BIM在土木工程制圖課程中的應(yīng)用

陶郁

摘要：BIM在建筑工程中有著非常重要的作用，并且能夠有效彌補(bǔ)一些建筑工程專業(yè)傳統(tǒng)工作的不足，從而進(jìn)一步提升其工作效率。因此高校在進(jìn)行土木工程的制圖課程之中，就需要合理借助于BIM來進(jìn)行教學(xué)。本文就BIM在土木工程制圖課程中的應(yīng)用狀況進(jìn)行了分析與研究。

關(guān)鍵詞：BIM；土木工程；制圖課程

在我國所推行的應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的背景下，將IBM納入到土木工程的專業(yè)課程體系，并需要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于BIM的應(yīng)用能力，這樣才能夠培養(yǎng)出一批具備良好技術(shù)應(yīng)用水平的土木工程專業(yè)人才，并促使我國建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此說高校的土木專業(yè)教學(xué)人員，也就需要積極探索如何將BIM融入到土木工程的制圖課程之中。

一、土木工程制圖課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前我國高校在土木工程的制圖課程上多是借助于二維投影的方式來進(jìn)行三維立體的表達(dá)，并借此來起到培養(yǎng)學(xué)生們空間思維能力的效果。但是在該教學(xué)模式中依舊存在著諸多的不足之處，其主要存在著的問題有以下幾種：①教學(xué)的內(nèi)容問題：在制圖教學(xué)的過程中匯教到一些無用的知識(shí)，而畫法幾何中的換面法與旋轉(zhuǎn)法在實(shí)際的土木工程專業(yè)領(lǐng)域中也基本得不到應(yīng)用，其部分的知識(shí)點(diǎn)過于抽象，并導(dǎo)致學(xué)生們的學(xué)習(xí)過程過于枯燥。這樣就會(huì)使得學(xué)生們難以提起對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣，并直接影響到了該制圖課程的教學(xué)質(zhì)量。②學(xué)生反映：在近年來所做的抽樣調(diào)查之中，發(fā)現(xiàn)有大部分的學(xué)生對(duì)于平面圖的識(shí)讀能力有限，并存在著難以將平面圖與建筑實(shí)體進(jìn)行完全對(duì)應(yīng)這一情況。因此說學(xué)生們?cè)谶M(jìn)行制圖課程時(shí)，其希望看到的圖紙是更為直觀與形象的三維圖紙。而借助于傳統(tǒng)的二維圖紙進(jìn)行教學(xué)時(shí)，其知識(shí)點(diǎn)比較復(fù)雜，并導(dǎo)致在具體學(xué)習(xí)過程中學(xué)生們難以對(duì)圖紙中所表達(dá)的內(nèi)容有一個(gè)清晰的了解。③學(xué)時(shí)問題?，F(xiàn)階段在土木工程制圖課的教學(xué)方面還存在著學(xué)時(shí)過短這一情況，這也就使得制圖課程難以取得一個(gè)良好的教學(xué)效果。課時(shí)的壓縮，也使得部分教師認(rèn)為制圖課程是一種無關(guān)重要的課程，并對(duì)該課程的教學(xué)缺乏足夠的重視程度。

二、BIM課程模式的設(shè)立

在土木工程制圖課程的教學(xué)環(huán)節(jié)，BIM具備有很大的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，因此國外一些發(fā)達(dá)國家就在土木工程廣泛的應(yīng)用到了BIM技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，并開設(shè)了許多關(guān)于BIM的相關(guān)課程。而為了能夠充分適應(yīng)建筑行業(yè)對(duì)于BIM技術(shù)人才的需求，也就要求相關(guān)高校的土木工程專業(yè)對(duì)自身的課程進(jìn)行改革。

由于每個(gè)學(xué)校特點(diǎn)的不同，就需要每一學(xué)校都去選擇適合自身的方式來進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)。因此在相關(guān)課程的設(shè)置過程中，就可以采取到設(shè)立BIM獨(dú)立課程的模式來進(jìn)行教學(xué)，這樣也就需要考慮到與他人的協(xié)同工作，并且能夠獨(dú)立在課程中融于與BIM相關(guān)的知識(shí)，但是在該教學(xué)模式下會(huì)導(dǎo)致BIM內(nèi)容與相關(guān)的專業(yè)內(nèi)容難以形成一個(gè)緊密的聯(lián)系，因此只能夠?qū)⑵渥鳛橐粋€(gè)提高繪圖效率的工具來教給學(xué)生們。而借助于將BIM貫穿到整個(gè)系列課程中具備有更加重要的意義。因此只是在一門課程中應(yīng)用到BIM，就會(huì)導(dǎo)致其難以發(fā)揮出自身的作用。而只有建立一個(gè)系統(tǒng)全面的BIM體系，才能夠加強(qiáng)學(xué)生們對(duì)于技術(shù)以及過程的理解程度。

三、課程改革方案

長(zhǎng)久以來土木工程制圖都是將學(xué)生們空間思維能力的培養(yǎng)為主，并多是借助于二維線條式投影的方式來進(jìn)行三維形體的表達(dá)。而這種傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式往往忽略掉學(xué)生這一教學(xué)主體。對(duì)于大一新生這些缺乏專業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)生群體，其對(duì)于建筑的組成還缺乏一個(gè)清晰的認(rèn)知，而單純借助于二維圖紙來進(jìn)行教學(xué)時(shí)，也就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生們難以對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行有效的識(shí)別。這也就需要對(duì)現(xiàn)階段的土木工程制圖課程進(jìn)行不斷的改革，并進(jìn)行教學(xué)體系以及教學(xué)內(nèi)容給的合理設(shè)定。

