基于BIM技術(shù)的建筑制圖課程教學(xué)方法創(chuàng)新探索

張 爽

基于BIM技術(shù)的建筑制圖課程教學(xué)方法創(chuàng)新探索

張 爽

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑學(xué)院, 湖北 黃岡 438002）

分析目前高職建筑制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀，闡述基于 BIM 技術(shù)的建筑制圖課程教學(xué)優(yōu)勢，提出基于BIM技術(shù)的建筑制圖課程教學(xué)改革建議；展開高職院校建筑制圖課程引入BIM技術(shù)后的實際操作性分析，提出課程實施中的合理化設(shè)想。旨在探討 BIM 技術(shù)對于轉(zhuǎn)變我國高職現(xiàn)有課堂教學(xué)觀念、提高建筑制圖課程教學(xué)質(zhì)量，探索創(chuàng)新高職人才培養(yǎng)路徑。

BIM技術(shù)；建筑制圖；課程教學(xué)；方法創(chuàng)新

用BIM技術(shù)支撐創(chuàng)建建筑信息模型，指的是利用現(xiàn)代信息技術(shù)對建筑所有相關(guān)內(nèi)容進行三維、可視、動態(tài)、仿真，將整個建筑進行數(shù)據(jù)化，通過信息技術(shù)對建筑進行虛擬化構(gòu)建，使建筑成為一個系統(tǒng)化模型，囊括所有的建筑信息。這些信息可共享于建筑工程項目全過程各個階段，能夠協(xié)助建設(shè)工程項目各參與方協(xié)同工作，以實現(xiàn)建設(shè)工程項目的精細(xì)化管理。

隨著信息技術(shù)和職業(yè)教育教學(xué)改革的不斷深入，傳統(tǒng)高職建筑制圖課程面臨巨大的挑戰(zhàn)，教學(xué)手段的改進、教學(xué)方法的更新、教學(xué)場地的更替等問題突出。建筑制圖課程是土建類專業(yè)核心基礎(chǔ)課程，建筑基礎(chǔ)知識掌握的好壞會直接影響到后續(xù)建筑工程技術(shù)的學(xué)習(xí)及在實踐中的應(yīng)用。當(dāng)前高職建筑制圖課程知識點大都深奧抽象，教學(xué)案例的演示枯燥復(fù)雜、建筑專業(yè)術(shù)語晦澀難懂。高職建筑工程類專業(yè)學(xué)生，入學(xué)前從未接觸過建筑行業(yè)，普遍缺乏空間想象能力，對建筑制圖課程中的投影、相貫線及建筑細(xì)部構(gòu)造、建筑施工詳圖等部分的知識點理解十分困難。以制圖課程中建筑細(xì)部構(gòu)造部分的知識點教學(xué)為例，從學(xué)生角度出發(fā)，學(xué)生除了對建筑物外在看得見的裝飾裝修的構(gòu)件有所了解外，對墻內(nèi)管道、梁、柱、內(nèi)部鋼筋、過梁以及地下基礎(chǔ)等其他的預(yù)埋構(gòu)件很難想象。綜上所述，高職建筑制圖課程教學(xué)效果難以滿足現(xiàn)代建筑業(yè)發(fā)展所需，明顯滯后，教學(xué)課程的改革，成為必須之舉。

一、基于BIM技術(shù)的建筑制圖課程教學(xué)優(yōu)勢分析

（一）培養(yǎng)學(xué)生工程意識

利用BIM技術(shù)工具軟件建立三維的建筑信息模型，實現(xiàn)建筑物由二維到三維的轉(zhuǎn)變。將 BIM建筑模型以由“整體－局部－整體”的方式展示，并輔以 360度虛擬漫游的形式展現(xiàn)建筑物內(nèi)外空間場景來輔助教學(xué)。3D建筑構(gòu)件完美仿真，結(jié)合課程設(shè)定的建筑場景、地物顯示效果極其逼真，建筑圖紙與模型構(gòu)件一一對應(yīng)，智能化、直觀生動的操作界面，最直觀地顯示出三維構(gòu)件與圖紙的投影關(guān)系，與現(xiàn)代建筑業(yè)的實際需求成功接軌，還原一線建筑工地施工全過程，培養(yǎng)學(xué)生工程意識。

