新工科背景下防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)探究

摘 要 基于新工科理念對防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)進(jìn)行深入探究。首先，分析新工科的內(nèi)涵，強調(diào)跨學(xué)科融合與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要性。其次，闡述防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)的現(xiàn)狀，指出專業(yè)發(fā)展中存在的問題，明確新工科背景下該專業(yè)建設(shè)的具體目標(biāo)。最后，提出建設(shè)師資隊伍、創(chuàng)新教學(xué)方法、優(yōu)化課程體系、深化校地企合作一系列舉措，為防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展提供有益的參考。

關(guān)鍵詞 新工科；防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程；專業(yè)建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）20-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.20.071

0 引言

防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)2019年由南京信息工程大學(xué)最早開設(shè)，是針對防災(zāi)減災(zāi)而設(shè)置的本科專業(yè)，目前，國內(nèi)近10所高校開設(shè)了該專業(yè)。隨著國家大應(yīng)急體系的構(gòu)建，在新工科背景下對防災(zāi)減災(zāi)人才的能力要求將更高，因此，探索培養(yǎng)特色人才培養(yǎng)模式是亟須解決的問題。

1 防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)現(xiàn)狀

防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)是針對防災(zāi)減災(zāi)而設(shè)置的本科專業(yè)，由于災(zāi)害的種類繁多，基礎(chǔ)學(xué)科差異較大，各校所辦專業(yè)針對的災(zāi)種有所不同。因此，有必要厘清“災(zāi)”和“災(zāi)害”的相關(guān)概念。防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)是為防治和減輕自然災(zāi)害和人為災(zāi)害而設(shè)置的專業(yè)。該專業(yè)以數(shù)學(xué)、力學(xué)、計算機科學(xué)、天體物理學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)、地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程、測繪科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物科學(xué)、安全科學(xué)、管理科學(xué)和社會學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)，培養(yǎng)掌握災(zāi)害的調(diào)查、成因分析、評價方法、風(fēng)險評估、監(jiān)測預(yù)警、防治措施和應(yīng)急處置等技術(shù)和方法，能夠從事防災(zāi)、減災(zāi)和救災(zāi)等工作的應(yīng)用型專門高級人才。該專業(yè)應(yīng)按不同的災(zāi)種和涉及學(xué)科設(shè)置不同的專業(yè)方向，因此有必要對各學(xué)校防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行分析，如表1所示。

各高校該專業(yè)人才培養(yǎng)定位基本上都是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，面向的災(zāi)種依據(jù)學(xué)校特色稍有不同，南京信息工程大學(xué)主要培養(yǎng)氣象災(zāi)害方面的防災(zāi)減災(zāi)人才，防災(zāi)科技學(xué)院針對地質(zhì)災(zāi)害和地震災(zāi)害開展人才培養(yǎng)工作，山東科技大學(xué)集中在地質(zhì)災(zāi)害和地下工程災(zāi)害方面進(jìn)行培養(yǎng)方案設(shè)計，東華理工大學(xué)結(jié)合學(xué)校地球物理方面的特色面向診治地球災(zāi)害（氣象、地質(zhì)、地震災(zāi)害）進(jìn)行人才培養(yǎng)，南京工業(yè)大學(xué)針對城市災(zāi)害（抗洪、抗震、防火）開展該專業(yè)本科教育工作，河北地質(zhì)大學(xué)結(jié)合學(xué)校地質(zhì)特色培養(yǎng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評估方面的防災(zāi)減災(zāi)人才。雖然各個學(xué)校各具特色，但是也有高度重合性，除南京信息工程大學(xué)之外都把地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域作為重點面向的領(lǐng)域。各校所辦專業(yè)針對的災(zāi)種有所不同，基礎(chǔ)學(xué)科差異較大，其人才培養(yǎng)模式都在探索研究中。

