西部地方院校土木工程防灾减灾系列课程建设探索与实践

李万润 杜永峰 韩建平 李喜梅 杨国俊 朱前坤 景伟

摘  要：土木工程专业作为培养防灾减灾专业人才的主要组成部分，在防灾减灾人才培养方面起着至关重要的作用。而课程作为防灾减灾人才培养的主要载体，课程建设的好坏直接影响培养目标能否达成以及人才培养的质量。文章介绍并阐述了本课题组多年来在防灾减灾课程体系建设、课程内容重构、教学模式改革等方面的探索与实践，以期为地方及其他院校土木工程防灾减灾系列课程建设提供参考。

关键词：西部地方院校;土木工程;防灾减灾;课程建设

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：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

中国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，具有灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失重等特点。而且随着全球气候变化和经济社会快速发展，自然灾害造成的损失不断增加，且重大自然灾害乃至巨灾时有发生，中國所面临的自然灾害形势依然严峻。2008年5月12日，四川汶川发生里氏8.0级特大地震，这场新中国成立以来破坏性最强的大地震仅四川全省就有68712人遇难、17912人失踪，这场大地震给全国人民带来了巨大的心理压力和难以愈合的心灵创伤。2010年4月14日，青海省玉树藏族自治州玉树县发生6次地震，其中最高震级达7.1级，造成2698人遇难。为了顺应社会各界对防灾减灾的关注，提醒国民前事不忘，后事之师，更加重视防灾减灾，努力减少灾害损失，经国务院批准，自2009年起每年5月12日为全国“防灾减灾日”，这体现了国家“人民至上”“生命至上”的理念以及对防灾减灾工作的重视。然而，做好防灾减灾事业不是一个人、一个团体、一个单位的事情，而是与每个人都息息相关的。但从现在的情况来看，人们对于灾害的认识主要是通过互联网、电视及其他媒介的相关报道，还是处于感性阶段，对自然灾害存在侥幸心理，对灾害真正内涵的理解以及防灾减灾意识还相对比较薄弱，而这些现象在当代大学生中间也普遍存在[1]。

土木工程专业作为培养未来建筑领域后备军的主要阵地，对于培养大学生防灾减灾意识、提高防灾减灾专业素养、增强社会责任感和使命感责无旁贷[2]。作为土木工程专业的大学生，应该秉承“人民至上，家国优先”的理念，实时关注和思考防灾减灾问题，不断增强自己防灾减灾意识，提升防灾减灾专业知识，为保障人民生命财产安全做好思想准备和专业技术知识储备。课程作为人才培养的主要载体、专业培养方案的核心内容，关系到人才培养目标的实现和专业培养标准的落实。课程建设及实施的好坏，直接影响培养目标能否达成和人才培养的质量。本课题组从上个世纪九十年代开始就致力于防灾减灾领域的科学研究、人才培养、社会服务以及防灾减灾知识传播工作，并取得了一定的成果。本文就多年来本课题组在防灾减灾课程体系建设、课程内容重构、教学模式改革等方面的一些探索与实践工作进行介绍，以期为地方及其他院校土木工程防灾减灾课程建设提供参考。

一、防灾减灾课程体系建设

防灾减灾系列课程作为土木工程专业课程体系中的重要组成部分，其在土木工程专业人才培养中起着至关重要的作用。该类课程建设最早发源于美国斯坦福大学等知名大学，在中国最早是由陈颙院士在中国科学院研究生院开始，后续在我国大学教育中也陆续开设。但总体来讲，我国灾害教育往往更注重于中小学教育，轻视高校教育;注重专业教育，轻视通识教育;注重理论教学，轻视实践技能培养[3]，这将不利于防灾减灾知识的传播及人才培养。

