給排水科學與工程專業(yè)適應黑臭水體技術發(fā)展的課程改革設想*

許鐵夫 賈學斌 陳悅佳 王昭寧

（1.黑龍江大學建筑工程學院；2.黑龍江省村鎮(zhèn)飲水安全工程技術研究中心）

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(guī)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(fā)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(shù)十億規(guī)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(yè)轉向這一領域，并開始搶人大戰(zhàn)，尋求招收懂黑臭水體相關知識和技能的給排水專業(yè)畢業(yè)生的熱潮。

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

二 黑臭水體市場現(xiàn)狀與人才需求

據(jù)生態(tài)環(huán)境部全國城市黑臭水體整治監(jiān)管平臺的數(shù)據(jù)，截至2018 年底，我國黑臭水體現(xiàn)狀：總認定河道數(shù)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(shù)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(fā)現(xiàn)，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(jīng)形成每年數(shù)百億規(guī)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(xù)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(jīng)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(fā)生黑臭水體現(xiàn)象中非常小的一個部分，按照以往統(tǒng)計我國河流50 000 余條，加之湖泊、水庫以及人工水體等，數(shù)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(jù)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(shù)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(shù)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(guī)模，對應每年需求的具備相應知識和技能的給排水專業(yè)人才應在4000 人以上，這一人才需求規(guī)模，已經(jīng)達到全國給排水科學與工程專業(yè)畢業(yè)生規(guī)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(huán)節(jié)，與管網(wǎng)、水廠以及防洪排澇息息相關，即使學生畢業(yè)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(xiàn)實問題。

三 給排水科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案現(xiàn)狀與應對黑臭水體的思考

（一）專業(yè)培養(yǎng)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(yè)培養(yǎng)的目標是：能夠從事水資源利用與保護、城鎮(zhèn)給水、城鎮(zhèn)排水、建筑給水排水、工業(yè)給水排水、城市水系統(tǒng)等工程的規(guī)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(yè)課程體系中，諸如水文學、水力學、給排水管網(wǎng)、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(yè)知識和技能息息相關。

黑臭水體治理屬于傳統(tǒng)的市政與水利專業(yè)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(tài)恢復、截污工程、泵站（閘站）工程、水質監(jiān)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(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)構建，并不傾向傳統(tǒng)生態(tài)學，而是偏重于環(huán)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(yè)的畢業(yè)生事實上成為最為接洽的畢業(yè)生群體。根據(jù)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(yè)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(yǎng)方案對接中存在問題

雖然根據(jù)知識點覆蓋及技能要求，給排水科學與工程專業(yè)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(tài)學科、水利學科、規(guī)劃學科乃至經(jīng)濟管理類學科的知識，仍成為專業(yè)學生的短板；而且給排水科學與工程專業(yè)在實際教學過程中由于偏重于傳統(tǒng)市政給排水系統(tǒng)的學習，缺乏在黑臭水體方向系統(tǒng)的關聯(lián)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?；谶@一問題，我們梳理了給排水科學與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，具體存在問題如下。

從我國目前的大學生志愿服務參與狀況來看，大多數(shù)高等院校的大學生還不能體會到參與志愿服務活動對于學生自身發(fā)展意義及重要性，縱觀歷來對于大學生參與志愿服務的研究還處在起步階段，而高校與當?shù)卣畬τ谥驹阜栈顒拥姆龀终吲c激勵機制也十分地不健全，除了北上廣深等發(fā)達地區(qū)，全國大多高校大學生存在著志愿服務意識極差的現(xiàn)象，尤其是欠發(fā)達的西北地區(qū)形勢則更加嚴峻。而本研究的調查數(shù)據(jù)源正是來自寧夏回族自治區(qū)、甘肅省、青海?。ㄊ贩Q“小西北”），筆者僅以此研究希望喚醒西北地區(qū)甚至全國高校大學生參與志愿服務活動的意識，讓大學生深入了解參與志愿服務活動對于自身發(fā)展的意義，這便是此次研究的重點[1]。