（二）培養(yǎng)學(xué)生對建筑結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識

將BIM技術(shù)引入建筑制圖課程，利用REVIT軟件（BIM技術(shù)工具）建立三維的建筑信息模型，結(jié)合專業(yè)需求，讓學(xué)生 360度旋轉(zhuǎn)、平移、縮放以及漫游等功能以不同的視點切換查看建筑的模型，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中建立空間幾何形體的整體概念，從而體味設(shè)計、創(chuàng)造、創(chuàng)新的樂趣，增強學(xué)生的空間思維能力，培養(yǎng)學(xué)生對建筑結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識。

（三）提高建筑制圖課程信息化教學(xué)能力

把BIM技術(shù)引入課堂，即是將建筑信息、模型引入課堂，勢必把課堂教學(xué)變得更為直觀、簡潔，解決傳統(tǒng)教學(xué)過程中知識理論與實踐脫節(jié)的問題?？梢愿陆虒W(xué)觀念，改革課程教學(xué)方法，有利于課程建設(shè)。順應(yīng)建筑信息化時代發(fā)展趨勢，同時也為建筑業(yè)培養(yǎng)了新型人才，推動建筑業(yè)教學(xué)事業(yè)的發(fā)展，促進職業(yè)院校應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)。

圖1 教師學(xué)生在REVIT 軟件平臺創(chuàng)建的BIM建筑模型

二、基于BIM 的建筑制圖課程教學(xué)改革實施建議

（一）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念

在建筑制圖課程教學(xué)中充分利BIM技術(shù)搭建虛擬仿真建筑模型場景，生動直觀地呈現(xiàn)工程圖的設(shè)計意圖，讓融入BIM技術(shù)后的課堂教學(xué)方式新穎、信息化、可視化，加深學(xué)生對課程知識點的理解，對于學(xué)生空間邏輯思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有著積極的作用。

（二）改變傳統(tǒng)的教學(xué)體系

BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠使知識點的理解通過三維模型呈現(xiàn)出來，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容更好內(nèi)化。理論與教學(xué)實踐充分結(jié)合，改變并創(chuàng)新傳統(tǒng)的教學(xué)體系。將從理論知識層、技術(shù)技能層和工程素質(zhì)層著手，鍛煉學(xué)生的三維建模能力、綜合應(yīng)用知識能力和專業(yè)間協(xié)調(diào)能力，提高學(xué)生構(gòu)型創(chuàng)新度和在行業(yè)內(nèi)的競爭力。

（三）創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容

關(guān)于教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新，其重要性不言而喻。當(dāng)前高職建筑制圖課程知識點大都深奧抽象，專業(yè)術(shù)語晦澀難懂。圍繞課程需要編制教學(xué)內(nèi)容，設(shè)定相關(guān)建筑模型、場景、地物的信息數(shù)據(jù)，對建筑模型進行全面解剖。全新的教學(xué)內(nèi)容不僅有利于學(xué)生快速掌握建筑物的架構(gòu)，同時還能最大程度拓展知識面，使學(xué)生對建筑有著更為充分的了解，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生創(chuàng)新思維。

（四）更新教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式一直沿用著以“PPT+教師講授”的填鴨式教學(xué)，教學(xué)模式單一，基于BIM技術(shù)工具軟件在PPT+教師講授的基礎(chǔ)上，增加了視頻、機房同步教學(xué)、上機操作等技術(shù)手段，使多媒體課件成為輔助教學(xué)，有利于提高課堂教學(xué)效率，也有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的養(yǎng)成，為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

圖2 基于BIM技術(shù)呈現(xiàn)出的建筑工地施工場景

三、基于BIM 的建筑制圖課程教學(xué)改革實施過程

（一）建筑制圖課程中“建筑的組成”知識點教學(xué)實施示范

課前教師需準(zhǔn)備好建筑中常見的基本構(gòu)件的相關(guān)模型項目及其與之有關(guān)的建筑模型信息數(shù)據(jù)資料；課上指導(dǎo)學(xué)生輸入模型數(shù)據(jù)，生成建筑構(gòu)件三維模型。在Revit軟件（BIM技術(shù)工具）中，將外墻、內(nèi)墻、樓板、立柱、樓梯、門窗等建筑中常見的基本構(gòu)件，均被分類系統(tǒng)設(shè)置為建筑要素性質(zhì)的“典型類別”，在數(shù)據(jù)輸入成型階段基于建筑的邏輯，便于學(xué)生在分類系統(tǒng)下了解建筑構(gòu)件和豐富構(gòu)件規(guī)格。以墻為例，存在隔墻、承重墻等類別，例如“隔墻”又可細(xì)分為“磚墻”、“混凝土墻”等，“磚墻”又可細(xì)分為120mm的厚度、240mm的厚度、370 mm的厚度等，不同厚度的磚墻，所呈現(xiàn)出來的三維模型立體而豐富。學(xué)生通過菜單點選，鼠標(biāo)操作，用 360度旋轉(zhuǎn)、平移、縮放以及漫游等功能以不同的視點切換查看自己創(chuàng)建生成的三維視圖，熟悉基本建筑構(gòu)件在不同視圖中的功能形態(tài)及其之間的關(guān)聯(lián)，從而在學(xué)習(xí)中建立建筑構(gòu)件的整體概念。