2 專業(yè)建設(shè)過程中存在的問題

防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程作為一個新興專業(yè)，在建設(shè)過程中沒有參照，面臨多方面的挑戰(zhàn)。

1）在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)方面，面向災(zāi)種多，各災(zāi)種分屬不同學(xué)科，設(shè)定培養(yǎng)目標(biāo)難，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)難，培養(yǎng)出的人才不能滿足防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)發(fā)展需求。

2）在培養(yǎng)學(xué)科體系方面，綜合目前各個高校專業(yè)培養(yǎng)方案，涉及的學(xué)科有理學(xué)門類的大氣科學(xué)、地球物理學(xué)和地質(zhì)學(xué)等一級學(xué)科，工學(xué)門類的地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、安全科學(xué)與工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、測繪科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、交通運輸工程等一級學(xué)科，學(xué)科種類多，學(xué)科體系建設(shè)困難。學(xué)科交融和跨學(xué)科培養(yǎng)意識是否得到了提高，防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)新需求是否得到了滿足，目前還很難判斷。

3）在課程體系設(shè)計方面，多學(xué)科交叉困難，目前大都教授災(zāi)害理論知識，缺乏對災(zāi)害防控技術(shù)的教學(xué)，不能滿足防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)發(fā)展的需求。同時，專業(yè)課程沒有成熟的教材，尤其是學(xué)校特色專業(yè)課更是缺少參考教材，課程設(shè)置沒有考慮學(xué)科交叉，面對目前災(zāi)害災(zāi)情復(fù)雜情況，不能適應(yīng)新時代防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域多學(xué)科交叉的需求，培養(yǎng)的學(xué)生缺乏駕馭多學(xué)科的能力和創(chuàng)新能力。

4）在教學(xué)模式方面，首先，基本沿用了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，主要采用教材和課件進(jìn)行教學(xué)[1]，現(xiàn)代教育科技的應(yīng)用較少，不能發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在災(zāi)害模擬和仿真方面的優(yōu)勢。其次，關(guān)于防災(zāi)減災(zāi)的理論教學(xué)與技術(shù)應(yīng)用不吻合，災(zāi)害防治項目案例訓(xùn)練少，學(xué)生不能把災(zāi)害理論和防控技術(shù)的應(yīng)用融會貫通。最后，防災(zāi)減災(zāi)特色課程群和交叉學(xué)科課程群還沒有建立，并且還沒有相關(guān)特色教材，亟須出版防災(zāi)減災(zāi)類教材。

5）在師資隊伍方面，由于該專業(yè)是新專業(yè)，沒有本專業(yè)畢業(yè)的專業(yè)課教師，因此師資學(xué)科背景和學(xué)緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，“雙師型”教師難以界定，專業(yè)教師普遍缺乏防災(zāi)減災(zāi)工作背景，沒有豐富的防災(zāi)減災(zāi)經(jīng)驗向?qū)W生提供，無法使教學(xué)內(nèi)容與防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)需求之間有機結(jié)合。

3 專業(yè)建設(shè)目標(biāo)

3.1 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在新工科背景下，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)重要的建設(shè)目標(biāo)。隨著社會和人工智能等技術(shù)的發(fā)展，防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域面臨諸多發(fā)展機遇，同時也面臨諸多挑戰(zhàn)。防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)需要創(chuàng)新，學(xué)生的思維方式需要創(chuàng)新，解決防災(zāi)減災(zāi)復(fù)雜問題需要創(chuàng)新，而跨學(xué)科交叉合作更需要創(chuàng)新，因此需要培養(yǎng)學(xué)生的全面創(chuàng)新能力[2]。隨著經(jīng)濟發(fā)展，防災(zāi)減災(zāi)情況更為復(fù)雜，創(chuàng)新意識和能力是本專業(yè)學(xué)生應(yīng)對這些情況必須具備的。教育內(nèi)容和教學(xué)方法在不斷更新，新的理論、新的方法、新的技術(shù)、新的工藝在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，人工智能和大數(shù)據(jù)等相關(guān)內(nèi)容需要及時地融入教學(xué)，使學(xué)生能夠掌握前沿、有效、實用的防災(zāi)減災(zāi)技能。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力

