“雙碳”愿景下給排水管網工程課程思政建設探討

摘"要：給排水管網工程作為高等院校環境工程專業的必修課程，是我國城市化建設的重要基礎課程。為達成碳達峰、碳中和的目標，環境工程專業人才需要更深入理解雙碳內涵并提升專業技術能力。該文探討給排水管網工程教學的“雙碳”愿景思政育人的方法和途徑。通過對學生思想引領、觀念塑造、知識獲取和能力提升，增進學生對“雙碳”目標的認同感和責任感，助力“雙碳”目標順利達成。

關鍵詞：給排水管網工程；“雙碳”；課程思政；教學改革；人才培養

中圖分類號：G641"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）02-0022-05

Abstract：\"WaterSupplyandDrainagePipelineEngineering\"isamaincourseforallkindsofenvironmentalrelatedmajorinthehighereducationinstitutions.ItisalsoveryimportantforChina'surbanizationconstruction.Inordertoachievethedual-carbongoalof\"carbonpeak，carbonneutral\"，studentsinmajorofenvironmentalengineeringneedtohaveadeeperunderstandingoftheconnotationofdualcarbonandstrengthentheirpracticeability.Thispaperdiscussesthemethodsandapproachesofideologicalandpoliticaleducationintheclassofwatersupplyanddrainagepipelineengineeringunderthevisionof\"doublecarbon\".Students'senseofidentityandresponsibilityforthe\"doublecarbon\"goalcouldbeenhancedthroughtheideologicalguidance，conceptshaping，knowledgeacquisitionandabilityimprovement.Thisishelpfulforourcountrytosuccessfullyachievethe\"doublecarbon\"goal.

Keywords：watersupplyanddrainagepipelineengineering;visionofdoublecarbon;curriculumideologyandpolitics;teachingreform;talentcultivation

給排水管網工程是高等院校環境類專業的重要基礎課程之一，課程內容覆蓋排水管網工程、給水管網工程、雨水管網工程和水泵與泵站工程等，具有很強的理論性、實踐性和應用性。2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會上宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”2021年3月，習近平總書記在中央財經委員會第九次會議上進一步強調“實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局”。我國將二氧化碳（CO2）凈零排放作為降低碳排放量的重點工作[1-2]，要求企業或個人直接或間接產生的CO2或溫室氣體排放總量，通過節能減排、植樹造林等途徑進行移除或抵消，達到相對凈零排放[3]。“雙碳”目標的提出彰顯了大國擔當，成為了我國綠色低碳發展的新目標和新要求[4-5]。然而，大學生對“雙碳”缺乏充足的認識，尚未形成責任感和使命感。因此，加強環境工程專業人才培養過程中的“雙碳”愿景思政建設尤為重要。給排水管網工程與“雙碳”愿景、生態文明建設、綠色發展理念、污染防治攻堅戰等國家戰略密切相關。作者將基于“雙碳”愿景的內涵和意義，探討給排水管網工程在“雙碳”愿景下課程思政方面的教學路徑和踐行方法。

一"給排水管網工程的課程目標

中山大學環境科學與工程學院將給排水管網工程設置為環境工程專業必修課，54學時，3學分。教學團隊以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，以培養“德才兼備的創新人、領袖氣質的工程人、家國情懷的中國人”為人才培養目標，提出“思想引領、知行合一、創新驅動、實干擔當”的教學理念，力圖培養具有生態文明思想傳承能力、思辨及創新能力、工程設計及實踐能力的環境工程新工科應用型人才。具體目標如下：①使學生牢固掌握給排水管網的基本原理、設計原則和方法，一般掌握給排水管網設計中涉及的管路附屬設備、構筑物等的設計，一般了解雨水管路的設計原理和方法。②以課堂教授與課程設計、前沿技術討論、虛擬仿真訓練、管網和水務科技公司實踐、科研創新項目等多元浸潤教學模式，培養學生自主學習能力，提高實踐和創新能力。③使學生充分認識到解決河流污染問題、雨水洪澇災害等對我國乃至國際的重要意義，樹立實現“綠水青山就是金山銀山”的職業信念，在生態環境領域為實現中華民族的偉大復興提供技術支撐。

