从「意大利面屋结构力学」到「数码防灾资讯辅助决策」  佛光大学推展防灾韧性永续教学实践

  • 2025-11-25
  • Sdgs
佛光大学永续发展办公室执行长周鸿腾副教授,致力建构具备科学实作与防灾资讯应用深度的教学实践。分别于11月18日与25日,以主题式融入自然通识课程中执行「意大利面屋结构力学」与「数码防灾资讯辅助决策」的防灾韧性永续教学实践,让各学系的学生深度了解防灾、韧性与永续的急迫性与重要性。他特别感谢财团法人国家实验研究院国家地震工程研究中心(NCREE)在防震科普教育上的技术支持,以及铭传大学国土减灾规划设计研究中心经理许博超带来的实务专业知能。更进一步让学生了解国家灾害防救科技中心(NCDR)的资讯技术,将防灾教育从微观的力学实作,扩展至宏观的灾害资讯深度理解,具体落实联合国永续发展目标(SDGs)。

佛光大学与国震中心合作举办「意大利面屋抗震实作」将艰涩的结构力学转化为有感的科普实作。该实作竞赛最早由英国布里斯托大学(University of Bristol)所属之地震工程学研究中心(Earthquake Engineering and Infrastructure Resilience)研发设计的交互式科普教育,鼓励青年学生借由参与科学竞赛而激发创造力。周鸿腾执行长引导学生利用意大利面条、纸板与热熔胶等基础材料,挑战在时限内搭建耐震建筑模型。两人一组的实作过程中,学生必须快速理解并应用「桁架理论」(Truss),利用三角形结构的几何稳定性来分散地震能量,并思考如何以有限材料进行结构补强。像是将四根面条集结成柱(column)同时加强侧向斜撑(bracing),借此提升建筑支撑垂直载重(vertical load)。这些构件透过抵抗张力(tension)、压力(compression)与挠曲(bending)变形,来确保房屋能
稳固并抵御地震的摇晃。

这些意大利面屋模型完成后,在屋顶端置放重达650公克的质量块,随即被送上振动台(shaking-table)上贴紧。紧接着让所有模型必须连续承受五级、六级、七级等模拟各种震度(intensity)的严酷考验。学生透过亲眼洞察模型在共振效应下的摇晃与破坏,能直观理解与测试结构在受力下的耐震表现。竞赛的最终指标是选出「整体重量最轻且在最高七级震度下未倒塌」的模型。这正是抗震、减振工程与绿建筑的核心精神,在坚固与轻量化之间寻求最佳平衡。此实作有利于激发学生对科学探索的热情,更能在动手过程中培养出空间结构概念与解决问题的能力,为防灾知识奠定坚实基础。

接续科学普实作,铭传大学国土减灾规划设计研究中心许博超经理,将教学视野从硬件结构提升至软件辅助决策层次。他首先点出当代防灾教育的核心变革,强调教学思维必须从过去诉诸恐惧心理的「威胁式防灾教育」,全面转型为着重具体应变策略的「作法式防灾教育」。他认为防灾不应止步于对灾害的畏惧,而是要让学生精确掌握「灾害发生时该做什么」的标准作业程序,并将资讯整合后的决策能力,让第一线面对灾害的民众都能了解与应用。

因此,为了让学生了解应变决策,需要具备即时且准确的科学数据支持,许博超引入「国家灾害防救科技中心(NCDR)」研发的「灾害情资网(NCDR Watch)」。透过这个整合平台,学生可以直接接触气象、水文、地震与土石流的即时监测数据,学习如何解读台风路径、降雨热区与震度分布等关键资讯,将深奥的科学数据与风险概念,转化为可视化的仪表版辅助决策依据,使防灾判断不再流于凭空想像。

课程进一步导入美国联邦紧急事务管理署(FEMA)制定的「国土安全演习与评估计画(HSEEP)」,并以「114年国家防灾日大规模震灾救灾动员演练」为教学案例。许博超详细剖析该演练模拟「琉球海沟发生芮氏规模8.5强震并引发海啸」的复合性剧本,解说宜兰县如何在面临壮围、五结等沿海乡镇遭受溢淹的极端情境下,透过无脚本的桌上兵棋推演(Tabletop Exercise),引导学生将上述宏观的国家级情资与演习逻辑,练习设想当佛大校园面临强震或豪雨导致联外道路中断、形成「孤岛效应」时,如何运用 NCDR Watch 的数据预判后续风险(如馀震或土石流),并参照 HSEEP 的评估精神与系统化步骤,重新规划校园内部的疏散动线、物资分配及收容安置计画,真正落实具备韧性的校园灾害管理。

周鸿腾执行长统整国震中心与防灾中心学术能量导入永续教学实践之中,并将 SDGs 目标转化为具体课程内容:意大利面屋实作对应「工业、创新与基础设施」(SDG 9),NCDR 的应用演练则呼应「永续城市与社区」(SDG 11),整体跨领域教学模式则体现了「夥伴关系」(SDG 17)。从微观的意大利面屋结构分析,到宏观的复合灾害资讯辅助决策,期待从单向的知识传递,升级为实作化的增能培力,以相应于「作法式防灾教育」,渐进落实防灾知识、环境整备及演练实作,让防灾成为一种生活习惯。

图1 佛光大学与国震中心合作举办「意大利面屋抗震实作」
图2 整体重量最轻且在最高七级震度下未倒塌的模型,正是抗震、减振工程与绿建筑的核心
图3 国士中心许博超经理倡议将「威胁式防灾教育」全面转型为着重具体应变策略的「作法