中外土木工程專業(yè)防災(zāi)工程學(xué)課程比較研究

魯正 夏子祺

[摘要]災(zāi)害防治是土木工程專業(yè)必須考慮的重要課題，對(duì)保護(hù)人民的人身、財(cái)產(chǎn)安全意義重大。在國內(nèi)，《防災(zāi)工程學(xué)》是一門專業(yè)針對(duì)災(zāi)害防治設(shè)立的碩士研究生專業(yè)平臺(tái)課程，內(nèi)容涉及地震災(zāi)害、風(fēng)災(zāi)、火災(zāi)等等。主要以新加坡國立大學(xué)、帝國理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、香港理工大學(xué)以及同濟(jì)大學(xué)為例，從課程要求、課程內(nèi)容等多個(gè)層面對(duì)此課程的設(shè)置進(jìn)行探索和對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)各大學(xué)《防災(zāi)工程學(xué)》課程的設(shè)置情況及課程內(nèi)容與大學(xué)所處國家或地區(qū)地理位置及其研究生教育的特點(diǎn)有關(guān)。最后根據(jù)分析結(jié)果，提出相應(yīng)的適合中國國情的教學(xué)建議。

[關(guān)鍵詞]防災(zāi)工程學(xué)；課程設(shè)置；教學(xué)改革；高等教育；高等工程教育

[中圖分類號(hào)]G649.3[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1005-4634（2017）06-0095-04土木工程防災(zāi)的目標(biāo)是提高工程結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)能力，從而減少人身財(cái)產(chǎn)傷害。防災(zāi)減災(zāi)及防護(hù)工程隸屬于土木工程一級(jí)學(xué)科的二級(jí)學(xué)科。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們安全意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)工程防災(zāi)的要求逐漸增強(qiáng)。

我國防災(zāi)減災(zāi)研究從20世紀(jì)70年代前的單災(zāi)種、單部門應(yīng)急管理逐步向多災(zāi)種的綜合防災(zāi)減災(zāi)管理體制發(fā)展，并在90年代后形成了防災(zāi)減災(zāi)、危機(jī)管理、國家安全保障的三位一體系統(tǒng)[1]。目前，主要的災(zāi)種有地震、風(fēng)、火災(zāi)等。對(duì)高校而言，如何針對(duì)多元災(zāi)害開展有效的教育成為重中之重。本文主要通過對(duì)國內(nèi)外幾所典型高?！录悠聡⒋髮W(xué)、帝國理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、香港理工大學(xué)以及同濟(jì)大學(xué)的對(duì)比，為教育改革者提供多元信息和有效建議。

1課程概況

《防災(zāi)工程學(xué)》是一門為碩士研究生開設(shè)的課程，比本科課程更為綜合，主要講述不同災(zāi)害對(duì)結(jié)構(gòu)的影響以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)防措施，是建立在材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)上的進(jìn)階性課程。一方面對(duì)各種災(zāi)害的概念進(jìn)行介紹，另一方面，使學(xué)生掌握具體的設(shè)防措施計(jì)算方法，為學(xué)生后續(xù)進(jìn)入工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。同濟(jì)大學(xué)《防災(zāi)工程學(xué)》由土木工程學(xué)院結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)研究所開課，是一門3學(xué)分54學(xué)時(shí)的碩士必修課程，通過電子課件授課，最終由考試決定成績(jī)。課程共分為3部分，分別為地震工程、風(fēng)工程和抗火工程，由3位老師分別授課。

1） 新加坡國立大學(xué)土木工程專業(yè)沒有設(shè)置防災(zāi)二級(jí)學(xué)科，在其結(jié)構(gòu)工程核心課程當(dāng)中有一門針對(duì)災(zāi)害的建筑物分析與設(shè)計(jì)課程是專門針對(duì)防災(zāi)方面的研究開設(shè)的。另外，在基礎(chǔ)項(xiàng)目管理選修課中有災(zāi)害識(shí)別與評(píng)估技術(shù)課程。這兩門課程與同濟(jì)大學(xué)開設(shè)的防災(zāi)工程學(xué)有重合之處。

