西部地方院校土木工程防災減災系列課程建設探索與實踐

李萬潤 杜永峰 韓建平 李喜梅 楊國俊 朱前坤 景偉

摘? 要：土木工程專業作為培養防災減災專業人才的主要組成部分，在防災減災人才培養方面起著至關重要的作用。而課程作為防災減災人才培養的主要載體，課程建設的好壞直接影響培養目標能否達成以及人才培養的質量。文章介紹并闡述了本課題組多年來在防災減災課程體系建設、課程內容重構、教學模式改革等方面的探索與實踐，以期為地方及其他院校土木工程防災減災系列課程建設提供參考。

關鍵詞：西部地方院校;土木工程;防災減災;課程建設

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）17-0063-05

Abstract： Civil engineering， as the main component of training disaster prevention and mitigation professionals， plays a vital role in disaster prevention and mitigation personnel training. As the main carrier of personnel training for disaster prevention and mitigation， the quality of curriculum construction directly affects the achievement of training objectives and the quality of personnel training. This paper introduces and expounds the exploration and practice of disaster prevention and mitigation curriculum system construction， curriculum content reconstruction， teaching mode reform and other aspects of our research group for many years， in order to provide reference for the construction of civil engineering disaster prevention and mitigation curriculum in local and other universities or colleges.

Keywords： western colleges and universities; civil engineering; disaster prevention and mitigation; curriculum construction

中國是世界上自然災害最為嚴重的國家之一，具有災害種類多、分布地域廣、發生頻率高、造成損失重等特點。而且隨著全球氣候變化和經濟社會快速發展，自然災害造成的損失不斷增加，且重大自然災害乃至巨災時有發生，中國所面臨的自然災害形勢依然嚴峻。2008年5月12日，四川汶川發生里氏8.0級特大地震，這場新中國成立以來破壞性最強的大地震僅四川全省就有68712人遇難、17912人失蹤，這場大地震給全國人民帶來了巨大的心理壓力和難以愈合的心靈創傷。2010年4月14日，青海省玉樹藏族自治州玉樹縣發生6次地震，其中最高震級達7.1級，造成2698人遇難。為了順應社會各界對防災減災的關注，提醒國民前事不忘，后事之師，更加重視防災減災，努力減少災害損失，經國務院批準，自2009年起每年5月12日為全國“防災減災日”，這體現了國家“人民至上”“生命至上”的理念以及對防災減災工作的重視。然而，做好防災減災事業不是一個人、一個團體、一個單位的事情，而是與每個人都息息相關的。但從現在的情況來看，人們對于災害的認識主要是通過互聯網、電視及其他媒介的相關報道，還是處于感性階段，對自然災害存在僥幸心理，對災害真正內涵的理解以及防災減災意識還相對比較薄弱，而這些現象在當代大學生中間也普遍存在[1]。

土木工程專業作為培養未來建筑領域后備軍的主要陣地，對于培養大學生防災減災意識、提高防災減災專業素養、增強社會責任感和使命感責無旁貸[2]。作為土木工程專業的大學生，應該秉承“人民至上，家國優先”的理念，實時關注和思考防災減災問題，不斷增強自己防災減災意識，提升防災減災專業知識，為保障人民生命財產安全做好思想準備和專業技術知識儲備。課程作為人才培養的主要載體、專業培養方案的核心內容，關系到人才培養目標的實現和專業培養標準的落實。課程建設及實施的好壞，直接影響培養目標能否達成和人才培養的質量。本課題組從上個世紀九十年代開始就致力于防災減災領域的科學研究、人才培養、社會服務以及防災減災知識傳播工作，并取得了一定的成果。本文就多年來本課題組在防災減災課程體系建設、課程內容重構、教學模式改革等方面的一些探索與實踐工作進行介紹，以期為地方及其他院校土木工程防災減災課程建設提供參考。

一、防災減災課程體系建設

防災減災系列課程作為土木工程專業課程體系中的重要組成部分，其在土木工程專業人才培養中起著至關重要的作用。該類課程建設最早發源于美國斯坦福大學等知名大學，在中國最早是由陳颙院士在中國科學院研究生院開始，后續在我國大學教育中也陸續開設。但總體來講，我國災害教育往往更注重于中小學教育，輕視高校教育;注重專業教育，輕視通識教育;注重理論教學，輕視實踐技能培養[3]，這將不利于防災減災知識的傳播及人才培養。