二"給排水管網工程的“雙碳”理念根植的重要性

給排水管道是城市的“血管”，關乎到社會經濟發展和人們身體健康。給排水管網工程是城市化建設的重要基礎，也是城市社會經濟發展和安全運行的重要保障，與我國社會主義經濟建設、“雙碳”目標達成密不可分。但是，高等院校本科教育中往往存在“重智育輕德育”的問題，僅重視基礎原理和工藝方案教學，而忽視了對學生理想信念的根植。學生對“雙碳”缺乏充足的認識，沒有深度理解給排水管網建設對新時代社會主義建設的重要性和必要性，缺乏職業認同感和職業責任感和使命感。因此，在講懂、講深、講透給排水管網設計原理、設計邏輯和設計步驟的基礎上，更要深入挖掘給排水管網工程課程的雙碳思想和精神內涵。結合國家需求、行業需求、國際趨勢，將理想信念、品德修養、法律意識和愛國情懷等融入給排水管網工程教育教學中，做到理想信念和理論基礎同抓共建。

三"給排水管網工程課程的“雙碳”思政設計

給排水管網工程課程教研團隊在習近平生態文明思想的指導下，注重“雙碳”愿景的融入與內化，秉承“厚基礎、促融合、重實踐、求創新”的人才培養方針，培養學生用歷史觀、發展觀和大局觀分析和解決實際工程問題，強化學生對習近平生態文明思想和“雙碳”愿景的理解和踐行。為了促進學生在德育和素質協同發展，教學組從課堂授課、實習實踐和創新研究三個層面進行了“雙碳”思政內容設計。

（一）"在授課過程中理解“雙碳”愿景

“雙碳”愿景要依靠節能減排、綠色技術和可持續發展達成。為了使學生在技術層面了解更多的雙碳相關知識，教學組在講懂、講深、講透給排水管網設計原理、設計邏輯和設計步驟的基礎上，強化課程內容的更新、完善和外延。具體而言，對給排水管網工程中的新工藝、新標準、新管材、新設備進行持續更新，補充GIS檢測系統、智慧管網、智慧城市、海綿城市建設和現代給排水管網運行管理技術等信息化、智慧化教學內容。并且將碳達峰、碳中和的核心內涵和要義與教學內容融合與滲透，包括專業發展簡史、經典工程案例、科學家和工程師事跡、優秀企業發展事例、生態文明紀錄片和專業前沿技術進展等。從原理與方法、技術與技能、情感與價值觀等多個途徑潤物細無聲地深化學生對雙碳愿景的理解。下面列舉幾個典型的雙碳思政教學設計進行詳細說明。

教學實例①：我國給水體系發展對人類美好生活的貢獻。在講解城市給水工程體系時，講解習近平總書記提出的“共同營造和諧宜居的人類家園”的重要理念。講解近年來我國環保事業的進步為人民生活水平提高做出的貢獻，例如“南水北調”等國家戰略性工程以及“金門跨海輸水工程”等案例，讓學生認識到國家投入大量的精力、人力和物力來保障城鎮居民的供水水質，保障人民喝到放心水、健康水，激發學生的愛國熱情和民族自豪感。并且，讓學生學會利用辯證的方法看待資源的豐富和有限，培養學生珍惜資源、節能減排的責任感，使學生體會到環境保護科技工作者的職責是保障人類福祉，培養學生生態環境保護專業的使命感。

教學實例②：降低給水管網漏失率對“雙碳”目標的重要作用。講解給水管網漏失對水資源利用的不利影響，在此基礎上通過對比我國典型地區的管網漏失率逐年降低情況，讓學生認識到通過優化給水系統布局、合理設計、強化漏失監控方法以及新型管材及管道快速堵漏技術的研發能有效緩解或避免給水管網漏損問題，激勵學生更好地掌握給水管網規劃、優化設計和運行維護的專業知識，增強學生的專業認同感，樹立投身給排水管網事業、解決雨水洪澇災害等環境問題的職業理想。