针对防灾减灾课程体系建设，既要保证课程体系的完整性，也要考虑专业办学的优势特色以及学生的个性化培养。我校土木工程专业旨在面向国家“一带一路”倡议和西部地区经济社会发展需求，培养德智体美劳全面发展的社会主义合格建设者和可靠接班人。培养掌握土木工程学科的基本理论、专业知识和基本技能，具有分析、评价和解决土木工程领域复杂工程问题的能力，能在建筑工程、岩土与地下工程等土木工程领域从事勘察、设计、施工、管理等工作，具备较强的实践能力和团队协作能力，具有社会责任感、创新精神和国际视野的高级专门人才。根据工程认证的教育理念，要培养学生解决复杂工程问题的能力，对于土木工程来讲，主要是考虑解决建筑结构在正常使用和自然灾害中的表现，以及其能否在这过程中作为保护人类生命财产安全的保护伞这一复杂工程问题展开的。所以，在土木工程专业课程体系设计中，除了提供数理基本知识的数理化、人文科学知识的通识课程、专业基础的基本力学及基本设计原理等课程以外，防灾减灾课程体系建设也是其中很重要的组成部分。因此，在本校土木工程专业课程体系设计过程中，结合我校在防灾减灾领域科学研究的优势特色，考虑我校地处西北地震、滑坡、泥石流、火灾多发的地区等因素，对于防灾减灾方面的课程体系进行了系统设计，其中包括通识类公选课程如土木工程防灾减灾、专业基础课如土木工程导论、专业核心课程如结构力学、专业课程如建筑结构抗震、建筑结构减隔震技术、高层建筑结构设计、双语课程如结构优化设计，以及研究生期间的课程如结构动力学、地震工程学、工程事故分析及处理、结构减振控制、高等建筑结构抗震理论等。在此基础上，结合课外创新和竞赛活动，提出以课外创新项目实施为导向的防灾减灾项目式教学模式，拓展和扩充了防灾减灾教学课堂，构建了完整的防灾减灾课程体系。从大学一年级入校的土木工程导论课程介入，启蒙学生对于防灾减灾知识的初步了解，到土木工程防灾减灾课程对防灾减灾知识的全面了解，再到专业基础课如结构力学、建筑结构抗震、建筑结构减隔震技术、高层建筑结构设计等课程深度的掌握，让学生在学习专业技术的同时，不断培养学生的家国情怀、职业责任感等价值引领，为国家防灾减灾事业培养优秀技术人才。课程内容设置上，在覆盖地震、火灾、泥石流、海啸、台风、洪水、火山爆发等自然灾害的基础上，结合我院教师在地震、火灾、滑坡、泥石流等方面的科研优势，对内容进行了特色凝练和提取，使学生既可以全面了解防灾减灾知识，且也有所侧重，实现人才个性化培养。

二、防灾减灾课程内容建设

防灾减灾知识涉及面广、涉及灾种多，通过一门课程完全掌握防灾减灾知识是不可能的，如何让学生对防灾减灾知识有一定广度了解的基础上还有一定的深入掌握，这对课程内容设置提出更高的要求，这需要培养单位综合考虑地域特色、学校服务面向、教师研究特点等因素，对课程内容进行精选安排。因此，在本专业的防灾减灾课程内容设计时，首先将思政元素及价值引领融入课程教学内容，引导学生树立正确的职业观、人生观和价值观。在此基础上，对防灾减灾知识点在多门课程中进行分布式、递进式布置，通过多门课程及多个环节共同实现防灾减灾知识内容的讲解与传授。考虑到我省为地震、滑坡、泥石流、火灾等多发地区，在课程内容设置中重点突出该部分相关内容，构建具有地域特色的防灾减灾课程内容，并以本课题组的科研成果及专家讲座为补充，不断扩展和完善课程知识点，以保证防灾减灾知识的完整性，最终实现防灾减灾人才的培养。

（一）将思政元素融入课程，实现知识传授与价值引领相结合

习近平在全国高校思想政治工作会议中强调，高校思想政治工作要因事而化、因时而进、因势而新[4]。以往毕其功于“思想政治理论课”一役的教学模式，已不能满足价值引领的需求[5]。在“大思政”课程建设改革的背景下，将思想政治理论课与专业课程相融合，实现通向而行，形成协同效应，对于知识传授和价值引领将起到事半功倍的效果。在课程教学目标设置时，将课程教学的教育性、知识性、技能性相互交融，将学生专业技能培训与激发个人理想、社会责任感进行有机结合。在教学过程中体现学科的科学素养与人文素养，使专业更好地发挥知识传授和价值引领作用。