針對防災減災課程體系建設，既要保證課程體系的完整性，也要考慮專業辦學的優勢特色以及學生的個性化培養。我校土木工程專業旨在面向國家“一帶一路”倡議和西部地區經濟社會發展需求，培養德智體美勞全面發展的社會主義合格建設者和可靠接班人。培養掌握土木工程學科的基本理論、專業知識和基本技能，具有分析、評價和解決土木工程領域復雜工程問題的能力，能在建筑工程、巖土與地下工程等土木工程領域從事勘察、設計、施工、管理等工作，具備較強的實踐能力和團隊協作能力，具有社會責任感、創新精神和國際視野的高級專門人才。根據工程認證的教育理念，要培養學生解決復雜工程問題的能力，對于土木工程來講，主要是考慮解決建筑結構在正常使用和自然災害中的表現，以及其能否在這過程中作為保護人類生命財產安全的保護傘這一復雜工程問題展開的。所以，在土木工程專業課程體系設計中，除了提供數理基本知識的數理化、人文科學知識的通識課程、專業基礎的基本力學及基本設計原理等課程以外，防災減災課程體系建設也是其中很重要的組成部分。因此，在本校土木工程專業課程體系設計過程中，結合我校在防災減災領域科學研究的優勢特色，考慮我校地處西北地震、滑坡、泥石流、火災多發的地區等因素，對于防災減災方面的課程體系進行了系統設計，其中包括通識類公選課程如土木工程防災減災、專業基礎課如土木工程導論、專業核心課程如結構力學、專業課程如建筑結構抗震、建筑結構減隔震技術、高層建筑結構設計、雙語課程如結構優化設計，以及研究生期間的課程如結構動力學、地震工程學、工程事故分析及處理、結構減振控制、高等建筑結構抗震理論等。在此基礎上，結合課外創新和競賽活動，提出以課外創新項目實施為導向的防災減災項目式教學模式，拓展和擴充了防災減災教學課堂，構建了完整的防災減災課程體系。從大學一年級入校的土木工程導論課程介入，啟蒙學生對于防災減災知識的初步了解，到土木工程防災減災課程對防災減災知識的全面了解，再到專業基礎課如結構力學、建筑結構抗震、建筑結構減隔震技術、高層建筑結構設計等課程深度的掌握，讓學生在學習專業技術的同時，不斷培養學生的家國情懷、職業責任感等價值引領，為國家防災減災事業培養優秀技術人才。課程內容設置上，在覆蓋地震、火災、泥石流、海嘯、臺風、洪水、火山爆發等自然災害的基礎上，結合我院教師在地震、火災、滑坡、泥石流等方面的科研優勢，對內容進行了特色凝練和提取，使學生既可以全面了解防災減災知識，且也有所側重，實現人才個性化培養。

二、防災減災課程內容建設

防災減災知識涉及面廣、涉及災種多，通過一門課程完全掌握防災減災知識是不可能的，如何讓學生對防災減災知識有一定廣度了解的基礎上還有一定的深入掌握，這對課程內容設置提出更高的要求，這需要培養單位綜合考慮地域特色、學校服務面向、教師研究特點等因素，對課程內容進行精選安排。因此，在本專業的防災減災課程內容設計時，首先將思政元素及價值引領融入課程教學內容，引導學生樹立正確的職業觀、人生觀和價值觀。在此基礎上，對防災減災知識點在多門課程中進行分布式、遞進式布置，通過多門課程及多個環節共同實現防災減災知識內容的講解與傳授?？紤]到我省為地震、滑坡、泥石流、火災等多發地區，在課程內容設置中重點突出該部分相關內容，構建具有地域特色的防災減災課程內容，并以本課題組的科研成果及專家講座為補充，不斷擴展和完善課程知識點，以保證防災減災知識的完整性，最終實現防災減災人才的培養。

（一）將思政元素融入課程，實現知識傳授與價值引領相結合

習近平在全國高校思想政治工作會議中強調，高校思想政治工作要因事而化、因時而進、因勢而新[4]。以往畢其功于“思想政治理論課”一役的教學模式，已不能滿足價值引領的需求[5]。在“大思政”課程建設改革的背景下，將思想政治理論課與專業課程相融合，實現通向而行，形成協同效應，對于知識傳授和價值引領將起到事半功倍的效果。在課程教學目標設置時，將課程教學的教育性、知識性、技能性相互交融，將學生專業技能培訓與激發個人理想、社會責任感進行有機結合。在教學過程中體現學科的科學素養與人文素養，使專業更好地發揮知識傳授和價值引領作用。