新工科背景下，強化學(xué)生的防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)實踐能力是防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)最主要的目標(biāo)。通過培養(yǎng)使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的防災(zāi)減災(zāi)知識與技能應(yīng)用到解決實際防災(zāi)減災(zāi)問題中，例如，防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)能將地震災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害的減災(zāi)理論知識應(yīng)用到防震減災(zāi)和地質(zhì)災(zāi)害防治實踐中。要掌握防災(zāi)減災(zāi)的基本理論、基本方法和基本技能，實習(xí)實踐是最有效的途徑。實習(xí)實踐在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的同時也讓學(xué)生的團隊協(xié)作能力得到培養(yǎng)，溝通協(xié)調(diào)和解決實際問題的能力也能得到鍛煉[1]，能提高學(xué)生應(yīng)對未來不斷變化的工作環(huán)境的能力，從而滿足防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)人才發(fā)展需求。

3.3 培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)急能力

新工科背景下，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)急能力是防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)的另一個重要目標(biāo)。應(yīng)急能力是指學(xué)生能夠理解和掌握防災(zāi)減災(zāi)及應(yīng)急管理領(lǐng)域的知識，遇到問題能跨學(xué)科思考，面對災(zāi)害有應(yīng)急處置的能力。

4 新工科背景下專業(yè)建設(shè)舉措

新工科背景下防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程的專業(yè)建設(shè)應(yīng)參照傳統(tǒng)專業(yè)，結(jié)合新形勢下國家對防災(zāi)減災(zāi)人才的需求，推動學(xué)科交叉融合，以達(dá)到專業(yè)建設(shè)目標(biāo)。本文從四個方面對新工科背景下防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)的具體措施進(jìn)行探究。

4.1 建設(shè)優(yōu)質(zhì)師資隊伍

新工科建設(shè)背景下，師資隊伍是否優(yōu)質(zhì)決定了人才培養(yǎng)質(zhì)量。防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)的師資隊伍建設(shè)需考慮防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)多學(xué)科交叉等情況，應(yīng)具有前瞻性，并且進(jìn)行持續(xù)改革和提升，以確保教學(xué)內(nèi)容滿足行業(yè)要求，教學(xué)質(zhì)量得到保障，培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成。師資隊伍建設(shè)的指導(dǎo)思想應(yīng)以新工科建設(shè)需要為引領(lǐng)，在教學(xué)課程體系基礎(chǔ)上，補齊短板，確保教學(xué)內(nèi)容更新，實習(xí)實踐需求得到滿足[3]。為適應(yīng)新時代防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)發(fā)展要求，師資隊伍中應(yīng)具備人工智能、大數(shù)據(jù)等學(xué)科的教師，滿足新工科背景下防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)和研究的更多要求。

通過師資隊伍建設(shè)，使防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)教師隊伍具有多學(xué)科背景，同時還有豐富的實踐經(jīng)驗，為專業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供堅實可靠的師資支撐。

4.2 改革創(chuàng)新教學(xué)方法

要實現(xiàn)新工科背景下防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)的教育理念和培養(yǎng)目標(biāo)，必須對教學(xué)方法進(jìn)行改革創(chuàng)新，應(yīng)從以下三個方面進(jìn)行。

4.2.1 引入案例教學(xué)法及多學(xué)科交叉，進(jìn)行理論教學(xué)創(chuàng)新[4]