土木工程是人类文明的重要载体，往往也是众多灾害的温床。谢礼立等[6]提出土木工程灾害的概念， 认为许多所谓的自然灾害，包括伴随着地震、风、洪水、滑坡、泥石流等自然现象发生的灾害，本质上都是土木工程灾害，是众多灾害中与人类关系最密切的一类灾害。在许多自然灾害和人为灾害中，土木工程既是主要的承灾体，其失效又会演变为重要的致灾体。土木工程失效是导致人员伤亡和财产损失的最主要原因。因此，只有依靠土木工程方法，人类才能减轻和防御包括许多自然灾害在内的各种土木工程灾害，保证人类生命财产的安全，实现人类的可持续发展。这就为土木工程专业培养的人才提出了要求，也是土木工程专业培养的人才应当承担的社会责任。因此，本课程组在土木工程导论、建筑结构抗震、结构动力学、高层建筑结构设计、土木工程灾害与减灾等课程中将土木工程社会责任感作为思政元素，融入土木工程防灾减灾课程，在对学生进行知识传授的同时，实现土木工程专业人员社会责任感的价值引领，培养具有土木工程灾害观的专业技术人才，为国家构建防灾减灾体系、提升防灾减灾能力贡献力量。

（二）以西部地区灾害为主，其他常见灾害为补充，构建完整且有特色的防灾减灾课程教学资源

根据应急管理部、国家减灾委办公室等多部门联合发布的自然灾害情况通报中可以看出，我国自然灾害以洪涝、台风灾害为主，干旱、风雹、地震、地质、低温冷冻、雪灾、森林火灾等灾害也有不同程度的发生[7]，主要表现为以下几个特点：（1）灾害损失主要集中在内蒙古、山东、广东、四川、云南和甘肃等6个省（区），人员伤亡西部地区较为严重;（2）洪涝灾害呈现“北增南减”态势，黑龙江、甘肃等西北及北方省（区）洪涝和地质灾害明显加重;（3）低温雨雪冰冻和旱灾发生时段相对集中;（4）地

震活动相对较强，西部地区为地震频发地区，且引起的损失较为严重。针对以上我国自然灾害的特点，在土木工程防灾减灾课程中，选取各种典型的灾害事件为例，对所有灾害种类进行了概略性介绍，让学生了解所有灾害的致灾机理、成灾原因、造成的危害以及防治措施。同时，对西部地区常见的灾害例如地震、滑坡、泥石流等灾害，通过灾害发生第一时间深入灾害现场进行调查研究，将相关案例整理融入到教学内容中，并结合本课题组在抗震减灾方面的研究优势，在后续建筑结构抗震、结构动力学、高层建筑结构设计等课程中进行强化系统性介绍，进而构建知识点全覆盖而又有侧重的课程教学内容体系。

（三）以科研成果及工程实践项目为案例，补充完善课程教学资源

火灾作为一种常见的灾害时有发生，在课程设计之初，这一部分并不作为重点，而1997年发生在兰州建筑工地的一起火灾引起脚手架坍塌，造成2人死亡的事故引起了课题组成员的关注。事后本课题组受邀为该结构进行了安全性鉴定。此后，为了弥补课程中相关火灾知识的缺失，本课题组为我校本科生开设建筑火灾讲座。在后续的课程建设中，考虑到甘肃石油化工企业较多、火灾危害大的特点，在教学内容中增加了火灾相关内容。

西部地区作为地震多发区，而且很多地区为高烈度区，在这些地区容易引发滑坡泥石流等灾害，造成了巨大的人员财产损失，例如2008年汶川、2010年玉树、2013年芦山等大地震以及2010年甘南舟曲暴雨引发的特大泥石流。在这些灾害发生后，本课题组成員作为专家组成员第一时间赶赴现场，参与灾后安全性评估及技术服务等相关工作，通过参与这些活动，收集第一手灾害资料和案例并将其带入课堂，通过实时案例为学生讲解相关知识。这不仅丰富了教学资源，而且也激发了学生的学习兴趣。

