給排水科學與工程專業適應黑臭水體技術發展的課程改革設想

許鐵夫 賈學斌 陳悅佳 王昭寧

[摘 要] 黑臭水體治理是近年來給排水行業發展迅速的領域，自2015年4月16日《水污染防治行動計劃 》（簡稱“水十條”）發布以來，黑臭水體治理市場從5年前的數十億規模增長到目前的上百億乃至達到千億級別，引發行業的技術核心和方向轉移，由此引發了高校給排水科學與工程專業從教者如何應對黑臭水體治理這一市場對人才需求的思考。在總學時保持不變、課程基本構架不進行大調整的前提下，本文提出了基于課程單元傾斜、課程模塊優化、學科課程脈絡重新搭接，以及開設交叉學科選修等課程改革設想。基于對市場調研，本文所提出這一課改的設想，能夠更好地支撐學生獲得更為清晰的行業知識和專業技能，使學生畢業入職初期就能達到專業崗位需求，并積累了充分的技術儲備可支撐其未來的發展。

[關鍵詞] 黑臭水體治理;課程體系改革;課程單元拓展;交叉學科模塊

[中圖分類號] G642?? ?[文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2020） 04-0074-03

一 概述

2020年前消除黑臭水體，是我國《水污染防治行動計劃 》明確規定的任務和目標[1]。自2015年4月16日，國務院《水污染防治行動計劃 》（以下簡稱“水十條”）發布以來，黑臭水體治理這一工程領域，突然爆炸式的擴展及增長，已從5年前的數十億規模增長到目前的上百億乃至近千億級別[2]。目前大量設計單位、施工單位、水務公司等紛紛從原來的主業轉向這一領域，并開始搶人大戰，尋求招收懂黑臭水體相關知識和技能的給排水專業畢業生的熱潮。

而與此形成鮮明對比的是，給排水科學與工程專業的人才培養并沒有根據這一需求熱潮而變得激動，仍是一片不溫不火的場景，人才培養和課程設置并未依據這一市場變化進行調整，學生對相關知識了解和獲得的技能僅停留在印象里;根據對近3年的畢業生從事與此相關工作的調研情況來看，學生對從事相關領域缺乏熱情和準備，即使被動從事后，也普遍反映知識儲備不足，未來這一矛盾將愈發突出[3]。

面對這冰火兩重天的不同場景，如何改革現有課程體系，使學生畢業后能快速適應黑臭水體市場，成了給排水科學與工程專業人才培養與課程體系改革迫在眉睫的課題。

二 黑臭水體市場現狀與人才需求

據生態環境部全國城市黑臭水體整治監管平臺的數據，截至2018年底，我國黑臭水體現狀：總認定河道數量2100個，其中，完成治理1745個，治理中264個，方案制定91個，分別占總認定數量的76.31%、21.49%、2.19%;總認定河道長度8021 km，其中，完成治理6121 km，治理中1724 km，方案制定176 km，分別占總認定河道長度的83.1%、12.57%、4.33% [4]。

通過對比發現，我國綜合了財政部政府和社會資本合作中心 （CPPC）中33個關于城市黑臭水體治理的項目資料，核算出全國平均每公里黑臭水體治理投資費用為504萬元。自2015年4月“水十條”公布至2018年底，在3年多一點的時間里，僅黑臭水體治理直接投資就已達310億元，平均每年投資達百億以上，加之后期治理維護以及相關配套設置的建設，實際上已經形成每年數百億規模的龐大市場[5]。預計至2021年的未來一年多的時間里，被認定的城市內黑臭水體，需要繼續治理及方案制定階段的水體是1900 km，由此直接帶來的總投資額近百億元，加上過往工程的運維和配套設施的建設可達千億的市場。