2） 帝國理工大學(xué)土木工程專業(yè)下未開設(shè)防災(zāi)二級(jí)學(xué)科，其結(jié)構(gòu)工程方向共分為混凝土結(jié)構(gòu)、地震工程、綜合結(jié)構(gòu)工程、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等4個(gè)模塊。其中，在地震工程中開設(shè)有地質(zhì)災(zāi)害課程。相比于同濟(jì)大學(xué)開設(shè)的防災(zāi)工程學(xué)中多門學(xué)科，帝國理工更加偏向于地震方面的研究。

3） 加州大學(xué)伯克利分校土木結(jié)構(gòu)工程開設(shè)的課程較為全面，包括了大部分同濟(jì)大學(xué)防災(zāi)核心課程，但是并無針對(duì)各種災(zāi)種開設(shè)的防災(zāi)工程學(xué)課程，反而主要集中于結(jié)構(gòu)的抗震減震，包括地震防護(hù)系統(tǒng)、抗震設(shè)計(jì)和高等地震分析等。

4） 香港理工大學(xué)無防災(zāi)專業(yè)，但結(jié)構(gòu)工程專業(yè)設(shè)置的課程與同濟(jì)大學(xué)防災(zāi)核心課較為類似，包括有樓宇抗震設(shè)計(jì)、風(fēng)工程等，體現(xiàn)了多災(zāi)種防護(hù)的意識(shí)。

從以上5所學(xué)校的課程設(shè)置可以看出，同濟(jì)大學(xué)、新加坡國立大學(xué)以及香港理工大學(xué)考慮了不同災(zāi)種的防護(hù)，更為全面，而帝國理工大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校則主要偏重于地震災(zāi)害，并在此方面進(jìn)行了更為細(xì)化深入的教學(xué)研究。這可能與不同學(xué)校所在地區(qū)與國家面臨的主要災(zāi)害有關(guān)。就實(shí)際工程應(yīng)用而言，廣泛了解災(zāi)害種類是有益的，而對(duì)于有志從事某方向科學(xué)研究的學(xué)生而言，則更需要專業(yè)細(xì)致的學(xué)習(xí)。

2課程要求

以同濟(jì)大學(xué)、香港理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校為例，對(duì)其課程要求列表對(duì)比見表1。

從學(xué)時(shí)要求來看，同濟(jì)大學(xué)的防災(zāi)工程學(xué)為3小時(shí)/周，香港理工大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校開設(shè)的各門相關(guān)課程也都是3小時(shí)/周。然而，同濟(jì)大學(xué)的防災(zāi)工程學(xué)為必修，另外兩所大學(xué)的相關(guān)課程均為選修，所以看似后兩個(gè)學(xué)校分配給防災(zāi)工程學(xué)相關(guān)課程的總學(xué)時(shí)較多，但實(shí)際選修的課時(shí)多少因人而異。

同濟(jì)大學(xué)的課程安排可以讓學(xué)生最大程度的掌握防災(zāi)方面的各項(xiàng)課程，對(duì)地震工程、風(fēng)工程和抗火工程都有一定程度的了解。由于學(xué)時(shí)的限制，大部分學(xué)生都處于簡(jiǎn)單的了解狀態(tài)，并不能進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和探討。相反，加州大學(xué)伯克利分校和香港理工大學(xué)的課程安排則可以讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣和研究課題選擇相應(yīng)課程并進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)研究。對(duì)于研究生學(xué)習(xí)而言，根據(jù)自己的興趣進(jìn)行精細(xì)深入的學(xué)習(xí)應(yīng)該是更值得提倡的，這樣有助于學(xué)生找到自己的興趣點(diǎn)進(jìn)行研究。

3課程內(nèi)容

以同濟(jì)大學(xué)、帝國理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校以及香港理工大學(xué)為例，進(jìn)行具體課程內(nèi)容的對(duì)比分析，4所學(xué)校對(duì)應(yīng)于防災(zāi)工程學(xué)的內(nèi)容見表2至表5。