土木工程是人類文明的重要載體，往往也是眾多災害的溫床。謝禮立等[6]提出土木工程災害的概念， 認為許多所謂的自然災害，包括伴隨著地震、風、洪水、滑坡、泥石流等自然現象發生的災害，本質上都是土木工程災害，是眾多災害中與人類關系最密切的一類災害。在許多自然災害和人為災害中，土木工程既是主要的承災體，其失效又會演變為重要的致災體。土木工程失效是導致人員傷亡和財產損失的最主要原因。因此，只有依靠土木工程方法，人類才能減輕和防御包括許多自然災害在內的各種土木工程災害，保證人類生命財產的安全，實現人類的可持續發展。這就為土木工程專業培養的人才提出了要求，也是土木工程專業培養的人才應當承擔的社會責任。因此，本課程組在土木工程導論、建筑結構抗震、結構動力學、高層建筑結構設計、土木工程災害與減災等課程中將土木工程社會責任感作為思政元素，融入土木工程防災減災課程，在對學生進行知識傳授的同時，實現土木工程專業人員社會責任感的價值引領，培養具有土木工程災害觀的專業技術人才，為國家構建防災減災體系、提升防災減災能力貢獻力量。

（二）以西部地區災害為主，其他常見災害為補充，構建完整且有特色的防災減災課程教學資源

根據應急管理部、國家減災委辦公室等多部門聯合發布的自然災害情況通報中可以看出，我國自然災害以洪澇、臺風災害為主，干旱、風雹、地震、地質、低溫冷凍、雪災、森林火災等災害也有不同程度的發生[7]，主要表現為以下幾個特點：（1）災害損失主要集中在內蒙古、山東、廣東、四川、云南和甘肅等6個省（區），人員傷亡西部地區較為嚴重;（2）洪澇災害呈現“北增南減”態勢，黑龍江、甘肅等西北及北方?。▍^）洪澇和地質災害明顯加重;（3）低溫雨雪冰凍和旱災發生時段相對集中;（4）地

震活動相對較強，西部地區為地震頻發地區，且引起的損失較為嚴重。針對以上我國自然災害的特點，在土木工程防災減災課程中，選取各種典型的災害事件為例，對所有災害種類進行了概略性介紹，讓學生了解所有災害的致災機理、成災原因、造成的危害以及防治措施。同時，對西部地區常見的災害例如地震、滑坡、泥石流等災害，通過災害發生第一時間深入災害現場進行調查研究，將相關案例整理融入到教學內容中，并結合本課題組在抗震減災方面的研究優勢，在后續建筑結構抗震、結構動力學、高層建筑結構設計等課程中進行強化系統性介紹，進而構建知識點全覆蓋而又有側重的課程教學內容體系。

（三）以科研成果及工程實踐項目為案例，補充完善課程教學資源

火災作為一種常見的災害時有發生，在課程設計之初，這一部分并不作為重點，而1997年發生在蘭州建筑工地的一起火災引起腳手架坍塌，造成2人死亡的事故引起了課題組成員的關注。事后本課題組受邀為該結構進行了安全性鑒定。此后，為了彌補課程中相關火災知識的缺失，本課題組為我校本科生開設建筑火災講座。在后續的課程建設中，考慮到甘肅石油化工企業較多、火災危害大的特點，在教學內容中增加了火災相關內容。

西部地區作為地震多發區，而且很多地區為高烈度區，在這些地區容易引發滑坡泥石流等災害，造成了巨大的人員財產損失，例如2008年汶川、2010年玉樹、2013年蘆山等大地震以及2010年甘南舟曲暴雨引發的特大泥石流。在這些災害發生后，本課題組成員作為專家組成員第一時間趕赴現場，參與災后安全性評估及技術服務等相關工作，通過參與這些活動，收集第一手災害資料和案例并將其帶入課堂，通過實時案例為學生講解相關知識。這不僅豐富了教學資源，而且也激發了學生的學習興趣。