事實上，不要認為黑臭水體的工作已經接近尾聲，恰恰相反，這一市場仍然方興未艾。目前，我國認定的黑臭水體，僅僅為實際發生黑臭水體現象中非常小的一個部分，按照以往統計我國河流50 000余條，加之湖泊、水庫以及人工水體等，數量極為龐大，這些水體中絕大部分都受到不同程度的污染，并存在黑臭的可能。根據目前的治理總目標，黑臭水體這一領域的治理投資，在未來數十年內都會熱度不減。

更為重要的是，治理后的水體未來運行費用極其龐大，以目前運營情況看，每公里河段每年運行費用從十余萬元至數百萬元[6]，預計治理費用以15%～20%計，每年運行費用可達百億元以上，且將高速增長。因此，保守估計，未來十年黑臭水體將有2000～3000億元的市場規模，對應每年需求的具備相應知識和技能的給排水專業人才應在4000人以上，這一人才需求規模，已經達到全國給排水科學與工程專業畢業生規模的10%以上[7]。同時，未來黑臭水體將成為我國城市給排水建設中極為重要的環節，與管網、水廠以及防洪排澇息息相關，即使學生畢業后不專門從事這一領域工作，但仍在此方向有較大的知識和技能需求，這也是不可回避的現實問題。

三 給排水科學與工程專業人才培養方案現狀與應對黑臭水體的思考

（一）專業培養的目標與黑臭水體治理所需的知識與技能

目前的給排水科學與工程專業培養的目標是：能夠從事水資源利用與保護、城鎮給水、城鎮排水、建筑給水排水、工業給水排水、城市水系統等工程的規劃、設計、施工、運行、管理、科研等相關工作的基本能力和素質的應用型高級專門人才。給排水科學與工程專業課程體系中，諸如水文學、水力學、給排水管網、水質工程學、水資源保護與利用、水工藝設備基礎、水工程施工等課程都與黑臭水體治理所需專業知識和技能息息相關。

黑臭水體治理屬于傳統的市政與水利專業的交匯點，依照目前各地黑臭水體治理工程的涵蓋范圍，通常包括：河道疏浚、生態恢復、截污工程、泵站（閘站）工程、水質監測與預警、水處理工程（部分為設備化）、護岸及堤壩工程建設以及后期運行維護等[8]。這些工程領域其大部分核心知識點集中于水質的治理、生態系統構建、水利工程及市政設施建設和設備安裝運行。其中，水利工程知識要求較為淺顯;水質的治理和生態系統構建，并不傾向傳統生態學，而是偏重于環境治理與工程的實施，其重點仍然是市政設施建設和設備安裝運行。這也使得給排水科學與工程專業的畢業生事實上成為最為接洽的畢業生群體。根據知識點覆蓋及技能要求，預計目前的給排水科學與工程專業學生所學的知識，可以滿足黑臭水體治理知識和技能需求的70%以上，因此是非常容易對接的。

（二）人才培養方案對接中存在問題

雖然根據知識點覆蓋及技能要求，給排水科學與工程專業所受知識內容可以滿足黑臭水體治理知識和技能需求70%以上，是非常容易對接的。但由于黑臭水體治理的交叉學科屬性，諸如生態學科、水利學科、規劃學科乃至經濟管理類學科的知識，仍成為專業學生的短板;而且給排水科學與工程專業在實際教學過程中由于偏重于傳統市政給排水系統的學習，缺乏在黑臭水體方向系統的關聯和梳理，學生很難將所掌握的知識技能應用于黑臭水體的實踐。基于這一問題，我們梳理了給排水科學與工程專業的人才培養方案，具體存在問題如下。

（1）缺少傳統的市政與水利專業的交匯點。黑臭水體治理則屬于傳統的市政與水利專業的交匯點，在給排水科學與工程專業基礎課及專業課中，對黑臭水體治理起到支撐作用有：水分析化學、水文學、水文地質學、水力學、污染控制微生物學等基礎課，以及水泵與水泵站、給排水管道工程、水質工程學、水工藝設備基礎、給排水自控和儀表、水工程經濟、給排水概預算等。但這些課程與市政排水關聯度較大，缺少傳統的市政與水利專業的交匯點，因此，亟須課程體系的延伸。