（1）缺少傳統(tǒng)的市政與水利專業(yè)的交匯點。黑臭水體治理則屬于傳統(tǒng)的市政與水利專業(yè)的交匯點，在給排水科學與工程專業(yè)基礎課及專業(yè)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(jīng)濟、給排水概預算等。但這些課程與市政排水關聯(lián)度較大，缺少傳統(tǒng)的市政與水利專業(yè)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(tài)方向的知識環(huán)節(jié)及知識點。給排水科學與工程專業(yè)基礎或專業(yè)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(huán)節(jié)及知識點可以在其專業(yè)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(xiàn)有課程的知識拓展及設置選修課來實現(xiàn)，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(huán)境規(guī)劃及生態(tài)規(guī)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(yǎng)方案中規(guī)劃類知識環(huán)節(jié)，即如何對現(xiàn)有課程體系進行延伸和課程模塊優(yōu)化，其中所優(yōu)化的課程模塊中，除了在現(xiàn)有課程基礎上探索接口以及延伸方向外，增加規(guī)劃類課程、生態(tài)類課程尤為關鍵，可以作為流域規(guī)劃、設計、水體生態(tài)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(qū)和水體不同，差異很大，很難像傳統(tǒng)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(huán)節(jié)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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練等實現(xiàn)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(yè)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(yè)基礎和專業(yè)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(yè)課程階段學時比較集中階段，在此期間增加專業(yè)課難度較大，因此突破點首選選擇在專業(yè)基礎課上。

計劃在第二學期設置水工程規(guī)劃類課程，一方面填補了專業(yè)導論后的課程空白，同時可以將黑臭水體的規(guī)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(tài)課程植入現(xiàn)有專業(yè)基礎課領域，培養(yǎng)學生掌握生態(tài)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(yè)課程，因這一學期課程量相對較少，且學生已經(jīng)具備了較好的專業(yè)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(yè)面寬，就業(yè)需求強烈的課程，諸如：水環(huán)境監(jiān)測與預警、流域水體治理與修復，以及城市防洪排澇等，專業(yè)課程的開設應以選修為主，按照就業(yè)需求開設，與傳統(tǒng)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(yè)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(qū)域水文學等方面的知識，在現(xiàn)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(wǎng)、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(jié)，如水工藝設備就可增加河道疏浚、生態(tài)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(yè)課程學習，使學生自然而然的將其自己的從業(yè)方向，并系統(tǒng)化的掌握所對應的知識和技能。

（三）增加案例和實踐教學環(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)是最為重要的，但在之前，已經(jīng)在專業(yè)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(huán)節(jié)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(yè)的慣性思維，在課程設計環(huán)節(jié)解決黑臭水體實踐教學的問題。

而在認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習階段，可以相應地增加黑臭水體工程的參觀，甚至系統(tǒng)化地從設計到施工進行全流程實習。經(jīng)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(tǒng)息息相關，只要適當?shù)丶右詡戎貏t可起到事半功倍的效果。最終我們將實踐環(huán)節(jié)歸一到畢業(yè)設計中，應鮮明的將黑臭水體設計納入畢業(yè)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(jīng)過完整的畢業(yè)設計可以培養(yǎng)出大量具備專業(yè)知識和技能的從業(yè)人員。

（四）引導學生自主學習，利用社團、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺開展黑臭水體領域的研究和創(chuàng)業(yè)

積極引導學生自主學習，發(fā)揮學生社團作用，利用科技創(chuàng)新以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等平臺開展黑臭水體領域的研究和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)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(yè)動態(tài)，甚至提供參考資料清單，積極引入行業(yè)企業(yè)來專業(yè)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(xiàn)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(yè)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(yè)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(yǎng)出濃厚的興趣并最終從事這一行業(yè)。

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(huán)節(jié)，如何改革給排水科學與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)的現(xiàn)有課程體系，使學生畢業(yè)后能快速適應黑臭水體市場，我們重新梳理專業(yè)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(yè)為國家黑臭水體治理及我國的碧水藍天事業(yè)培養(yǎng)人才的目的。

首先，在不同的學習階段開設新的專業(yè)基礎和專業(yè)課程，延伸課程體系，開設水工程規(guī)劃類課程、水生態(tài)課程、水環(huán)境監(jiān)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(yè)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(xiàn)有課程知識延伸，在現(xiàn)有學時基礎上增加河流水文學、區(qū)域水文學、河道疏浚、生態(tài)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(xiàn)有實踐教學環(huán)節(jié)，使黑臭水體治理的理念貫穿課程設計、實習以及畢業(yè)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(fā)揮科技創(chuàng)新、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)以及學生社團等多個平臺作用，培養(yǎng)學生興趣及從事行業(yè)的熱情。

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