给排水科学与工程专业适应黑臭水体技术发展的课程改革设想

时间：2024-05-07

许铁夫贾学斌陈悦佳王昭宁

[摘要] 黑臭水体治理是近年来给排水行业发展迅速的领域，自2015年4月16日《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）发布以来，黑臭水体治理市场从5年前的数十亿规模增长到目前的上百亿乃至达到千亿级别，引发行业的技术核心和方向转移，由此引发了高校给排水科学与工程专业从教者如何应对黑臭水体治理这一市场对人才需求的思考。在總学时保持不变、课程基本构架不进行大调整的前提下，本文提出了基于课程单元倾斜、课程模块优化、学科课程脉络重新搭接，以及开设交叉学科选修等课程改革设想。基于对市场调研，本文所提出这一课改的设想，能够更好地支撑学生获得更为清晰的行业知识和专业技能，使学生毕业入职初期就能达到专业岗位需求，并积累了充分的技术储备可支撑其未来的发展。

[关键词] 黑臭水体治理;课程体系改革;课程单元拓展;交叉学科模块

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2020） 04-0074-03

一概述

2020年前消除黑臭水体，是我国《水污染防治行动计划》明确规定的任务和目标[1]。自2015年4月16日，国务院《水污染防治行动计划》（以下简称“水十条”）发布以来，黑臭水体治理这一工程领域，突然爆炸式的扩展及增长，已从5年前的数十亿规模增长到目前的上百亿乃至近千亿级别[2]。目前大量设计单位、施工单位、水务公司等纷纷从原来的主业转向这一领域，并开始抢人大战，寻求招收懂黑臭水体相关知识和技能的给排水专业毕业生的热潮。

而与此形成鲜明对比的是，给排水科学与工程专业的人才培养并没有根据这一需求热潮而变得激动，仍是一片不温不火的场景，人才培养和课程设置并未依据这一市场变化进行调整，学生对相关知识了解和获得的技能仅停留在印象里;根据对近3年的毕业生从事与此相关工作的调研情况来看，学生对从事相关领域缺乏热情和准备，即使被动从事后，也普遍反映知识储备不足，未来这一矛盾将愈发突出[3]。

面对这冰火两重天的不同场景，如何改革现有课程体系，使学生毕业后能快速适应黑臭水体市场，成了给排水科学与工程专业人才培养与课程体系改革迫在眉睫的课题。

二黑臭水体市场现状与人才需求

据生态环境部全国城市黑臭水体整治监管平台的数据，截至2018年底，我国黑臭水体现状：总认定河道数量2100个，其中，完成治理1745个，治理中264个，方案制定91个，分别占总认定数量的76.31%、21.49%、2.19%;总认定河道长度8021 km，其中，完成治理6121 km，治理中1724 km，方案制定176 km，分别占总认定河道长度的83.1%、12.57%、4.33% [4]。

通过对比发现，我国综合了财政部政府和社会资本合作中心（CPPC）中33个关于城市黑臭水体治理的项目资料，核算出全国平均每公里黑臭水体治理投资费用为504万元。自2015年4月“水十条”公布至2018年底，在3年多一点的时间里，仅黑臭水体治理直接投资就已达310亿元，平均每年投资达百亿以上，加之后期治理维护以及相关配套设置的建设，实际上已经形成每年数百亿规模的庞大市场[5]。预计至2021年的未来一年多的时间里，被认定的城市内黑臭水体，需要继续治理及方案制定阶段的水体是1900 km，由此直接带来的总投资额近百亿元，加上过往工程的运维和配套设施的建设可达千亿的市场。

事实上，不要认为黑臭水体的工作已经接近尾声，恰恰相反，这一市场仍然方兴未艾。目前，我国认定的黑臭水体，仅仅为实际发生黑臭水体现象中非常小的一个部分，按照以往统计我国河流50 000余条，加之湖泊、水库以及人工水体等，数量极为庞大，这些水体中绝大部分都受到不同程度的污染，并存在黑臭的可能。根据目前的治理总目标，黑臭水体这一领域的治理投资，在未来数十年内都会热度不减。

更为重要的是，治理后的水体未来运行费用极其庞大，以目前运营情况看，每公里河段每年运行费用从十余万元至数百万元[6]，预计治理费用以15%～20%计，每年运行费用可达百亿元以上，且将高速增长。因此，保守估计，未来十年黑臭水体将有2000～3000亿元的市场规模，对应每年需求的具备相应知识和技能的给排水专业人才应在4000人以上，这一人才需求规模，已经达到全国给排水科学与工程专业毕业生规模的10%以上[7]。同时，未来黑臭水体将成为我国城市给排水建设中极为重要的环节，与管网、水厂以及防洪排涝息息相关，即使学生毕业后不专门从事这一领域工作，但仍在此方向有较大的知识和技能需求，这也是不可回避的现实问题。