帝國理工大學(xué)僅開設(shè)1門地質(zhì)災(zāi)害課程，課程安排大多在介紹概念等方面，雖然頗為全面，但是并未涉及到具體計(jì)算。從此可以看出，其對(duì)于防災(zāi)教學(xué)方面的要求較低。這應(yīng)該是因?yàn)槠涞靥幍卣鸹顒?dòng)可能性較低的倫敦[2]。由于英國研究生教育重視課程的綜合化，因此也會(huì)選擇在此方面進(jìn)行相關(guān)的了解性學(xué)習(xí)。

加州大學(xué)伯克利分校在防災(zāi)工程學(xué)方面專注于地震工程，開設(shè)有地震防護(hù)系統(tǒng)、抗震設(shè)計(jì)和高等地震分析3門課程。在伯克利分校，地震工程人才的培養(yǎng)主要是通過研究生的方式，其工學(xué)院設(shè)置有美國地震工程研究中心，并配有大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)[3]。因此，其在地震工程方面的研究十分突出。同時(shí)，由于美國研究生教育涉及內(nèi)容相當(dāng)廣，通過給學(xué)生提供全面廣泛的選修課程，讓學(xué)生可以自由選擇擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。從這兩個(gè)角度而言，伯克利分校在地震工程的廣度和深度方面都是極為優(yōu)秀的。

同濟(jì)大學(xué)的防災(zāi)工程學(xué)涉及抗震、抗風(fēng)和抗火3個(gè)方面，既有概念介紹也有大量的計(jì)算分析內(nèi)容。此外，學(xué)校在本科階段也設(shè)置了與此門課程類似、重點(diǎn)在于了解層面的課程，在研究生階段進(jìn)行了強(qiáng)化學(xué)習(xí)。就內(nèi)容而言，同濟(jì)大學(xué)的設(shè)置是最為全面的，就深度而言也屬于比較深入的，這應(yīng)該與中國國土面積較大、面臨的災(zāi)種較多有關(guān)。同時(shí)，由于中國現(xiàn)在的研究生教育正在從追求數(shù)量向追求質(zhì)量轉(zhuǎn)變，因此對(duì)于課程的具體內(nèi)容、難度等方面都提出了新的要求[4]。

香港理工大學(xué)開設(shè)樓宇抗震設(shè)計(jì)以及風(fēng)工程兩門課程。在地震工程方面，僅僅進(jìn)行了設(shè)計(jì)原則的介紹?？梢娖鋵?duì)于抗震工程的要求較低。由于香港距離環(huán)太平洋地震帶有一定距離，發(fā)生大地震的機(jī)會(huì)較小，所以可能因此放低了對(duì)地震工程教學(xué)的要求[5]。此外，其開設(shè)風(fēng)工程的課程，可能與其所在的地理位置有關(guān)。自有歷史記錄以來，香港地區(qū)臺(tái)風(fēng)頻發(fā)，香港政府在臺(tái)風(fēng)過后都會(huì)檢修抗風(fēng)設(shè)備，不斷增強(qiáng)城市抗風(fēng)水平[6]。由于香港理工大學(xué)是一所主張“實(shí)用為本，學(xué)以致用”的應(yīng)用型大學(xué)，因此課程設(shè)置與其實(shí)用性的大小是密切相關(guān)的[7]。

總而言之，就課程廣度而言，同濟(jì)大學(xué)的防災(zāi)工程學(xué)涉及面最為廣泛，包含地震、風(fēng)、火3個(gè)方面，其次是香港理工大學(xué)，其他的學(xué)?；径紝⒆⒁饬性诘卣鸸こ谭矫妗Ｔ谏疃确矫?，加州大學(xué)伯克利分校的課程最為全面專業(yè)，也通過選修課的設(shè)置增強(qiáng)了靈活性。帝國理工大學(xué)在防災(zāi)工程學(xué)方面的設(shè)置要求最低，但由于其災(zāi)害發(fā)生概率本就不大，因此也是合理的。

