從「義大利麵屋結構力學」到「數位防災資訊輔助決策」  佛光大學推展防災韌性永續教學實踐

  • 2025-11-25
  • Sdgs
佛光大學永續發展辦公室執行長周鴻騰副教授,致力建構具備科學實作與防災資訊應用深度的教學實踐。分別於11月18日與25日,以主題式融入自然通識課程中執行「義大利麵屋結構力學」與「數位防災資訊輔助決策」的防災韌性永續教學實踐,讓各學系的學生深度了解防災、韌性與永續的急迫性與重要性。他特別感謝財團法人國家實驗研究院國家地震工程研究中心(NCREE)在防震科普教育上的技術支持,以及銘傳大學國土減災規劃設計研究中心經理許博超帶來的實務專業知能。更進一步讓學生了解國家災害防救科技中心(NCDR)的資訊技術,將防災教育從微觀的力學實作,擴展至宏觀的災害資訊深度理解,具體落實聯合國永續發展目標(SDGs)。

佛光大學與國震中心合作舉辦「義大利麵屋抗震實作」將艱澀的結構力學轉化為有感的科普實作。該實作競賽最早由英國布里斯托大學(University of Bristol)所屬之地震工程學研究中心(Earthquake Engineering and Infrastructure Resilience)研發設計的互動式科普教育,鼓勵青年學生藉由參與科學競賽而激發創造力。周鴻騰執行長引導學生利用義大利麵條、紙板與熱熔膠等基礎材料,挑戰在時限內搭建耐震建築模型。兩人一組的實作過程中,學生必須快速理解並應用「桁架理論」(Truss),利用三角形結構的幾何穩定性來分散地震能量,並思考如何以有限材料進行結構補強。像是將四根麵條集結成柱(column)同時加強側向斜撐(bracing),藉此提升建築支撐垂直載重(vertical load)。這些構件透過抵抗張力(tension)、壓力(compression)與撓曲(bending)變形,來確保房屋能
穩固並抵禦地震的搖晃。

這些義大利麵屋模型完成後,在屋頂端置放重達650公克的質量塊,隨即被送上振動台(shaking-table)上貼緊。緊接著讓所有模型必須連續承受五級、六級、七級等模擬各種震度(intensity)的嚴酷考驗。學生透過親眼洞察模型在共振效應下的搖晃與破壞,能直觀理解與測試結構在受力下的耐震表現。競賽的最終指標是選出「整體重量最輕且在最高七級震度下未倒塌」的模型。這正是抗震、減振工程與綠建築的核心精神,在堅固與輕量化之間尋求最佳平衡。此實作有利於激發學生對科學探索的熱情,更能在動手過程中培養出空間結構概念與解決問題的能力,為防災知識奠定堅實基礎。

接續科學普實作,銘傳大學國土減災規劃設計研究中心許博超經理,將教學視野從硬體結構提升至軟體輔助決策層次。他首先點出當代防災教育的核心變革,強調教學思維必須從過去訴諸恐懼心理的「威脅式防災教育」,全面轉型為著重具體應變策略的「作法式防災教育」。他認為防災不應止步於對災害的畏懼,而是要讓學生精確掌握「災害發生時該做什麼」的標準作業程序,並將資訊整合後的決策能力,讓第一線面對災害的民眾都能了解與應用。

因此,為了讓學生了解應變決策,需要具備即時且準確的科學數據支持,許博超引入「國家災害防救科技中心(NCDR)」研發的「災害情資網(NCDR Watch)」。透過這個整合平台,學生可以直接接觸氣象、水文、地震與土石流的即時監測數據,學習如何解讀颱風路徑、降雨熱區與震度分佈等關鍵資訊,將深奧的科學數據與風險概念,轉化為可視化的儀表版輔助決策依據,使防災判斷不再流於憑空想像。

課程進一步導入美國聯邦緊急事務管理署(FEMA)制定的「國土安全演習與評估計畫(HSEEP)」,並以「114年國家防災日大規模震災救災動員演練」為教學案例。許博超詳細剖析該演練模擬「琉球海溝發生芮氏規模8.5強震並引發海嘯」的複合性劇本,解說宜蘭縣如何在面臨壯圍、五結等沿海鄉鎮遭受溢淹的極端情境下,透過無腳本的桌上兵棋推演(Tabletop Exercise),引導學生將上述宏觀的國家級情資與演習邏輯,練習設想當佛大校園面臨強震或豪雨導致聯外道路中斷、形成「孤島效應」時,如何運用 NCDR Watch 的數據預判後續風險(如餘震或土石流),並參照 HSEEP 的評估精神與系統化步驟,重新規劃校園內部的疏散動線、物資分配及收容安置計畫,真正落實具備韌性的校園災害管理。

周鴻騰執行長統整國震中心與防災中心學術能量導入永續教學實踐之中,並將 SDGs 目標轉化為具體課程內容:義大利麵屋實作對應「工業、創新與基礎設施」(SDG 9),NCDR 的應用演練則呼應「永續城市與社區」(SDG 11),整體跨領域教學模式則體現了「夥伴關係」(SDG 17)。從微觀的義大利麵屋結構分析,到宏觀的複合災害資訊輔助決策,期待從單向的知識傳遞,升級為實作化的增能培力,以相應於「作法式防災教育」,漸進落實防災知識、環境整備及演練實作,讓防災成為一種生活習慣。

圖1 佛光大學與國震中心合作舉辦「義大利麵屋抗震實作」
圖2 整體重量最輕且在最高七級震度下未倒塌的模型,正是抗震、減振工程與綠建築的核心
圖3 國士中心許博超經理倡議將「威脅式防災教育」全面轉型為著重具體應變策略的「作法