數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代給排水科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)探索與實(shí)踐

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動下，給排水行業(yè)發(fā)生了深刻變革。給水工程、排水工程、建筑給排水工程、工業(yè)給水排水工程、水污染控制規(guī)劃和水資源保護(hù)等領(lǐng)域的設(shè)計、施工、運(yùn)維管理，正在與大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能和5G通信等新一代信息技術(shù)深度融合。與此同時，水務(wù)管理、水資源管理、給水排水管網(wǎng)設(shè)計以及建筑給排水設(shè)計等正朝著智慧化、智能化、便捷化的方向發(fā)展。應(yīng)用型本科高校給排水科學(xué)與工程專業(yè)肩負(fù)著為給排水行業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的重任。在這一背景下，培養(yǎng)學(xué)生具備較強(qiáng)的數(shù)字應(yīng)用能力已成為人才培養(yǎng)體系的新內(nèi)涵，也是與時俱進(jìn)推進(jìn)給排水科學(xué)與工程專業(yè)新工科建設(shè)的新任務(wù)。

在我國新一代科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的新機(jī)遇期，工業(yè)大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)秉持“產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向、數(shù)字驅(qū)動、科創(chuàng)育人”的人才培養(yǎng)理念，以創(chuàng)新能力為核心，旨在提升學(xué)生服務(wù)地方給排水行業(yè)的成效?；诖?，學(xué)校對該專業(yè)進(jìn)行改造升級，將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用能力納人人才培養(yǎng)方案，重構(gòu)課程體系、課程內(nèi)容、育人模式和教學(xué)模式，深度培育服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的新質(zhì)生產(chǎn)力，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的給排水行業(yè)新型人才。

一、人才培養(yǎng)方案總體設(shè)計

習(xí)近平總書記在十八屆中央政治局第三十六次集體學(xué)習(xí)時強(qiáng)調(diào)，要加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化，做大做強(qiáng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)，拓展經(jīng)濟(jì)發(fā)展新空間。近年，隨著數(shù)字化和智能化技術(shù)的應(yīng)用，給排水行業(yè)發(fā)生了巨大變革，逐步升級并催生新質(zhì)生產(chǎn)力。智慧水務(wù)、智能排水系統(tǒng)、智慧水利、數(shù)字模擬等新模式不斷涌現(xiàn)，給排水行業(yè)不斷迭代升級，產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈重構(gòu)增值，傳統(tǒng)行業(yè)煥發(fā)出新活力。

面對給排水行業(yè)出現(xiàn)的新業(yè)態(tài)、新模式、新工藝和新技術(shù)，高校人才培養(yǎng)方案必須與時俱進(jìn)，緊跟行業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)，不斷充實(shí)新工科建設(shè)內(nèi)涵。在數(shù)字時代背景下，工業(yè)大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)將人才培養(yǎng)目標(biāo)定位為服務(wù)給排水行業(yè)，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)價值鏈，培養(yǎng)具備較強(qiáng)產(chǎn)業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級改造能力的高級應(yīng)用型創(chuàng)新人才。這些人才能夠在給水工程、排水工程、建筑給排水工程等領(lǐng)域從事規(guī)劃、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計、工程施工和運(yùn)維管理等工作。依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和工程教育模式，制定了12個畢業(yè)要求和32個指標(biāo)點(diǎn)。畢業(yè)要求全面融入數(shù)字化內(nèi)涵，包括數(shù)字化的學(xué)科知識要求、數(shù)字運(yùn)用與設(shè)計能力要求以及素質(zhì)要求，全面凸顯數(shù)字時代給排水科學(xué)與工程專業(yè)的數(shù)字化和智能化內(nèi)涵，突出學(xué)生在數(shù)字化和智能化行業(yè)的實(shí)踐能力。

圍繞給水工程、排水工程和建筑給排水工程行業(yè)的12個畢業(yè)要求和32個指標(biāo)點(diǎn)，構(gòu)建了給排水科學(xué)與工程專業(yè)“455”人才培養(yǎng)體系，即通識與公共基礎(chǔ)、學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)核心課與交叉融合和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專業(yè)前沿等4個課程群，通識與公共基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)理論、工程與社會、工程綜合技術(shù)和數(shù)字新技術(shù)等5個層次的知識結(jié)構(gòu)，專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計/畢業(yè)設(shè)計以及學(xué)科競賽與工程實(shí)踐等5個層次的實(shí)踐體系（如圖1所示）。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確能力目標(biāo)，強(qiáng)化數(shù)字時代給排水行業(yè)的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用能力和服務(wù)行業(yè)能力，突出數(shù)字化能力培養(yǎng)特色，形成給排水科學(xué)與工程專業(yè)人才能力矩陣。

二、課程矩陣與教學(xué)內(nèi)容建設(shè)