案例教學(xué)能夠?qū)⒗碚撝R與防災(zāi)減災(zāi)實際案例相結(jié)合，例如，將工程地震安全性評價案例與實際建筑工程相結(jié)合、將滑坡防治工程與理論知識相結(jié)合，幫助學(xué)生理解和掌握地震災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害減災(zāi)知識和技能。另外，防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域所遇到的問題本身就不是單一學(xué)科所能解決的問題，因此所培養(yǎng)的人才需要進(jìn)行多學(xué)科學(xué)習(xí)，在新工科背景下更是需要多學(xué)科的交叉融合。同時，多學(xué)科交叉的理論教學(xué)為后續(xù)的多學(xué)科實踐教學(xué)打下堅實的理論基礎(chǔ)。

4.2.2 采用項目驅(qū)動教學(xué)法和增設(shè)多學(xué)科交叉創(chuàng)新課程的方式進(jìn)行實踐教學(xué)創(chuàng)新[5]

以防災(zāi)科技學(xué)院為例，防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)利用防災(zāi)減災(zāi)地震災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害項目，用項目驅(qū)動帶動學(xué)生參與地震災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、調(diào)查、評估和區(qū)劃，在提高學(xué)生參與災(zāi)害防治實踐積極性的同時，還能提升學(xué)生運用相關(guān)理論知識的能力。另外，增設(shè)人工智能、大數(shù)據(jù)等多學(xué)科交叉的創(chuàng)新課程，能使學(xué)生與時俱進(jìn)，鍛煉學(xué)生在未來的工作中解決復(fù)雜多變的防災(zāi)減災(zāi)問題的能力。

4.2.3 應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)使教學(xué)活動更生動、直觀和高效

應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)是高等教育改革的必走之路。防災(zāi)科技學(xué)院利用雨課堂在線教學(xué)平臺讓處處變課堂，建立的災(zāi)害模擬實驗室可使學(xué)生在地震災(zāi)害的場景中如身臨其境，使用模擬軟件可以更高效地模擬災(zāi)害事件。這些現(xiàn)代教育技術(shù)使教學(xué)活動更生動、直觀和高效，提升了教學(xué)效率，同時也能為學(xué)生提供更為豐富、有效、多元的學(xué)習(xí)體驗。

4.3 優(yōu)化課程體系和實踐教學(xué)

新工科背景下，防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)的課程體系建設(shè)和優(yōu)化是極為重要的，防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)需要緊跟時代的步伐，將新理念、新方法、新技術(shù)、新工藝等融入課程體系，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、實踐和應(yīng)急等能力。結(jié)合防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗提出如下課程體系建設(shè)的具體措施。

4.3.1 優(yōu)化課程體系

在新工科教育理念指導(dǎo)下，首先系統(tǒng)地梳理防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)課程，再對每門課程培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行評估，之后對其進(jìn)行篩選，從而達(dá)到優(yōu)化課程體系的目的?；跒?zāi)害類型精簡傳統(tǒng)課程的同時確保課程內(nèi)容的實用性和前瞻性。為了反映目前防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)的發(fā)展趨勢及國家需求，應(yīng)增加人工智能和大數(shù)據(jù)等相關(guān)理論模塊和專業(yè)課程，使學(xué)生掌握智慧防災(zāi)的相關(guān)專業(yè)知識。需要豐富選修課資源，增設(shè)智慧防災(zāi)選修課程，減少必修課學(xué)分。

以防災(zāi)科技學(xué)院為例，專業(yè)設(shè)置地震災(zāi)害評估與防控和地質(zhì)災(zāi)害評估與防控兩個方向。設(shè)置了地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、工程測量、工程材料、工程力學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、災(zāi)害應(yīng)急通論等學(xué)科基礎(chǔ)課程；專業(yè)基礎(chǔ)課有土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)、3S技術(shù)及應(yīng)用、災(zāi)害大數(shù)據(jù)分析、工程巖體力學(xué)、災(zāi)害風(fēng)險分析與管理、工程地質(zhì)分析原理等課程。課程體系既包括傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，又涵蓋學(xué)科交叉課和人工智能相關(guān)課程，以適應(yīng)新時代防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)的發(fā)展要求。

