中外土木工程专业防灾工程学课程比较研究

鲁正 夏子祺

[摘要]灾害防治是土木工程专业必须考虑的重要课题，对保护人民的人身、财产安全意义重大。在国内，《防灾工程学》是一门专业针对灾害防治设立的硕士研究生专业平台课程，内容涉及地震灾害、风灾、火灾等等。主要以新加坡国立大学、帝国理工大学、加州大学伯克利分校、香港理工大学以及同济大学为例，从课程要求、课程内容等多个层面对此课程的设置进行探索和对比研究，发现各大学《防灾工程学》课程的设置情况及课程内容与大学所处国家或地区地理位置及其研究生教育的特点有关。最后根据分析结果，提出相应的适合中国国情的教学建议。

[关键词]防灾工程学；课程设置；教学改革；高等教育；高等工程教育

[中圖分类号]G649.3[文献标识码]A[文章编号]1005-4634（2017）06-0095-04土木工程防灾的目标是提高工程结构的抗灾能力，从而减少人身财产伤害。防灾减灾及防护工程隶属于土木工程一级学科的二级学科。随着社会经济的发展和人们安全意识的增强，对工程防灾的要求逐渐增强。

我国防灾减灾研究从20世纪70年代前的单灾种、单部门应急管理逐步向多灾种的综合防灾减灾管理体制发展，并在90年代后形成了防灾减灾、危机管理、国家安全保障的三位一体系统[1]。目前，主要的灾种有地震、风、火灾等。对高校而言，如何针对多元灾害开展有效的教育成为重中之重。本文主要通过对国内外几所典型高校——新加坡国立大学、帝国理工大学、加州大学伯克利分校、香港理工大学以及同济大学的对比，为教育改革者提供多元信息和有效建议。

1课程概况

《防灾工程学》是一门为硕士研究生开设的课程，比本科课程更为综合，主要讲述不同灾害对结构的影响以及相应的结构设防措施，是建立在材料力学和结构力学基础上的进阶性课程。一方面对各种灾害的概念进行介绍，另一方面，使学生掌握具体的设防措施计算方法，为学生后续进入工程实践打下基础。同济大学《防灾工程学》由土木工程学院结构工程与防灾研究所开课，是一门3学分54学时的硕士必修课程，通过电子课件授课，最终由考试决定成绩。课程共分为3部分，分别为地震工程、风工程和抗火工程，由3位老师分别授课。

1） 新加坡国立大学土木工程专业没有设置防灾二级学科，在其结构工程核心课程当中有一门针对灾害的建筑物分析与设计课程是专门针对防灾方面的研究开设的。另外，在基础项目管理选修课中有灾害识别与评估技术课程。这两门课程与同济大学开设的防灾工程学有重合之处。

2） 帝国理工大学土木工程专业下未开设防灾二级学科，其结构工程方向共分为混凝土结构、地震工程、综合结构工程、钢结构设计等4个模块。其中，在地震工程中开设有地质灾害课程。相比于同济大学开设的防灾工程学中多门学科，帝国理工更加偏向于地震方面的研究。

3） 加州大学伯克利分校土木结构工程开设的课程较为全面，包括了大部分同济大学防灾核心课程，但是并无针对各种灾种开设的防灾工程学课程，反而主要集中于结构的抗震减震，包括地震防护系统、抗震设计和高等地震分析等。

4） 香港理工大学无防灾专业，但结构工程专业设置的课程与同济大学防灾核心课较为类似，包括有楼宇抗震设计、风工程等，体现了多灾种防护的意识。

从以上5所学校的课程设置可以看出，同济大学、新加坡国立大学以及香港理工大学考虑了不同灾种的防护，更为全面，而帝国理工大学和加州大学伯克利分校则主要偏重于地震灾害，并在此方面进行了更为细化深入的教学研究。这可能与不同学校所在地区与国家面临的主要灾害有关。就实际工程应用而言，广泛了解灾害种类是有益的，而对于有志从事某方向科学研究的学生而言，则更需要专业细致的学习。

2课程要求

以同济大学、香港理工大学、加州大学伯克利分校为例，对其课程要求列表对比见表1。

从学时要求来看，同济大学的防灾工程学为3小时/周，香港理工大学和加州大学伯克利分校开设的各门相关课程也都是3小时/周。然而，同济大学的防灾工程学为必修，另外两所大学的相关课程均为选修，所以看似后两个学校分配给防灾工程学相关课程的总学时较多，但实际选修的课时多少因人而异。

同济大学的课程安排可以让学生最大程度的掌握防灾方面的各项课程，对地震工程、风工程和抗火工程都有一定程度的了解。由于学时的限制，大部分学生都处于简单的了解状态，并不能进行深入的学习和探讨。相反，加州大学伯克利分校和香港理工大学的课程安排则可以让学生根据自己的兴趣和研究课题选择相应课程并进行深入地学习研究。对于研究生学习而言，根据自己的兴趣进行精细深入的学习应该是更值得提倡的，这样有助于学生找到自己的兴趣点进行研究。

3课程内容

以同济大学、帝国理工大学、加州大学伯克利分校以及香港理工大学为例，进行具体课程内容的对比分析，4所学校对应于防灾工程学的内容见表2至表5。

帝国理工大学仅开设1门地质灾害课程，课程安排大多在介绍概念等方面，虽然颇为全面，但是并未涉及到具体计算。从此可以看出，其对于防灾教学方面的要求较低。这应该是因为其地处地震活动可能性较低的伦敦[2]。由于英国研究生教育重视课程的综合化，因此也会选择在此方面进行相关的了解性学习。

