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：溫度、濕度、光照、氣氛條件對畜禽生長、發(fā)育的影響，各類畜禽舍的環(huán)境要求。了解：溫度、濕度、光照、氣氛條件對畜禽生長、發(fā)育的影響。理解：不同畜禽不同生長階段對環(huán)境條件的要求。掌握：各類畜禽圈舍的環(huán)境調(diào)控要求。熟練掌握：各類畜禽圈舍溫度、光照主要環(huán)境條件的調(diào)控要求。教學(xué)組織與實(shí)施：結(jié)合各類畜禽舍不同時(shí)期圖片明確畜禽舍環(huán)境調(diào)控技術(shù)發(fā)展，分類介紹各環(huán)境因子對不同畜禽的影響。第二節(jié)畜禽舍的通風(fēng)換氣教學(xué)目標(biāo)：掌握不同畜禽舍的通風(fēng)量確定。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：畜禽舍必要通風(fēng)量的確定。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：畜禽舍通風(fēng)換氣的要求，畜禽舍的熱濕平衡，畜禽舍必要通風(fēng)通風(fēng)量確定。了解：畜禽舍通風(fēng)換氣的要求。理解：畜禽舍的熱濕平衡計(jì)算方法。掌握：畜禽舍必要通風(fēng)通風(fēng)量確定方法。熟練掌握：雞舍、豬舍常用圈舍必要通風(fēng)通風(fēng)量確定方法。教學(xué)組織與實(shí)施：根據(jù)不同畜禽對通風(fēng)換氣的要求結(jié)合通風(fēng)基礎(chǔ)知識和氣候特點(diǎn)確定必要通風(fēng)量。第三節(jié)畜禽舍的溫度調(diào)控與節(jié)能教學(xué)目標(biāo)：掌握畜禽舍的溫度調(diào)控方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：畜禽舍加熱與降溫系統(tǒng)的配置。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：畜禽舍的加溫和降溫系統(tǒng)配置，畜禽舍的保溫節(jié)能。了解：畜禽舍加熱和降溫的主要措施途徑。理解：不同加熱和降溫措施的特點(diǎn)和適用范圍。掌握：畜禽舍的加熱和降溫系統(tǒng)選擇配置，畜禽舍的主要保溫節(jié)能途徑。熟練掌握：封閉式畜禽舍的加熱和降溫系統(tǒng)選擇配置，畜禽舍的主要保溫節(jié)能途徑。教學(xué)組織與實(shí)施：根據(jù)不同畜禽對溫度的要求結(jié)合加熱和降溫技術(shù)途徑合理選擇系統(tǒng)配置，對比分析畜禽舍保溫節(jié)能效果和新能源在畜禽舍增溫保溫的應(yīng)用。第四節(jié)畜禽舍環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)：掌握畜禽舍環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，明確設(shè)計(jì)要點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：不同形式畜禽舍環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。主要教學(xué)內(nèi)容及要求：開放式、半封閉式、封閉式畜禽舍的環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。了解：不同畜禽舍結(jié)構(gòu)形式差異對環(huán)境調(diào)控的影響。理解：半封閉式、封閉式畜禽舍對環(huán)境參數(shù)調(diào)控的要求。掌握：半封閉式、封閉式畜禽舍的環(huán)境參數(shù)調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。熟練掌握：半封閉式、封閉式畜禽舍的環(huán)境參數(shù)調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)教學(xué)組織與實(shí)施：通過典型案例分析明確不同形式圈舍對環(huán)境參數(shù)要求的差異，結(jié)合不同畜禽對環(huán)境條件的要求明晰不同形式畜禽舍的環(huán)境參數(shù)調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（0學(xué)時(shí)）六、課程思政課程中加入思政的要求，結(jié)合黨的政策方針，實(shí)現(xiàn)專業(yè)理論知識與實(shí)踐創(chuàng)新有機(jī)結(jié)合。同時(shí)本課程將以科技發(fā)展觀念、社會(huì)發(fā)展觀念、具體國情等引導(dǎo)學(xué)生辯證的看待國內(nèi)生物環(huán)境工程技術(shù)的差異，營造愛農(nóng)、愛國氛圍。七、教材及教學(xué)參考書1.選用教材：（1）理論課教材：農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程，馬承偉、苗香雯，中國農(nóng)業(yè)出版社，2005年。（2）實(shí)習(xí)指導(dǎo)書：設(shè)施農(nóng)業(yè)工程工藝及建筑設(shè)計(jì)，李保明，中國農(nóng)業(yè)出版社，2005年。2.參考書：（1）現(xiàn)代溫室工程，周長吉，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年。（2）畜牧場生產(chǎn)工藝與畜舍設(shè)計(jì)，李震鐘主編，中國農(nóng)業(yè)出版社，2005年。（3）農(nóng)業(yè)生物環(huán)境控制，徐昶昕、王衛(wèi)星，中國農(nóng)業(yè)出版社，1994年。3.推薦網(wǎng)站（線上資源）：（1）精品課程，設(shè)施農(nóng)業(yè)工程工藝/details/coursewares?uuid=e9f82652-123a-1000-89ee-144ee02f1e73&courseID=K090358&resourceType=courseware（2）精品課程，農(nóng)業(yè)工程概論/nygcgl/design/other/chapter4.htm八、教學(xué)條件學(xué)?？商峁┍菊n程日常理論教學(xué)所需的場地和多媒體設(shè)備，保證教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行；授課教師對課程體系有全面的設(shè)計(jì)和把握，可根據(jù)學(xué)生的反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)，保證良好的教學(xué)效果和較高的教學(xué)質(zhì)量。學(xué)校科