（2）缺失黑臭水體治理所需的流域和生態方向的知識環節及知識點。給排水科學與工程專業基礎或專業課程重視知識原理、構筑物單元設計及處理技術和實施過程，但這些缺失的知識環節及知識點可以在其專業基礎課程體系，如流體力學、理論力學、污染控制微生物學、水分析化學等，通過現有課程的知識拓展及設置選修課來實現，并不需要大幅度調整課程設置便可很好地與黑臭水體市場需求對接。

（3）缺少水環境規劃及生態規劃類的知識內容。設置或延伸課程知識點，以求彌補人才培養方案中規劃類知識環節，即如何對現有課程體系進行延伸和課程模塊優化，其中所優化的課程模塊中，除了在現有課程基礎上探索接口以及延伸方向外，增加規劃類課程、生態類課程尤為關鍵，可以作為流域規劃、設計、水體生態構建的基礎。

（4）案例和實踐為導向，提高學生對黑臭水體治理的技能。黑臭水體治理過程因地區和水體不同，差異很大，很難像傳統給水、污水或建筑給排水設計一樣有跡可循，這就需要配套大量的實踐教學和案例教學。對實踐教學環節配有充分的課時進行黑臭水體領域的參觀;通過充分利用相關課程的案例教學及講座，甚至可以通過學生社團以及創新創業訓練等實現提高學生對黑臭水體的認知度，乃至提高這一工程領域的治理能力，并最終收斂于畢業設計。

四 給排水課程體系應對黑臭水體市場的改革方式

基于以上的觀點，解決給排水課程體系與黑臭水體市場不匹配主要可以通過以下途徑。

（一）延伸課程體系，開設新專業基礎和專業課程，構建黑臭水體治理方向

在實際操作中，考慮到目前在第五學期以后是專業課程階段學時比較集中階段，在此期間增加專業課難度較大，因此突破點首選選擇在專業基礎課上。

計劃在第二學期設置水工程規劃類課程，一方面填補了專業導論后的課程空白，同時可以將黑臭水體的規劃滲透其中起到很好的銜接作用;在第三學期至第四學期將水生態課程植入現有專業基礎課領域，培養學生掌握生態修復的相關知識。而后期案例教學可以在第七學期增設部分專業課程，因這一學期課程量相對較少，且學生已經具備了較好的專業知識基礎，同時面臨工作選擇，此時學生更有興趣去接觸就業面寬，就業需求強烈的課程，諸如：水環境監測與預警、流域水體治理與修復，以及城市防洪排澇等，專業課程的開設應以選修為主，按照就業需求開設，與傳統課程不同的是，這些課程應以案例教學為主，著重提升學生的技能而非知識拓展。

（二）對課程知識延伸，拓展學生對黑臭水體領域知識與技能的掌握

具體而言，比如在專業基礎課程的水文學中，以往學時多集中于徑流計算以及暴雨計算，而諸如城市降雨徑流側重不足，同時缺乏河流水文學、區域水文學等方面的知識，在現有學時基礎上增加這些方面的教學內容將極大提升學生黑臭水體領域的知識儲備。此外，給排水管網、水泵與水泵站以及水工藝設備等課程也都可以按照類似的方法側重和改革，個別課程可適當增加一定的學時開設對應章節，如水工藝設備就可增加河道疏浚、生態治理設備等。這樣可以使得黑臭水體治理的學習貫穿整個專業課程學習，使學生自然而然的將其自己的從業方向，并系統化的掌握所對應的知識和技能。