三给排水科学与工程专业人才培养方案现状与应对黑臭水体的思考

（一）专业培养的目标与黑臭水体治理所需的知识与技能

目前的给排水科学与工程专业培养的目标是：能够从事水资源利用与保护、城镇给水、城镇排水、建筑给水排水、工业给水排水、城市水系统等工程的规划、设计、施工、运行、管理、科研等相关工作的基本能力和素质的应用型高级专门人才。给排水科学与工程专业课程体系中，诸如水文学、水力学、给排水管网、水质工程学、水资源保护与利用、水工艺设备基础、水工程施工等课程都与黑臭水体治理所需专业知识和技能息息相关。

黑臭水体治理属于传统的市政与水利专业的交汇点，依照目前各地黑臭水体治理工程的涵盖范围，通常包括：河道疏浚、生态恢复、截污工程、泵站（闸站）工程、水质监测与预警、水处理工程（部分为设备化）、护岸及堤坝工程建设以及后期运行维护等[8]。这些工程领域其大部分核心知识点集中于水质的治理、生态系统构建、水利工程及市政设施建设和设备安装运行。其中，水利工程知识要求较为浅显;水质的治理和生态系统构建，并不倾向传统生态学，而是偏重于环境治理与工程的实施，其重点仍然是市政设施建设和设备安装运行。这也使得给排水科学与工程专业的毕业生事实上成为最为接洽的毕业生群体。根据知识点覆盖及技能要求，预计目前的给排水科学与工程专业学生所学的知识，可以满足黑臭水体治理知识和技能需求的70%以上，因此是非常容易对接的。

（二）人才培养方案对接中存在问题

虽然根据知识点覆盖及技能要求，给排水科学与工程专业所受知识内容可以满足黑臭水体治理知识和技能需求70%以上，是非常容易对接的。但由于黑臭水体治理的交叉学科属性，诸如生态学科、水利学科、规划学科乃至经济管理类学科的知识，仍成为专业学生的短板;而且给排水科学与工程专业在實际教学过程中由于偏重于传统市政给排水系统的学习，缺乏在黑臭水体方向系统的关联和梳理，学生很难将所掌握的知识技能应用于黑臭水体的实践。基于这一问题，我们梳理了给排水科学与工程专业的人才培养方案，具体存在问题如下。

（1）缺少传统的市政与水利专业的交汇点。黑臭水体治理则属于传统的市政与水利专业的交汇点，在给排水科学与工程专业基础课及专业课中，对黑臭水体治理起到支撑作用有：水分析化学、水文学、水文地质学、水力学、污染控制微生物学等基础课，以及水泵与水泵站、给排水管道工程、水质工程学、水工艺设备基础、给排水自控和仪表、水工程经济、给排水概预算等。但这些课程与市政排水关联度较大，缺少传统的市政与水利专业的交汇点，因此，亟须课程体系的延伸。

（2）缺失黑臭水体治理所需的流域和生态方向的知识环节及知识点。给排水科学与工程专业基础或专业课程重视知识原理、构筑物单元设计及处理技术和实施过程，但这些缺失的知识环节及知识点可以在其专业基础课程体系，如流体力学、理论力学、污染控制微生物学、水分析化学等，通过现有课程的知识拓展及设置选修课来实现，并不需要大幅度调整课程设置便可很好地与黑臭水体市场需求对接。

（3）缺少水环境规划及生态规划类的知识内容。设置或延伸课程知识点，以求弥补人才培养方案中规划类知识环节，即如何对现有课程体系进行延伸和课程模块优化，其中所优化的课程模块中，除了在现有课程基础上探索接口以及延伸方向外，增加规划类课程、生态类课程尤为关键，可以作为流域规划、设计、水体生态构建的基础。

（4）案例和实践为导向，提高学生对黑臭水体治理的技能。黑臭水体治理过程因地区和水体不同，差异很大，很难像传统给水、污水或建筑给排水设计一样有迹可循，这就需要配套大量的实践教学和案例教学。对实践教学环节配有充分的课时进行黑臭水体领域的参观;通过充分利用相关课程的案例教学及讲座，甚至可以通过学生社团以及创新创业训练等实现提高学生对黑臭水体的认知度，乃至提高这一工程领域的治理能力，并最终收敛于毕业设计。

四给排水课程体系应对黑臭水体市场的改革方式

基于以上的观点，解决给排水课程体系与黑臭水体市场不匹配主要可以通过以下途径。

（一）延伸课程体系，开设新专业基础和专业课程，构建黑臭水体治理方向

在实际操作中，考虑到目前在第五学期以后是专业课程阶段学时比较集中阶段，在此期间增加专业课难度较大，因此突破点首选选择在专业基础课上。

计划在第二学期设置水工程规划类课程，一方面填补了专业导论后的课程空白，同时可以将黑臭水体的规划渗透其中起到很好的衔接作用;在第三学期至第四学期将水生态课程植入现有专业基础课领域，培养学生掌握生态修复的相关知识。而后期案例教学可以在第七学期增设部分专业课程，因这一学期课程量相对较少，且学生已经具备了较好的专业知识基础，同时面临工作选择，此时学生更有兴趣去接触就业面宽，就业需求强烈的课程，诸如：水环境监测与预警、流域水体治理与修复，以及城市防洪排涝等，专业课程的开设应以选修为主，按照就业需求开设，与传统课程不同的是，这些课程应以案例教学为主，着重提升学生的技能而非知识拓展。

