數字經濟時代給排水科學與工程專業應用型人才培養探索與實踐

在數字經濟的驅動下，給排水行業發生了深刻變革。給水工程、排水工程、建筑給排水工程、工業給水排水工程、水污染控制規劃和水資源保護等領域的設計、施工、運維管理，正在與大數據、云計算、物聯網、區塊鏈、人工智能和5G通信等新一代信息技術深度融合。與此同時，水務管理、水資源管理、給水排水管網設計以及建筑給排水設計等正朝著智慧化、智能化、便捷化的方向發展。應用型本科高校給排水科學與工程專業肩負著為給排水行業培養高素質應用型人才的重任。在這一背景下，培養學生具備較強的數字應用能力已成為人才培養體系的新內涵，也是與時俱進推進給排水科學與工程專業新工科建設的新任務。

在我國新一代科技革命與產業變革的新機遇期，工業大學給排水科學與工程專業秉持“產業導向、數字驅動、科創育人”的人才培養理念，以創新能力為核心，旨在提升學生服務地方給排水行業的成效。基于此，學校對該專業進行改造升級，將數字技術應用能力納人人才培養方案，重構課程體系、課程內容、育人模式和教學模式，深度培育服務地方經濟社會發展的新質生產力，為區域經濟發展培養高素質的給排水行業新型人才。

一、人才培養方案總體設計

習近平總書記在十八屆中央政治局第三十六次集體學習時強調，要加快傳統產業數字化、智能化，做大做強數字經濟，拓展經濟發展新空間。近年，隨著數字化和智能化技術的應用，給排水行業發生了巨大變革，逐步升級并催生新質生產力。智慧水務、智能排水系統、智慧水利、數字模擬等新模式不斷涌現，給排水行業不斷迭代升級，產業鏈、價值鏈重構增值，傳統行業煥發出新活力。

面對給排水行業出現的新業態、新模式、新工藝和新技術，高校人才培養方案必須與時俱進，緊跟行業發展前沿動態，不斷充實新工科建設內涵。在數字時代背景下，工業大學給排水科學與工程專業將人才培養目標定位為服務給排水行業，重構產業價值鏈，培養具備較強產業實踐創新能力和產業數字化升級改造能力的高級應用型創新人才。這些人才能夠在給水工程、排水工程、建筑給排水工程等領域從事規劃、技術開發、工程設計、工程施工和運維管理等工作。依據人才培養目標和工程教育模式，制定了12個畢業要求和32個指標點。畢業要求全面融入數字化內涵，包括數字化的學科知識要求、數字運用與設計能力要求以及素質要求，全面凸顯數字時代給排水科學與工程專業的數字化和智能化內涵，突出學生在數字化和智能化行業的實踐能力。

圍繞給水工程、排水工程和建筑給排水工程行業的12個畢業要求和32個指標點，構建了給排水科學與工程專業“455”人才培養體系，即通識與公共基礎、學科基礎與專業基礎、專業核心課與交叉融合和創新創業與專業前沿等4個課程群，通識與公共基礎、專業基礎理論、工程與社會、工程綜合技術和數字新技術等5個層次的知識結構，專業基礎實驗、專業綜合實驗、實習實訓、課程設計/畢業設計以及學科競賽與工程實踐等5個層次的實踐體系（如圖1所示）。在此基礎上，進一步明確能力目標，強化數字時代給排水行業的數字技術應用能力和服務行業能力，突出數字化能力培養特色，形成給排水科學與工程專業人才能力矩陣。

二、課程矩陣與教學內容建設

數字應用能力的畢業要求是課程矩陣建設的重要依據。在識別與表達、工程設計與技術研發、管理與運維等方面的要求，都需落實到具體課程中。一般而言，一門或幾門課程共同支撐一個畢業要求，課程矩陣與能力矩陣之間形成了強支撐關系（如上頁表1所示）。基于此，建立了具有遞進關系的4個課程群，即通識與公共基礎課程群、學科與專業基礎課程群、專業核心課與交叉融合課程群以及創新創業與專業前沿課程群。通過搭建專業課程群（涵蓋選修課）與專業能力矩陣的對應架構，能夠培養給排水專業應用型人才的實踐能力和創新思維。

課程教學目標和教學內容依據畢業要求設定，而非按照教材章節設定，保障了教學目標始終圍繞畢業要求。以“給排水 + 數字化”為核心，對教學內容進行高階性組織，將給排水行業價值鏈增值升級的數字觀念融入其中，運用數字化技術為給排水行業提供智能化解決方案。例如，在水力學數值模擬課程中講授管網數值模擬，旨在培養學生運用模擬輔助管網設計的能力。學生在設計給水和排水系統時，能夠利用數值模擬技術，優化給排水管道系統設計，從而最大程度地節約土建成本、管道成本和動力成本。BIM技術原理與應用課程主要培養學生在建筑給排水方面的系統化、可視化、節能化和集成化設計能力。利用數字化建筑信息模型技術，將建筑物給排水系統在設計、施工和運營等階段的信息集成于一個平臺上，實現降本增效和給排水系統的全生命周期管理。在教學內容中融入工程實踐數字化應用案例，可提升課程內容的應用性。實踐環節也應緊密結合工程實踐，突出對學生工程實踐能力的培養。

三、以學習成果為導向的教學模式

以學習成果為導向，實施理論聯系實踐的教學模式、教學方法和考核方法。教學實現五個轉變，即從填鴨式教學向研討式課堂轉變、從校園教學向企業教學轉變、從知識教學向能力培養轉變、從引領教學向自主學習轉變、從總結性評價向形成性評價轉變。為適應成果導向教育的要求，教師應利用學校教學資源平臺，實施線上線下混合教學模式。同時，依托教學實踐基地，實施課堂教學與實踐教學相結合的教學模式。此外，建設數字化課程和虛擬仿真實踐項目，建立課前學習闖關和作業達標學習模式。在教學過程中，以問題為導向實施案例教學，啟發學生思考。采用項目式教學實施翻轉課堂教學，培養學生的邏輯思維和發散思維。設計工程實踐訓練項目，要求學生結合行業實際開展項目設計、專題設計和技術方案設計，提升課程挑戰度，培養學生的工程思維能力，形成專業綜合能力培養鏈。實施形成性評價考核模式，推動總結性評價向形成性評價轉變，改變僅以期末考試進行總結性評價的弊端，糾正學生平時不學習、期末搞突擊的不良學習習慣。近年，工業大學給排水科學與工程專業的主要專業課程中，建成了4門省一流課程，獲批了3項省級教學改革項目、2項教育部產學研教學改革項目，獲得2項省教學成果獎。

四、結語

數字經濟為給排水科學與工程專業在新工科建設中注人了新內涵，同時，數字技術也為給排水行業的發展增添了新動能。在數字經濟時代，工業大學給排水科學與工程專業充分調研給排水行業發展新業態和新模式，將數字技術融人人才培養方案。在此基礎上，重新確立人才培養目標和畢業要求，重構課程體系以及教學內容，建立課程矩陣和能力矩陣的對應關系，構建教學內容與畢業要求的對應體系，設計與之匹配的教學模式、教學方法和考核方法，著力培養數字經濟時代的給排水行業高級應用型人才。

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責編：勉耘