4教學(xué)改革發(fā)展建議

從上述比較研究可以看出，不同高校土木工程專業(yè)中防災(zāi)工程學(xué)的設(shè)置與其所處國家和地區(qū)的地域特點(diǎn)及研究生培養(yǎng)模式密切相關(guān)。由于中國地域大、災(zāi)種多，同濟(jì)大學(xué)雖然只開設(shè)1門防災(zāi)工程學(xué)課程，但其是必修課且融入了3個(gè)災(zāi)種（地震、風(fēng)和火災(zāi)），最為全面。香港理工大學(xué)由于處在風(fēng)災(zāi)較為嚴(yán)重的香港地區(qū)，因此專門開設(shè)了風(fēng)工程這門學(xué)科，也算比較全面。就課程數(shù)量和深度而言，加州大學(xué)伯克利分校數(shù)目最多，通過將地震工程細(xì)化，讓學(xué)生按照自己的興趣靈活選擇，學(xué)習(xí)的內(nèi)容最為深入。改革需要循序漸進(jìn)，不斷吸收其他學(xué)校的精粹，根據(jù)自身實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)提升，在此提出如下意見和建議。

1） 內(nèi)容進(jìn)一步深入細(xì)化。就同濟(jì)大學(xué)而言，由于其本科防災(zāi)方向開設(shè)了類似于防災(zāi)工程學(xué)的相應(yīng)課程，因此在研究生階段其實(shí)可以減少重疊的部分，同時(shí)選取部分重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

建議可以參照香港理工大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校的模式，變1門多方向均涉及的必修課為多門單方向的選修課，如分別開設(shè)地震災(zāi)害學(xué)、抗風(fēng)工程學(xué)和抗火工程學(xué)，讓學(xué)生按照自己的興趣進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。此舉一方面可增加學(xué)科設(shè)置的針對(duì)性，另一方面還可降低老師的教學(xué)備課難度。若學(xué)生的培養(yǎng)方向確實(shí)需要涉及多災(zāi)種的知識(shí)，可以通過限制最低選修學(xué)分，保證學(xué)生學(xué)習(xí)到足夠的知識(shí)。

2） 增加學(xué)分、課時(shí)。大學(xué)的防災(zāi)工程學(xué)涵蓋3大災(zāi)害。同時(shí)，由于國家經(jīng)濟(jì)水平的提升，防災(zāi)日益受到重視。為了增強(qiáng)教學(xué)效果、保證教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)該適當(dāng)增加課時(shí)使學(xué)生進(jìn)行更加深入和扎實(shí)的學(xué)習(xí)。

若采取第一條增加課程設(shè)置的建議，則可將原本1門大課3小時(shí)/周的學(xué)時(shí)，變?yōu)槊繂伍T選修課2小時(shí)/周的學(xué)時(shí)要求。若仍采用1門大課教學(xué)，則應(yīng)至少保證4.5小時(shí)/周的學(xué)時(shí)，每1個(gè)小方向均可保證每周至少1節(jié)課的教學(xué)，方可提高教學(xué)質(zhì)量，避免走馬觀花。

3） 與國際前沿接軌。提高教學(xué)的前沿性，要求老師應(yīng)時(shí)刻關(guān)注各國發(fā)生的災(zāi)害和最新的研究成果，并及時(shí)引入課程當(dāng)中，或討論或講解，深化學(xué)生對(duì)于災(zāi)害工程的認(rèn)識(shí)。也可以結(jié)合授課老師最新的研究?jī)?nèi)容，以增強(qiáng)學(xué)生的興趣，開闊學(xué)生的視野。其實(shí)，這對(duì)授課教師提出了更高的要求，即其必須在防災(zāi)的某一領(lǐng)域進(jìn)行前沿研究并有一定的心得和總結(jié)，這樣才能對(duì)大學(xué)生進(jìn)行知識(shí)傳授，從而切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。當(dāng)然，在與學(xué)生教學(xué)相長(zhǎng)的過程中，教師也能得到啟發(fā)，形成良性循環(huán)。

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AbstractDisaster prevention is an important research project in civil engineering.It plays an vital role in protecting personal and property security.In China，disaster prevention engineering is an curriculum for graduates focusing on disaster prevention.This paper studies the curriculum provision of disaster prevention engineering course of Tongji University，The Hong Kong Polytechnic University，Imperial College and UC Berkeley，and offer proposals of the reform schemes.

Keywordsdisaster prevention engineering course；curriculum provision；reform schemes；university education；high engineering education