教學實例③：泵站優化設計，助力節能降碳和雙碳愿景達成。給水管網水壓依靠水泵站和中途加壓泵站保證，水泵的合理選型和優化運行對節能降碳的影響十分顯著。如果水泵選型不合理、多泵運行時調配不佳會導致水泵不在高效區運行將會造成能耗的大量浪費，課堂上會通過具體的電耗和能耗計算來讓學生理解如何通過優化水泵運行實現低碳供水。并且，管網優化設計、管網運行維護有力能夠降低供水系統的水頭損失，也是降低水泵運行能耗的有效方法。使學生明晰合理的泵站設計和細致的運行維護不但能夠保障居民用水和社會經濟發展，也有助于“雙碳”愿景的實現。

教學實例④：污水管網系統優化對美麗中國建設和“雙碳”愿景的重要性。在講述污水管網規劃、設計和計算的教學環節重點講述城市水系統中黑臭水體的危害、現狀和成因，使學生了解污水管網是我國污水處理中的短板，管網覆蓋不足、漏損、客水擠占管網普遍存在，雨水和污水不合理收集導致城市黑臭水體形成，且排水管網問題并非短時間能解決，增加學生的生態環保憂患意識。在此基礎上，介紹廣州黃崗涌等卓有成效的城鎮黑臭水體治理案例，讓學生意識到黨中央和國家在環境治理方面的決心和力度，提高學生的愛國愛黨情懷。并且使學生明白污水管網系統優化需要探索適合本地的管網解決之策，以及多重技術的合理搭配，久久為功才能保障青山綠水和人民美好生活，由此增加學生對污水管網優化建設的使命感和責任感。

教學實例⑤：污水收集后的再生利用是“雙碳”目標實現的有效途徑。系統講述污水回收再利用對“雙碳”愿景達成的重要性。具體包括，水的回收和利用，我國的人均水資源量極其有限，污水回收和再利用是緩解我國水資源短缺的有力措施。污水回收后深度處理可以回用為景觀用水、補給河流和地下水，甚至作為飲用水，能有效解決水資源短缺的現狀。資源的回收和利用，污水中含有的氮磷等營養物質可以轉化為肥料，尤其是磷作為不可再生資源格外珍貴。污水有效收集能夠避免氮磷等進入水體導致富營養化，同時氮磷回收和再利用能帶來極高的經濟價值。污水中一些有機物和金屬離子經提取后變廢為寶，也會創造可觀的經濟價值，這些物質的回用降低了其生產過程中的碳排放。能源的回收和利用，污水處理過程中的剩余污泥在厭氧發酵過程中產生的甲烷是重要的生物能源，其發電量可以實現污水廠能源自給，是污水廠碳中和的重要途徑。在教學過程中會降解污水收集和資源再利用的新技術，引導學生明晰污水是資源和能源的寶藏，讓學生理解污水有效收集對保護環境和可持續發展的重要作用。

教學實例⑥：海綿城市是雨水管網系統的升級，有助于“雙碳”目標達成。在講述城市雨水管渠設計和計算的教學環節，向學生講解我國排水工程出現的“城市看海”“道路劃船”等多種不正常現象，突出近年來我國許多城市面臨的內澇頻發、雨水資源大量流失、徑流污染等諸多問題。上述問題與城市雨水利用系統不完善、城市地面硬化面積大量增加等有直接關系，且傳統雨水系統的快排模式并沒有考慮雨水的循環利用。進而，向學生重點闡述習近平總書記提出的建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”的科學性，及其對“雙碳”愿景的重要意義。海綿城市以慢排緩釋和源頭分散為主要的規劃設計理念，利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水，減少雨水徑流量，減輕暴雨對城市運行的影響，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”。向學生展示美國費城綠色城市計劃、德國弗萊堡市扎哈倫廣場的雨水花園、我國深圳光明新區的海綿城市建設示范區等實際工程案例，讓學生理解海綿城市建設是一項環境友好的雨水利用系統工程，我們只有在遵循自然規律的前提下，因地制宜地提出新型城市防洪方法，才能更好地實現人與自然的和諧共處，更好地實現生態文明建設和“雙碳”目標。