（一） 教學(xué)體系的改革

在傳統(tǒng)的教學(xué)體系中多是以“幾何圖形理論教學(xué)為主，計(jì)算機(jī)繪圖為輔”。并且將空間問題簡(jiǎn)化為平面上的點(diǎn)、線與面來解決問題。而基于BIM技術(shù)的三維軟件圖形的出現(xiàn)，也能夠?qū)鹘y(tǒng)的CAD教學(xué)思路進(jìn)行一定程度的轉(zhuǎn)變，并能夠促使學(xué)生們就建筑的全生命手氣來對(duì)工程的項(xiàng)目運(yùn)作情況進(jìn)行分析?，F(xiàn)階段國內(nèi)對(duì)于BIM的教學(xué)改革成果也相對(duì)比較少，這也就需要借鑒一些國外高校的BIM教學(xué)改革成果。

因此在教學(xué)改革的初期，也就可以采取獨(dú)立課程模式來進(jìn)行教學(xué)，并且在制圖課程的教學(xué)環(huán)節(jié)融入一些與課程有關(guān)的BIM技術(shù)，并可以借助于Revit軟件來進(jìn)行模擬操作，教師也可以在該三維圖形的基礎(chǔ)上來進(jìn)行直接的講解。但是這種教學(xué)模式難以直接將BIM與土木工程的相關(guān)知識(shí)緊密的聯(lián)系在一起，并難以充分發(fā)揮出BIM在土木工程制圖教學(xué)中的效果。因此在教學(xué)改革的后期，也就需要采用課程群的模式，來采取在多門課程中進(jìn)行穿插的方式，來將BIM在各種不同的課程中的應(yīng)用進(jìn)行聯(lián)系，比如土木工程制圖以及房屋建筑這兩個(gè)有著緊密聯(lián)系的課程，就可以在制圖課程之中運(yùn)用Revit軟件來進(jìn)行建模的教學(xué)，而在后續(xù)的房屋建筑學(xué)課程加血環(huán)節(jié)中，學(xué)生們也就可以運(yùn)用該軟件來進(jìn)行房屋的建模。并借此生成對(duì)應(yīng)的平面圖。在后續(xù)的施工課程之中，學(xué)生們也能夠運(yùn)用Revit軟件結(jié)合Navisworks軟件來進(jìn)行建筑構(gòu)件的4D模擬，并借此來生成相應(yīng)的施工動(dòng)畫。在這一教學(xué)模式下，也能夠進(jìn)一步加深學(xué)生們對(duì)于土木工程施工流程以及施工工藝的了解程度。

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，使得掌握三維設(shè)計(jì)軟件以及應(yīng)用型人才的培養(yǎng)也就成了未來土木工程行業(yè)的人才培養(yǎng)重點(diǎn)，并需要構(gòu)建一個(gè)“以三維建模作為重點(diǎn)，三維繪圖為主線、圖學(xué)思維為核心”的教學(xué)體系，并使得其培養(yǎng)出來的土木工程人才能夠充分適應(yīng)未來建筑行業(yè)的發(fā)展。

（二）教學(xué)內(nèi)容的改革

目前我國的土木工程制圖課程主要是由畫法幾何、專業(yè)制圖以及計(jì)算機(jī)輔助制圖這三部分而構(gòu)成，如果在現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容上來融入BIM，則其教學(xué)課時(shí)明顯不足，這也就需要進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的壓縮工作。

畫法幾何與實(shí)際的工程圖形聯(lián)系不大，而只需要掌握最基本的投影知識(shí)來解決常規(guī)的問題，并可以將難度較大的相貫線、截交線該部分的內(nèi)容降低其考核的要求，用壓縮之后的學(xué)生進(jìn)行BIM的介紹以及相關(guān)理論的教學(xué)。而通過BIM也能夠運(yùn)用三維建模的模式來幫助學(xué)生們進(jìn)行空間關(guān)系的迅速建立。

在專業(yè)制圖的教學(xué)過程中，還可以借助于Revit軟件來對(duì)整個(gè)建筑來進(jìn)行虛擬建模，并給學(xué)生們進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以及設(shè)備設(shè)計(jì)方案的全方位展示，并讓學(xué)生們有一種身臨其境的感覺，并提升課堂教學(xué)的吸引力，來加深對(duì)建筑整體的認(rèn)知。借助于該教學(xué)模式能夠讓學(xué)生們對(duì)圖紙上的符號(hào)意義以及圖例有一個(gè)清晰的了解。

在對(duì)建筑的立剖面進(jìn)行講解時(shí)，學(xué)生們往往難以借助于立面圖以及剖面圖來對(duì)建筑的情況有一個(gè)清晰的了解，這就需要教師們來根據(jù)教材的實(shí)際教學(xué)內(nèi)容來進(jìn)行三維視圖的構(gòu)建，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)工作。這一教學(xué)模式下能夠讓學(xué)生們對(duì)整個(gè)建筑的情況進(jìn)行全方位的觀察，并進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)于建筑立剖面的理解程度?？紤]到未來的發(fā)展趨勢(shì)，還需要在土木工程教學(xué)環(huán)節(jié)中適當(dāng)增加BIM設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)以及實(shí)訓(xùn)課程，來提升學(xué)生們對(duì)于該設(shè)計(jì)軟件的實(shí)際操作能力。

結(jié)束語：

近年來我國的BIM技術(shù)得到了一定的發(fā)展，并逐漸取代CAD成為了下一代的主流軟件體系。因此說在土木工程的制圖課程中合理融入BIM，并讓學(xué)生們?cè)谌粘W(xué)習(xí)過程中恩能夠夠?qū)IM的理論以及實(shí)際操作有一個(gè)較為清晰的了解，這也就提升我國土木工程制圖課程的教學(xué)質(zhì)量以及提升我國土木行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的一個(gè)有效途徑。

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