（四）以土木工程防災減災講座為途徑，跟蹤防災減災新動態，拓展學生視野

培養與時俱進的創新型人才，需要被培養者了解本學科最新發展動態，掌握最先進的專業技術。西部地方院校由于其處于經濟待發達地區[8]，面對師資、辦學條件等壓力，且地方經濟條件對大學支持有限，各方面的資源、設施均受到限制，這對于拓展學生視野、了解防災減災新動態造成了不小障礙。因此，為了讓學生更多的了解相關防災減災類相關知識，本課題組在上個世紀九十年代就開始嘗試通過邀請國內外防災減災領域相關專家進行知識講座，介紹最新研究成果，拓展學生視野。在后續課程建設過程中，結合本課題組在國內外防災減災領域的影響以及學術交流的機會，多次邀請國際、國內相關領域專家學者200多人次來我校進行學術講座，為我校本科生、研究生了解和跟蹤防災減災領域的新動態起了重要作用，也成為我校研究生以高起點進入防災減災技術研究的重要手段。為配合土木工程專業學生國際視野的培養，本課題組不定期舉辦國外專家和留學生走進本科生課堂的專題交流活動，于2012年發起并承辦的西部土木工程防災減災“結構全壽命性能”暑期班已連續舉辦多年，在2020年疫情發生之后，采用線上資源邀請多名國內外知名專家進行線上講座，這對拓展學生視野、宣傳防災減災新知識起到了積極的推動作用。

三、防災減災課程教學實踐

課程作為人才培養的最基本單元，對于人才培養目標的達成起著至關重要的支撐作用。本課題組通過以上措施在不斷完善防災減災課程體系的同時，增補相關教學內容，完善了教學資料建設。而如何將這些教學資源轉化為學生的內化知識和能力，則還需要進一步思考與探索。傳統的以單門課程為主的防災減災知識講授使得知識點比較分散，學生難以建立系統的防災減災知識體系，使得學生在靈活應用相關知識解決復雜工程問題時受到限制。因此，本課題組以防災減災為主線，建立防災減災課程群，將相關課程知識點進行分類、重組和優化，壓縮和剔除重復內容，構建多層次、多場景、多課程、多環節防災減災知識傳播體系。借助新媒體開展混合式教學，通過課外創新活動，培養學生動手實踐能力和創新科研能力，不斷打造土木工程防災減災金課。

（一）以防災減災為主線，構建土木工程防災減災知識傳播體系

人才培養是一個系統工程，而防災減災人才培養和知識傳播更是一個系統工程，通過一次活動、一個教學環節、一門課程、一次講座是難以實現防災減災人才培養和知識傳播的。因此，需要多層次、多場景、多課程、多環節的協同育人，才能真正培養防災減災的人才。

本課題組從上個世紀九十年代起，就從對中小學學生以及社會人員的防災減災知識科普、土木工程專業學生的專業學習以及工程技術人員的防災減災知識培訓等一系列活動出發，進行防災減災知識傳播體系的建設。針對中小學生以及社會人員，結合我國每年防災減災日的主題活動，介紹并傳播防災減災知識;對進入土木工程專業學習的大學生，在大學一年級開設的土木工程概論課程中增加土木工程防災減災的主要內容，讓學生對土木工程防災減災有初步的認識。面向非土木工程專業學生，開設土木工程災害與減災通識類公選課，讓更多非土木工程專業的學生了解防災減災知識;在學生進入土木工程專業課程學習階段，在專業基礎課結構力學、結構動力學、專業課建筑結構抗震、高層建筑結構設計、結構優化設計、畢業設計以及碩士生地震工程學、實驗結構動力學、博士生的高等地震工程學等課程中貫穿防災減災內容，實現防災減災知識的不斷線學習;對于已在工作崗位的領導干部、管理人員以及工程技術人員，借助專業技術人員繼續教育等進行專題講座與輔導。通過多人群、多層次、多場景、多渠道，從時間、空間不斷延伸課堂教學，真正構建從中小學生到大學生、碩士生、博士生以及社會人員、專業技術人員的全鏈條、全覆蓋的防災減災知識傳播體系。