（二）"在實習實踐中體驗“雙碳”愿景

給排水管網工程是一門理論與實踐緊密結合的課程，但傳統“填鴨式”授課以課堂講授為主，但由于學生缺乏對實際工程的認知，難以將理論與實際工程相連接，難以形成工程思維。針對這一問題，教學組強化實習實踐課程模塊建設（圖1），將“雙碳”愿景和美麗中國建設實踐相融合，使學生掌握基礎知識的同時，堅定理想信念、樹立生態文明觀和職業道德觀。學生在“學中做”和“做中學”的過程中強化掌握了給排水管網工程基本原理，培養了學生的工匠精神，提高了實踐能力，對“雙碳”愿景達成具有積極作用。具體包括以下內容。

實踐方式①：“第二課堂”教學基地實踐。教學組將“教室”建到企業和科研機構，先后與佛山市水業集團有限公司、中山市愛科應用科技有限公司等企業和環保科創公司聯合建設了20個適用于給排水管網工程課程的實踐基地。實踐基地建設目標為提升學生對給排水管網工程的專業理論知識的理解；以創新培養為導向、以應用能力為核心，增強學生的動手能力與適應能力，為中山大學給排水管網工程的創新應用人才培養起到重要作用；以聯合開發項目為基礎，推動專業應用型人才的培養，提升高校學生的創新精神、實踐能力，同時提升企業實力，加強企業后勁，為企業未來發展奠定堅實基礎。

具體實施過程為聘請企業人員為校外導師，由校內教師和基地依托單位的校外導師共同指導學生的校外實踐教學工作。在實習實踐中，由企業導師為學生講解最新管網技術，學生們參與到與“雙碳”目標相關的智慧水務、智慧環境的創新創業實習項目中，通過親身體驗最新的管網工程技術，將理論與實踐有機結合。提高了學生參與感和體驗感，強化了學生對“雙碳”目標下的給排水管網新技術、新工藝、新管理方法的理解與踐行能力。

實踐方式②：“雙碳”愿景主題案例實踐。基于教育部生態文明主題案例項目，教學組結合廣東省水環境治理項目開展以信宜、中山治水為實例的主題案例教學，指導學生實地調研當地水環境系統和管道排污系統，撰寫調研報告。并且指導學生提出解決當地污水收集和優化排水管網系統的項目建議書，解決現有課程教學體系理論與實際工程難以銜接的問題，提高學生的動手能力和思辨能力，強化學生解決實際工程問題的能力。在主題案例實踐過程中培養學生形成環保理念和平衡發展意識，提高他們對于“雙碳”目標的認同度和參與度。

實踐方式③：虛擬仿真/虛擬現實的實踐教學。教學組緊密結合信息化、智慧化發展，建設了虛擬仿真教學平臺和虛擬仿真實驗室（350平方米），包含23個虛擬仿真實驗項目，利用虛擬仿真實踐模塊進行智慧管網、智慧城市建設、智慧水務和廠網河一體化等新理論與新實踐內容的學習。具有教學信息發布、實驗操作、成果展示、數據收集與分析、師生交流互動和成績評定等教學全流程功能，實現給排水管網的實訓教學，讓學生置身于虛擬工程環境，更立體化理解管網工程設計和施工。

實踐方式④：管網課程設計實踐。教學團隊為每位學生設置獨立且緊密結合“雙碳”愿景和生態文明建設的給排水管網設計任務，強化課程設計的過程管理，學生獨立完成設計、計算、繪圖、說明書撰寫和答辯，使學生將所學的原理在給排水管網設計中得到應用。強化學生對管網設計軟件的掌握和應用，培養工程思維和解決工程問題的能力，培養其認真負責的態度和嚴謹細致的工作作風。

（三）"在創新研習中達成“雙碳”愿景

科技創新是實現“雙碳”目標的第一動力，人才是科技創新的第一資源。然而，傳統教學過程中存在“重基礎輕創新”的問題。書本上管網技術和設計原理更新不及時，對新方法、新技術、新理念的介紹和講解不足，學生的創新性和思辨能力不足，難以意識到科技創新的重要性。目前我國環境工程領域高水平的研究人才相對缺乏，一些關鍵領域存在“卡脖子”的技術問題，亟需培養給排水管網工程領域的創新性人才。