（四）以土木工程防灾减灾讲座为途径，跟踪防灾减灾新动态，拓展学生视野

培养与时俱进的创新型人才，需要被培养者了解本学科最新发展动态，掌握最先进的专业技术。西部地方院校由于其处于经济待发达地区[8]，面对师资、办学条件等压力，且地方经济条件对大学支持有限，各方面的资源、设施均受到限制，这对于拓展学生视野、了解防灾减灾新动态造成了不小障碍。因此，为了让学生更多的了解相关防灾减灾类相关知识，本课题组在上个世纪九十年代就开始尝试通过邀请国内外防灾减灾领域相关专家进行知识讲座，介绍最新研究成果，拓展学生视野。在后续课程建设过程中，结合本课题组在国内外防灾减灾领域的影响以及学术交流的机会，多次邀请国际、国内相关领域专家学者200多人次来我校进行学术讲座，为我校本科生、研究生了解和跟踪防灾减灾领域的新动态起了重要作用，也成为我校研究生以高起点进入防灾减灾技术研究的重要手段。为配合土木工程专业学生国际视野的培养，本课题组不定期举办国外专家和留学生走进本科生课堂的专题交流活动，于2012年发起并承办的西部土木工程防灾减灾“结构全寿命性能”暑期班已连续举办多年，在2020年疫情发生之后，采用线上资源邀请多名国内外知名专家进行线上讲座，这对拓展学生视野、宣传防灾减灾新知识起到了积极的推动作用。

三、防灾减灾课程教学实践

课程作为人才培养的最基本单元，对于人才培养目标的达成起着至关重要的支撑作用。本课题组通过以上措施在不断完善防灾减灾课程体系的同时，增补相关教学内容，完善了教学资料建设。而如何将这些教学资源转化为学生的内化知识和能力，则还需要进一步思考与探索。传统的以单门课程为主的防灾减灾知识讲授使得知识点比较分散，学生难以建立系统的防灾减灾知识体系，使得学生在灵活应用相关知识解决复杂工程问题时受到限制。因此，本课题组以防灾减灾为主线，建立防灾减灾课程群，将相关课程知识点进行分类、重组和优化，压缩和剔除重复内容，构建多层次、多场景、多课程、多环节防灾减灾知识传播体系。借助新媒体开展混合式教学，通过课外创新活动，培养学生动手实践能力和创新科研能力，不断打造土木工程防灾减灾金课。

（一）以防灾减灾为主线，构建土木工程防灾减灾知识传播体系

人才培养是一个系统工程，而防灾减灾人才培养和知识传播更是一个系统工程，通过一次活动、一个教学环节、一门课程、一次讲座是难以实现防灾减灾人才培养和知识传播的。因此，需要多层次、多场景、多课程、多环节的协同育人，才能真正培养防灾减灾的人才。

本课题组从上个世纪九十年代起，就从对中小学学生以及社会人员的防灾减灾知识科普、土木工程专业学生的专业学习以及工程技术人员的防灾减灾知识培训等一系列活动出发，进行防灾减灾知识传播体系的建设。针对中小学生以及社会人员，结合我国每年防灾减灾日的主题活动，介绍并传播防灾减灾知识;对进入土木工程专业学习的大学生，在大学一年级开设的土木工程概论课程中增加土木工程防灾减灾的主要内容，让学生对土木工程防灾减灾有初步的认识。面向非土木工程专业学生，开设土木工程灾害与减灾通识类公选课，让更多非土木工程专业的学生了解防灾减灾知识;在学生进入土木工程专业课程学习阶段，在专业基础课结构力学、结构动力学、专业课建筑结构抗震、高层建筑结构设计、结构优化设计、毕业设计以及硕士生地震工程学、实验结构动力学、博士生的高等地震工程学等课程中贯穿防灾减灾内容，实现防灾减灾知识的不断线学习;对于已在工作岗位的领导干部、管理人员以及工程技术人员，借助专业技术人员继续教育等进行专题讲座与辅导。通过多人群、多层次、多场景、多渠道，从时间、空间不断延伸课堂教学，真正构建从中小学生到大学生、硕士生、博士生以及社会人员、专业技术人员的全链条、全覆盖的防灾减灾知识传播体系。