（二）借助新媒體，開展混合式教學，打造土木工程防災減災金課

信息化技術的快速發展為教育行業打破時空限制、改變原有教學模式、創造高階課程、實現教育公平、提高人才培養質量提供了另一種思路[9]。傳統的“一支粉筆一張嘴”、以“教”為主的教學形式已經不能滿足“網絡原住民”的需求，而如何借助“網絡原住民”的“話語”方式，讓受教育者動起來，才能真正實現終身學習、終身教育的目的[10]。本課題組積極借助新媒介（例如QQ、微信、網絡教學平臺等）積極開展線上線下混合式教學。對土木工程防災減災、結構力學、建筑結構抗震、結構優化設計等課程錄制了教學視頻及實驗錄像共計314小時，借助學校的SPOC自助學習平臺，將課程教案、知識點視頻錄像、實驗方案、實驗大綱、實驗視頻錄像、習題例題等通過網絡平臺發布，構建線上教學資源，讓學生隨時隨地可以學習。借助新媒體、即時通訊手段，建立網絡答疑平臺，并建立微信公眾號，實時推送與課堂所學內容相關的知識點詳解，將時間與知識點碎片化，讓學生利用碎片時間隨時隨地實時對知識點進行學習。在線下對于知識點進行進一步的講解，設置開放性題目，引發學生思考，并展開分組討論，增加學生的參與度。利用騰訊會議，開展“小灶”課堂，對學生碰到的問題進行集中答疑，拓展了課堂教學，解決了課后答疑時學生“不參與、不敢問、不會問”的問題，激發了學生的學習興趣。通過線上線下混合式教學，既拓展了課堂教學，增加了課程高階性、創新性、挑戰度，也激發了學生的學習積極性和參與度，讓學生在參與中學習，在實踐中提升。

（三）以土木工程防災減災測試技能競賽為補充，擴充課堂教學實踐環節

現有的課程教學中，主要是以理論教授為主，實踐和測試技能在課程系統中雖有所涉及，但相對還是比較薄弱，學生動手能力相對較弱。作為土木工程專業的學生，現場試驗及測試技能是必備技能[11]。為了提高學生的動手能力以及試驗測試技能，本課題組在防災減災知識競賽的基礎上，設置相應試驗及測試技能環節。通過設計趣味性、開放性題目，讓學生利用所學知識、給定材料制作相關結構模型，并對模型進行理論分析，給出分析結果。在此基礎上，設計模型試驗測試方案，選擇合適的測試設備，對模型進行受力測試，并對測試得到的數據進行分析整理，得到相關結論。其中包括一些小型動力學測試試驗，例如振動臺試驗，使學生在對結構受力特點及災后結構破壞形態有更深層次認識的同時，提高動手及試驗測試技能。

（四）綜合利用課群組的多門課程知識，引導學生開展課外科技創新研究

土木工程是一門系統性比較強的學科，各門課程之間有比較強的聯系。本課題組成員主要承擔土木工程專業的多門基礎課、專業基礎課以及選修課的教學任務，包括結構力學、彈性力學、結構建筑抗震、結構優化設計、高層建筑結構設計、橋梁工程等相關課程，但由于相關力學課程授課學時普遍壓縮，學生學習的知識點普遍較為零散，缺乏將各門課程知識點串起來的環節，且學生對力學中深奧的理論知識在實際工程中發揮何種作用的認識也不夠清楚，因此不愿意過多地投入時間和精力，以致于相當一部分學生在思想深處對獲取或接受結構動力學、彈性力學等課程的知識點缺乏必要的動力。針對這一現狀，本課題組成員積極引導學生綜合利用力學與防災課群組以及其他學科的多門課程知識，開展課外科技創新研究。通過災害現場調研發現結構中存在的問題，鼓勵學生利用所學知識對其產生的原因進行分析，并結合大學生思維比較活躍的特點，找出或者提出新問題的解決方案。通過模型制作和試驗對方案進行不斷完善，給出最優解決方案，真正實現專創深度融合。讓學生在學習專業課的同時，培養學生創新能力。還可以鼓勵學生參加相關的學科競賽或發表論文，通過這些活動，在增強學生自信心的同時，激發學生學習積極性和參與度，進而實現創新型人才的培養。

四、結束語

針對西部地方院校土木工程防災減災系列課程建設問題，本課題組結合所承擔的力學與防災課群組的相關課程，從防災減災課程體系建設、教學內容建設、教學模式改革等方面進行了探索和實踐，為我校土木工程專業教育教學質量穩步提高、培養更多的防災減災創新人才提供了保證，也為地方及其他院校開展土木工程防災減災系列課程建設提供了參考。

參考文獻：

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