為了激發環境工程專業學生的科技創新熱情，教學團隊利用研究性學習、大學生創新創業項目為學生搭建一個健康活躍的創新技術和學術交流平臺，培養學生的創新意識，提高他們對瓶頸問題的發掘和解決能力，鼓勵青年學生敢于探索和認真嚴謹的科研精神。基于給排水管網工程原理，鼓勵和支持學生開展自主研發管網輸配相關的碳排放凈零技術、污水和雨水的高能效循環利用技術、零碳能源技術，促進現有技術升級或技術轉型。通過創新思維和科研成果推進基于“雙碳”愿景達成的教學目標，激發學生對管網工程的科研興趣和創新熱情，形成了環境學科學術卓越人才和應用卓越工程師雙向領袖型人才培養體系。

四"給排水管網工程的教學模式

教學團隊轉變傳統單一課堂教學模式，建立了“課堂教學—案例專題—課程設計—課程實踐—研究性學習”五位一體的“多元浸潤”教學模式。課堂教學方面基于“互聯網+”開創智慧教學新模式，借助在線開放課程、微信公眾平臺、雨課堂等平臺，在課堂上進行半翻轉課堂教學。具體來說，通過“課前預習—課堂案例分析—課后擴展閱讀”過程式教學方法，理論課前學生通過微信公眾平臺或雨課堂閱讀相關資料以及學習在線課程，對基本知識點進行主動學習；課堂上，授課教師針對教學內容的重點和難點進行深入解析，借助虛擬仿真模型進行技術原理的可視化講解，并進行工程案例分析；課后，學生自主開展學科前沿文獻閱讀，加深對基礎理論的理解和應用，這種過程式教學模式激發了學生的學習興趣，提升了學生學習的主動性，并將理論教學、實踐教學和創新教學有機結合，達到學思結合，知行統一。

五"實施成效

給排水管網工程這門專業主干課歷經了20余年的建設和深化改革，教學內容得到了更新、完善和外延，教學方法不斷完善。本課程是中山大學本科生最受歡迎的課程之一，被認定為廣東省線下一流本科課程、中山大學一流本科課程和校級精品課程，累積授課人數達900人次以上。給排水管網工程的雙碳愿景思政內容融入，加速和強化了學生對“人和自然和諧共生”的新生態文明觀的理解，實習實踐教學也有效幫助了學生在創新與實踐能力方面的顯著提升。自2019年至今，全院學生均參與到創新研究中，本科生獲批“大學生創新創業訓練計劃”項目162項，在國內外大賽獲獎29項，本科生參與發表研究論文48篇，深造率由五年前的33%上升到78%。

六"結束語

給排水管網工程作為環境工程本科生的專業必修課，不僅要使學生在知識上有所收獲，更要讓學生在思想上獲得啟迪。在“雙碳”愿景下，給排水管網的課程內容需要與時俱進，補充和豐富給排水管網的最新科研成果和前沿技術，提升學生實現“雙碳”愿景的專業水平。授課過程中更要注重思政元素與教學內容的融合和滲透，多元化“雙碳”思政融入有效幫助學生樹立為美麗中國建設做出貢獻的職業理想。通過實踐性學習和研究性學習，強化學生的應用能力和創新意識，提高學生對“雙碳”愿景達成使命感和能動性。培養思想堅定、專業自信的環境科學與工程領域青年人才，助力“雙碳”愿景順利達成。

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基金項目：教育部2021年主題案例征集項目“生態文明理念下的環境科學與工程專業實踐教學探索”（ZT-211055804）；2022年廣東省研究生教育創新計劃項目“面向‘生態文明’國家戰略需求的環境學科專業學位研究生培養模式的探索與實踐”（2022JGXM006）

第一作者簡介：張欣然（1986-），女，漢族，黑龍江哈爾濱人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為水污染控制技術。

*通信作者：孫連鵬（1973-），男，漢族，遼寧丹東人，博士，教授，博士研究生導師，環境科學與工程學院院長。研究方向為水污染控制技術。