（二）借助新媒体，开展混合式教学，打造土木工程防灾减灾金课

信息化技术的快速发展为教育行业打破时空限制、改变原有教学模式、创造高阶课程、实现教育公平、提高人才培养质量提供了另一种思路[9]。传统的“一支粉笔一张嘴”、以“教”为主的教学形式已经不能满足“网络原住民”的需求，而如何借助“网络原住民”的“话语”方式，让受教育者动起来，才能真正实现终身学习、终身教育的目的[10]。本课题组积极借助新媒介（例如QQ、微信、网络教学平台等）积极开展线上线下混合式教学。对土木工程防灾减灾、结构力学、建筑结构抗震、结构优化设计等课程录制了教学视频及实验录像共计314小时，借助学校的SPOC自助学习平台，将课程教案、知识点视频录像、实验方案、实验大纲、实验视频录像、习题例题等通过网络平台发布，构建线上教学资源，让学生随时随地可以学习。借助新媒体、即时通讯手段，建立网络答疑平台，并建立微信公众号，实时推送与课堂所学内容相关的知识点详解，将时间与知识点碎片化，让学生利用碎片时间随时随地实时对知识点进行学习。在线下对于知识点进行进一步的讲解，设置开放性题目，引发学生思考，并展开分组讨论，增加学生的参与度。利用腾讯会议，开展“小灶”课堂，对学生碰到的问题进行集中答疑，拓展了课堂教学，解决了课后答疑时学生“不参与、不敢问、不会问”的问题，激发了学生的学习兴趣。通过线上线下混合式教学，既拓展了课堂教学，增加了课程高阶性、创新性、挑战度，也激发了学生的学习积极性和参与度，让学生在参与中学习，在实践中提升。

（三）以土木工程防灾减灾测试技能竞赛为补充，扩充课堂教学实践环节

现有的课程教学中，主要是以理论教授为主，实践和测试技能在课程系统中虽有所涉及，但相对还是比较薄弱，学生动手能力相对较弱。作为土木工程专业的学生，现场试验及测试技能是必备技能[11]。为了提高学生的动手能力以及试验测试技能，本课题组在防灾减灾知识竞赛的基础上，设置相应试验及测试技能环节。通过设计趣味性、开放性题目，让学生利用所学知识、给定材料制作相关结构模型，并对模型进行理论分析，给出分析结果。在此基础上，设计模型试验测试方案，选择合适的测试设备，对模型进行受力测试，并对测试得到的数据进行分析整理，得到相关结论。其中包括一些小型动力学测试试验，例如振动台试验，使学生在对结构受力特点及灾后结构破坏形态有更深层次认识的同时，提高动手及试验测试技能。

（四）综合利用课群组的多门课程知识，引导学生开展课外科技创新研究

土木工程是一门系统性比较强的学科，各门课程之间有比较強的联系。本课题组成员主要承担土木工程专业的多门基础课、专业基础课以及选修课的教学任务，包括结构力学、弹性力学、结构建筑抗震、结构优化设计、高层建筑结构设计、桥梁工程等相关课程，但由于相关力学课程授课学时普遍压缩，学生学习的知识点普遍较为零散，缺乏将各门课程知识点串起来的环节，且学生对力学中深奥的理论知识在实际工程中发挥何种作用的认识也不够清楚，因此不愿意过多地投入时间和精力，以致于相当一部分学生在思想深处对获取或接受结构动力学、弹性力学等课程的知识点缺乏必要的动力。针对这一现状，本课题组成员积极引导学生综合利用力学与防灾课群组以及其他学科的多门课程知识，开展课外科技创新研究。通过灾害现场调研发现结构中存在的问题，鼓励学生利用所学知识对其产生的原因进行分析，并结合大学生思维比较活跃的特点，找出或者提出新问题的解决方案。通过模型制作和试验对方案进行不断完善，给出最优解决方案，真正实现专创深度融合。让学生在学习专业课的同时，培养学生创新能力。还可以鼓励学生参加相关的学科竞赛或发表论文，通过这些活动，在增强学生自信心的同时，激发学生学习积极性和参与度，进而实现创新型人才的培养。

四、结束语

针对西部地方院校土木工程防灾减灾系列课程建设问题，本课题组结合所承担的力学与防灾课群组的相关课程，从防灾减灾课程体系建设、教学内容建设、教学模式改革等方面进行了探索和实践，为我校土木工程专业教育教学质量稳步提高、培养更多的防灾减灾创新人才提供了保证，也为地方及其他院校开展土木工程防灾减灾系列课程建设提供了参考。

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