4.3.2 改革實踐教學(xué)內(nèi)容

基于OBE理念，對課程實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等實習(xí)實踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，可進(jìn)行模塊設(shè)計，并融入智慧防災(zāi)相關(guān)的實習(xí)實踐內(nèi)容。例如，通過在災(zāi)害與防災(zāi)減災(zāi)專業(yè)實習(xí)中增加大數(shù)據(jù)分析和人工智能內(nèi)容，來加強學(xué)生對智慧防災(zāi)等相關(guān)專業(yè)知識的掌握[6-8]。

4.3.3 行業(yè)專家進(jìn)行論證

聘請行業(yè)專家對課程體系和人才培養(yǎng)方案進(jìn)行論證是十分必要的，以此來確保課程體系符合行業(yè)發(fā)展要求，更科學(xué)合理，體現(xiàn)新工科專業(yè)多學(xué)科交叉融合的特征。

4.4 建立校地企聯(lián)合協(xié)同培養(yǎng)模式

新工科背景下，建立校地企聯(lián)合協(xié)同培養(yǎng)模式尤為重要，尤其是和各級政府的合作。目前各級政府急需防災(zāi)減災(zāi)類人才，建立聯(lián)合培養(yǎng)模式可以因需而教，培養(yǎng)的人才可以很好地適應(yīng)政府防災(zāi)減災(zāi)工作。建立校地企聯(lián)合協(xié)同培養(yǎng)模式可以從以下兩個方面著手。

4.4.1 建立產(chǎn)學(xué)研用基地

與防災(zāi)減災(zāi)高新企業(yè)和政府的合作是新工科背景下推動防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展的有效途徑。產(chǎn)學(xué)研用基地是學(xué)校與企業(yè)、政府合作的紐帶，學(xué)?？膳c企業(yè)、地方政府共同制訂、修訂人才培養(yǎng)方案，同時也可以根據(jù)需求進(jìn)行訂單式人才培養(yǎng)，以滿足企業(yè)和政府對人才的需求。同時，學(xué)校和企業(yè)、地方政府可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為學(xué)生提供更多更有效的實訓(xùn)和實踐機會。

4.4.2 建立“雙導(dǎo)師”機制

利用校地企智力、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)等資源建立有效的“雙導(dǎo)師”機制。“雙導(dǎo)師”機制可充分利用企業(yè)和政府的優(yōu)質(zhì)資源，為學(xué)生提供更多元的實踐機會。校內(nèi)導(dǎo)師和校外導(dǎo)師合作，幫助學(xué)生將理論知識和實踐有機結(jié)合?！半p導(dǎo)師”機制為行業(yè)的發(fā)展提供了有力的人才支持。政府和企業(yè)高層次人才不僅可為學(xué)生提供寶貴的實踐經(jīng)驗和指導(dǎo)，還能為學(xué)校帶來最前沿的行業(yè)知識和技術(shù)，有助于提升學(xué)校教育的實踐性和社會服務(wù)能力。

5 結(jié)束語

本文深入探討了新工科背景下的防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)，提出師資隊伍建設(shè)、教學(xué)方法創(chuàng)新、課程體系優(yōu)化、校地企聯(lián)合協(xié)同培養(yǎng)模式建立等舉措，旨在為防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展提供有益的參考?？傮w而言，防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程這一新興專業(yè)，只有通過繼承傳統(tǒng)專業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗，并且勇于創(chuàng)新，才能培養(yǎng)出能夠適應(yīng)防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)和社會發(fā)展需求，具備創(chuàng)新思維和實踐能力的防災(zāi)減災(zāi)人才。

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*項目來源：河北省教育研究與教學(xué)改革項目“新工科背景下防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程專業(yè)特色人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（項目編號：2022GJJG485）。

作者簡介：李平、李孝波，教授；張宇東，講師。