（二）对课程知识延伸，拓展学生对黑臭水体领域知识与技能的掌握

具体而言，比如在专业基础课程的水文学中，以往学时多集中于径流计算以及暴雨计算，而诸如城市降雨径流侧重不足，同时缺乏河流水文学、区域水文学等方面的知识，在现有学时基础上增加这些方面的教学内容将极大提升学生黑臭水体领域的知识储备。此外，给排水管网、水泵与水泵站以及水工艺设备等课程也都可以按照类似的方法侧重和改革，个别课程可适当增加一定的学时开设对应章节，如水工艺设备就可增加河道疏浚、生态治理设备等。这样可以使得黑臭水体治理的学习贯穿整个专业课程学习，使学生自然而然的将其自己的从业方向，并系统化的掌握所对应的知识和技能。

（三）增加案例和实践教学环节，提高学生对黑臭水体治理的技能

在黑臭水体领域的学习中增加实践教学环节是最为重要的，但在之前，已经在专业课学习阶段设置了十余周的课设和实习，再增加实践教学学时力有不逮。为了满足新增黑臭水体治理方向，将重点提升实践教学环节的多样性，比如：在水泵与泵站课程设计中，可以将原来以给水二泵站为主的内容增加部分学生选择城市雨排泵站课程设计;在排水管道课程设计中可以增加截留方式、并详细进行城市防洪排涝设计（可涵盖海绵城市和黑臭水体）;在给排水施工组织课程设计中，可以增设黑臭水体工程方向的施工组织设计……诸如此类的改革，可以打破专业的惯性思维，在课程设计环节解决黑臭水体实践教学的问题。

而在认识实习、生产实习、毕业实习阶段，可以相应地增加黑臭水体工程的参观，甚至系统化地从设计到施工进行全流程实习。经过这些年的黑臭水体工程建设客观条件已然具备，而且黑臭水体工程往往和雨污泵房、污水系统息息相关，只要适当地加以侧重则可起到事半功倍的效果。最终我们将实践环节归一到毕业设计中，应鲜明的将黑臭水体设计纳入毕业设计中，既可以直接作为方向也可以纳入污水设计内容中，经过完整的毕业设计可以培养出大量具备专业知识和技能的从业人员。

（四）引导学生自主学习，利用社团、创新创业平台开展黑臭水体领域的研究和创业

积极引导学生自主学习，发挥学生社团作用，利用科技创新以及创新创业等平台开展黑臭水体领域的研究和创新创业工作，让学生能在不同的维度能获得该领域的知识、技能。同时以讲座、报告等形式向学生宣传最新行业动态，甚至提供参考资料清单，积极引入行业企业来专业进行交流和宣讲。从根本上改变学生不懂、不接触、不参与大的现状，提升给排水学生在黑臭水体领域的竞争力。

以上的方案在不同学校所开设的给排水专业可能存在一定的差异，但根本上来讲其改革方向是具备普适性的。只有梳理好了专业课程体系，明晰了黑臭水体领域的知识结构、教学方式以及技能要求后，才能更好地使学生更为积极地参与到这一模块的学习中，培养出浓厚的兴趣并最终从事这一行业。

五结论

黑臭水体将成为我国城市给排水建设中极为重要的环节，如何改革给排水科学与工程专业的人才培养的现有课程体系，使学生毕业后能快速适应黑臭水体市场，我们重新梳理专业知识和技能体系，认为从如下几方面进行契合和接口，方能尽快达到给排水科学与工程专业为国家黑臭水体治理及我国的碧水蓝天事业培养人才的目的。

首先，在不同的学习阶段开设新的专业基础和专业课程，延伸课程体系，开设水工程规划类课程、水生态课程、水环境监测与预警、流域水体治理与修复，以及城市防洪排涝等新基础课和专业课程，构建黑臭水体治理方向，重构黑臭水体方向的知识体系。

其次，对现有课程知识延伸，在现有学时基础上增加河流水文学、区域水文学、河道疏浚、生态治理等方面的教学内容，提升学生黑臭水体领域的知识储备，拓展学生对黑臭水体领域知识与技能的掌握。

再次，改革现有实践教学环节，使黑臭水体治理的理念贯穿课程设计、实习以及毕业设计中，提升学生的技能果水平。

最后，积极引导学生自主学习，发挥科技创新、创新创业以及学生社团等多个平台作用，培养学生兴趣及从事行业的热情。

经过这一改革，未来给排水专业学生在黑臭水体领域将具有明显的就业优势，大大提升了行业的竞争力，并为我国黑臭水质治理事业提供了重要的人才保障和技术支持。

参考文献：

[1] 国务院.水污染防治行动计划 [R].2015：4.

[2] 住房和城乡建设部、生态环境部. 城市黑臭水体治理攻坚战实施方案[R].2018：11.

[3] 刘子正，李江云.给排水科学与工程专业实验教学体系构建及专业发展方向[J].课程教育研究，2018（32）：206-207.