數(shù)字應(yīng)用能力的畢業(yè)要求是課程矩陣建設(shè)的重要依據(jù)。在識別與表達(dá)、工程設(shè)計與技術(shù)研發(fā)、管理與運(yùn)維等方面的要求，都需落實(shí)到具體課程中。一般而言，一門或幾門課程共同支撐一個畢業(yè)要求，課程矩陣與能力矩陣之間形成了強(qiáng)支撐關(guān)系（如上頁表1所示）?；诖耍⒘司哂羞f進(jìn)關(guān)系的4個課程群，即通識與公共基礎(chǔ)課程群、學(xué)科與專業(yè)基礎(chǔ)課程群、專業(yè)核心課與交叉融合課程群以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與專業(yè)前沿課程群。通過搭建專業(yè)課程群（涵蓋選修課）與專業(yè)能力矩陣的對應(yīng)架構(gòu)，能夠培養(yǎng)給排水專業(yè)應(yīng)用型人才的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容依據(jù)畢業(yè)要求設(shè)定，而非按照教材章節(jié)設(shè)定，保障了教學(xué)目標(biāo)始終圍繞畢業(yè)要求。以“給排水 + 數(shù)字化”為核心，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行高階性組織，將給排水行業(yè)價值鏈增值升級的數(shù)字觀念融入其中，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)為給排水行業(yè)提供智能化解決方案。例如，在水力學(xué)數(shù)值模擬課程中講授管網(wǎng)數(shù)值模擬，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用模擬輔助管網(wǎng)設(shè)計的能力。學(xué)生在設(shè)計給水和排水系統(tǒng)時，能夠利用數(shù)值模擬技術(shù)，優(yōu)化給排水管道系統(tǒng)設(shè)計，從而最大程度地節(jié)約土建成本、管道成本和動力成本。BIM技術(shù)原理與應(yīng)用課程主要培養(yǎng)學(xué)生在建筑給排水方面的系統(tǒng)化、可視化、節(jié)能化和集成化設(shè)計能力。利用數(shù)字化建筑信息模型技術(shù)，將建筑物給排水系統(tǒng)在設(shè)計、施工和運(yùn)營等階段的信息集成于一個平臺上，實(shí)現(xiàn)降本增效和給排水系統(tǒng)的全生命周期管理。在教學(xué)內(nèi)容中融入工程實(shí)踐數(shù)字化應(yīng)用案例，可提升課程內(nèi)容的應(yīng)用性。實(shí)踐環(huán)節(jié)也應(yīng)緊密結(jié)合工程實(shí)踐，突出對學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

三、以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教學(xué)模式

以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，實(shí)施理論聯(lián)系實(shí)踐的教學(xué)模式、教學(xué)方法和考核方法。教學(xué)實(shí)現(xiàn)五個轉(zhuǎn)變，即從填鴨式教學(xué)向研討式課堂轉(zhuǎn)變、從校園教學(xué)向企業(yè)教學(xué)轉(zhuǎn)變、從知識教學(xué)向能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變、從引領(lǐng)教學(xué)向自主學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變、從總結(jié)性評價向形成性評價轉(zhuǎn)變。為適應(yīng)成果導(dǎo)向教育的要求，教師應(yīng)利用學(xué)校教學(xué)資源平臺，實(shí)施線上線下混合教學(xué)模式。同時，依托教學(xué)實(shí)踐基地，實(shí)施課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式。此外，建設(shè)數(shù)字化課程和虛擬仿真實(shí)踐項目，建立課前學(xué)習(xí)闖關(guān)和作業(yè)達(dá)標(biāo)學(xué)習(xí)模式。在教學(xué)過程中，以問題為導(dǎo)向?qū)嵤┌咐虒W(xué)，啟發(fā)學(xué)生思考。采用項目式教學(xué)實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和發(fā)散思維。設(shè)計工程實(shí)踐訓(xùn)練項目，要求學(xué)生結(jié)合行業(yè)實(shí)際開展項目設(shè)計、專題設(shè)計和技術(shù)方案設(shè)計，提升課程挑戰(zhàn)度，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力，形成專業(yè)綜合能力培養(yǎng)鏈。實(shí)施形成性評價考核模式，推動總結(jié)性評價向形成性評價轉(zhuǎn)變，改變僅以期末考試進(jìn)行總結(jié)性評價的弊端，糾正學(xué)生平時不學(xué)習(xí)、期末搞突擊的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣。近年，工業(yè)大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)的主要專業(yè)課程中，建成了4門省一流課程，獲批了3項省級教學(xué)改革項目、2項教育部產(chǎn)學(xué)研教學(xué)改革項目，獲得2項省教學(xué)成果獎。

四、結(jié)語

數(shù)字經(jīng)濟(jì)為給排水科學(xué)與工程專業(yè)在新工科建設(shè)中注人了新內(nèi)涵，同時，數(shù)字技術(shù)也為給排水行業(yè)的發(fā)展增添了新動能。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代，工業(yè)大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)充分調(diào)研給排水行業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)和新模式，將數(shù)字技術(shù)融人人才培養(yǎng)方案。在此基礎(chǔ)上，重新確立人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，重構(gòu)課程體系以及教學(xué)內(nèi)容，建立課程矩陣和能力矩陣的對應(yīng)關(guān)系，構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)要求的對應(yīng)體系，設(shè)計與之匹配的教學(xué)模式、教學(xué)方法和考核方法，著力培養(yǎng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的給排水行業(yè)高級應(yīng)用型人才。

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責(zé)編：勉耘