加州大学伯克利分校在防灾工程学方面专注于地震工程，开设有地震防护系统、抗震设计和高等地震分析3门课程。在伯克利分校，地震工程人才的培养主要是通过研究生的方式，其工学院设置有美国地震工程研究中心，并配有大型地震模拟振动台[3]。因此，其在地震工程方面的研究十分突出。同时，由于美国研究生教育涉及内容相当广，通过给学生提供全面广泛的选修课程，让学生可以自由选择擅长的领域。从这两个角度而言，伯克利分校在地震工程的广度和深度方面都是极为优秀的。

同济大学的防灾工程学涉及抗震、抗风和抗火3个方面，既有概念介绍也有大量的计算分析内容。此外，学校在本科阶段也设置了与此门课程类似、重点在于了解层面的课程，在研究生阶段进行了强化学习。就内容而言，同济大学的设置是最为全面的，就深度而言也属于比较深入的，这应该与中国国土面积较大、面临的灾种较多有关。同时，由于中国现在的研究生教育正在从追求数量向追求质量转变，因此对于课程的具体内容、难度等方面都提出了新的要求[4]。

香港理工大学开设楼宇抗震设计以及风工程两门课程。在地震工程方面，仅仅进行了设计原则的介绍。可见其对于抗震工程的要求较低。由于香港距离环太平洋地震带有一定距离，发生大地震的机会较小，所以可能因此放低了对地震工程教学的要求[5]。此外，其开设风工程的课程，可能与其所在的地理位置有关。自有历史记录以来，香港地区台风频发，香港政府在台风过后都会检修抗风设备，不断增强城市抗风水平[6]。由于香港理工大学是一所主张“实用为本，学以致用”的应用型大学，因此课程设置与其实用性的大小是密切相关的[7]。

总而言之，就课程广度而言，同济大学的防灾工程學涉及面最为广泛，包含地震、风、火3个方面，其次是香港理工大学，其他的学校基本都将注意力集中在地震工程方面。在深度方面，加州大学伯克利分校的课程最为全面专业，也通过选修课的设置增强了灵活性。帝国理工大学在防灾工程学方面的设置要求最低，但由于其灾害发生概率本就不大，因此也是合理的。

4教学改革发展建议

从上述比较研究可以看出，不同高校土木工程专业中防灾工程学的设置与其所处国家和地区的地域特点及研究生培养模式密切相关。由于中国地域大、灾种多，同济大学虽然只开设1门防灾工程学课程，但其是必修课且融入了3个灾种（地震、风和火灾），最为全面。香港理工大学由于处在风灾较为严重的香港地区，因此专门开设了风工程这门学科，也算比较全面。就课程数量和深度而言，加州大学伯克利分校数目最多，通过将地震工程细化，让学生按照自己的兴趣灵活选择，学习的内容最为深入。改革需要循序渐进，不断吸收其他学校的精粹，根据自身实际情况进行相应提升，在此提出如下意见和建议。

1） 内容进一步深入细化。就同济大学而言，由于其本科防灾方向开设了类似于防灾工程学的相应课程，因此在研究生阶段其实可以减少重叠的部分，同时选取部分重点内容进行深入学习。

建议可以参照香港理工大学和加州大学伯克利分校的模式，变1门多方向均涉及的必修课为多门单方向的选修课，如分别开设地震灾害学、抗风工程学和抗火工程学，让学生按照自己的兴趣进行深入学习。此举一方面可增加学科设置的针对性，另一方面还可降低老师的教学备课难度。若学生的培养方向确实需要涉及多灾种的知识，可以通过限制最低选修学分，保证学生学习到足够的知识。

2） 增加学分、课时。大学的防灾工程学涵盖3大灾害。同时，由于国家经济水平的提升，防灾日益受到重视。为了增强教学效果、保证教学质量，应该适当增加课时使学生进行更加深入和扎实的学习。

若采取第一条增加课程设置的建议，则可将原本1门大课3小时/周的学时，变为每单门选修课2小时/周的学时要求。若仍采用1门大课教学，则应至少保证4.5小时/周的学时，每1个小方向均可保证每周至少1节课的教学，方可提高教学质量，避免走马观花。

3） 与国际前沿接轨。提高教学的前沿性，要求老师应时刻关注各国发生的灾害和最新的研究成果，并及时引入课程当中，或讨论或讲解，深化学生对于灾害工程的认识。也可以结合授课老师最新的研究内容，以增强学生的兴趣，开阔学生的视野。其实，这对授课教师提出了更高的要求，即其必须在防灾的某一领域进行前沿研究并有一定的心得和总结，这样才能对大学生进行知识传授，从而切实提高教学质量。当然，在与学生教学相长的过程中，教师也能得到启发，形成良性循环。

参考文献

[1] 李耀庄，熊伟，赵望达.土木工程研究生防灾减灾工程学课程建设探索[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2013（1）：81-82.

[2] 梅尔维尔，吴占杰.英国历史地震活动性[J].国际地震动态，1991（9）：26-30.

[3] 陈聃.美国大学的地震工程研究力量和教学方式[J].地震工程动态，1979（1）：35-37.

[4] 别敦荣，易梦春.中国高等教育发展的现实与政策应对[J].清华大学教育研究，2014（1）：11-16.

[5] 李焯芬，蒋溥，梁小华.香港地区地震风险评价和设防区划[J].工程地质学报，1998，6（1）：40-54.

[6] 焦磊.香港高等教育规模增长及质素保证探微[J].高教发展与评估，2014，30（2）：62-69.

[7] 周盛涛.香港九龙湾沿岸城区CFD风场模拟及风灾易损性分析[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2015.

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