（三）增加案例和實踐教學環節，提高學生對黑臭水體治理的技能

在黑臭水體領域的學習中增加實踐教學環節是最為重要的，但在之前，已經在專業課學習階段設置了十余周的課設和實習，再增加實踐教學學時力有不逮。為了滿足新增黑臭水體治理方向，將重點提升實踐教學環節的多樣性，比如：在水泵與泵站課程設計中，可以將原來以給水二泵站為主的內容增加部分學生選擇城市雨排泵站課程設計;在排水管道課程設計中可以增加截留方式、并詳細進行城市防洪排澇設計（可涵蓋海綿城市和黑臭水體）;在給排水施工組織課程設計中，可以增設黑臭水體工程方向的施工組織設計……諸如此類的改革，可以打破專業的慣性思維，在課程設計環節解決黑臭水體實踐教學的問題。

而在認識實習、生產實習、畢業實習階段，可以相應地增加黑臭水體工程的參觀，甚至系統化地從設計到施工進行全流程實習。經過這些年的黑臭水體工程建設客觀條件已然具備，而且黑臭水體工程往往和雨污泵房、污水系統息息相關，只要適當地加以側重則可起到事半功倍的效果。最終我們將實踐環節歸一到畢業設計中，應鮮明的將黑臭水體設計納入畢業設計中，既可以直接作為方向也可以納入污水設計內容中，經過完整的畢業設計可以培養出大量具備專業知識和技能的從業人員。

（四）引導學生自主學習，利用社團、創新創業平臺開展黑臭水體領域的研究和創業

積極引導學生自主學習，發揮學生社團作用，利用科技創新以及創新創業等平臺開展黑臭水體領域的研究和創新創業工作，讓學生能在不同的維度能獲得該領域的知識、技能。同時以講座、報告等形式向學生宣傳最新行業動態，甚至提供參考資料清單，積極引入行業企業來專業進行交流和宣講。從根本上改變學生不懂、不接觸、不參與大的現狀，提升給排水學生在黑臭水體領域的競爭力。

以上的方案在不同學校所開設的給排水專業可能存在一定的差異，但根本上來講其改革方向是具備普適性的。只有梳理好了專業課程體系，明晰了黑臭水體領域的知識結構、教學方式以及技能要求后，才能更好地使學生更為積極地參與到這一模塊的學習中，培養出濃厚的興趣并最終從事這一行業。

五 結論

黑臭水體將成為我國城市給排水建設中極為重要的環節，如何改革給排水科學與工程專業的人才培養的現有課程體系，使學生畢業后能快速適應黑臭水體市場，我們重新梳理專業知識和技能體系，認為從如下幾方面進行契合和接口，方能盡快達到給排水科學與工程專業為國家黑臭水體治理及我國的碧水藍天事業培養人才的目的。

首先，在不同的學習階段開設新的專業基礎和專業課程，延伸課程體系，開設水工程規劃類課程、水生態課程、水環境監測與預警、流域水體治理與修復，以及城市防洪排澇等新基礎課和專業課程，構建黑臭水體治理方向，重構黑臭水體方向的知識體系。

其次，對現有課程知識延伸，在現有學時基礎上增加河流水文學、區域水文學、河道疏浚、生態治理等方面的教學內容，提升學生黑臭水體領域的知識儲備，拓展學生對黑臭水體領域知識與技能的掌握。

再次，改革現有實踐教學環節，使黑臭水體治理的理念貫穿課程設計、實習以及畢業設計中，提升學生的技能果水平。

最后，積極引導學生自主學習，發揮科技創新、創新創業以及學生社團等多個平臺作用，培養學生興趣及從事行業的熱情。

經過這一改革，未來給排水專業學生在黑臭水體領域將具有明顯的就業優勢，大大提升了行業的競爭力，并為我國黑臭水質治理事業提供了重要的人才保障和技術支持。

參考文獻：

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[8] 徐祖信，張辰，李懷正.我國城市河流黑臭問題分類與系統化治理實踐[J].給水排水，2018，54（10）：1-5+39.

（責任編輯：張宏玉）