在“建筑的組成”這一知識點的學(xué)習(xí)中，常規(guī)教學(xué)中PPT講授既枯燥也容易限制學(xué)生的設(shè)計思維和創(chuàng)造思維。通過BIM技術(shù)引入到課堂教學(xué)中，從模糊的概念-功能-關(guān)聯(lián)的逐層遞進，使學(xué)生有初步的設(shè)計思路框架，增強學(xué)生的空間思維能力，培養(yǎng)學(xué)生對建筑結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識。

（二）課程實施過程分析

1.課前信息收集

BIM技術(shù)呈現(xiàn)出的建筑模型需要信息數(shù)據(jù)支撐，學(xué)生根據(jù)教師提供的教學(xué)資料，在REVIT 軟件中逐步搭建模型骨架，所以教師需要做好課前教學(xué)資料的收集準(zhǔn)備。首先圍繞教學(xué)需要選定模型項目；然后根據(jù)所選項目來收集與之有關(guān)的建筑模型信息數(shù)據(jù)資料，如CAD施工圖、模型構(gòu)造信息。

2.課上虛擬實踐

教師學(xué)生在 REVIT 軟件平臺創(chuàng)建 BIM建筑模型，由“整體－局部－整體”的方式展示，并輔以 360度虛擬漫游的形式讓學(xué)生有身臨其境的體會。例如講授“建筑的組成”這部分的知識點，先讓學(xué)生按教師提供的數(shù)據(jù)資料逐步建立模型，呈現(xiàn)出建筑外框的整體效果；接著教師指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)創(chuàng)建建筑中的局部模型，如基礎(chǔ)、墻、樓板層、地坪、樓梯、屋頂和門窗等細(xì)部構(gòu)造，最后建模完成，學(xué)生可通過三維的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放以及漫游等功能以不同的視點切換查看建筑的模型，增強學(xué)生的空間思維能力和培養(yǎng)學(xué)生對建筑結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識。

3.課后反饋評價

課后及時反饋評價。學(xué)生每周需完成一個限時小作業(yè)，內(nèi)容為課程相關(guān)知識點，占總成績的60%，剩余的 40%分?jǐn)傇谄谀┛荚嚰昂罄m(xù)課程的學(xué)習(xí)中，使得該課程的知識和技能得到循環(huán)式練習(xí)。

（三）教學(xué)設(shè)想

1.加強教學(xué)硬件設(shè)施

由于最基本的BIM的軟件如REVIT都對計算機的配置提出了一定的要求(內(nèi)存 8G起步，需要64位操作系統(tǒng)),而目前學(xué)校普通教學(xué)機房達(dá)不到這樣的要求，還需要不斷優(yōu)化計算機的數(shù)據(jù)處理能力和 3D圖像加速性能,擬對計算機房進行適當(dāng)?shù)耐度敫吕匣O(shè)備以提升教學(xué)效率。除此之外，加強基礎(chǔ)軟件輔助設(shè)計應(yīng)用，使之符合BIM軟件使用要求。

2.共享建筑信息、模型資源

教師圍繞課程需要，結(jié)合二維圖紙收集的三維模型信息數(shù)據(jù)，可運用于專業(yè)其他課程的教學(xué)中。各個年級有意識的培養(yǎng)學(xué)生建立建筑信息模型的概念，并逐漸采用BIM軟件技術(shù)輔助完成建筑課程設(shè)計作業(yè)。實現(xiàn)資源共享，模型、信息共用，貫穿于建筑工程項目全過程中的各個階段，能夠協(xié)助建設(shè)工程項目各參與方協(xié)同工作，以實現(xiàn)建設(shè)工程項目的精細(xì)化管理。

四、結(jié)論

綜上所述，任何知識的更新，都需要從教育階段入手。BIM技術(shù)為現(xiàn)代建筑業(yè)帶來了全新的發(fā)展機遇，對比傳統(tǒng)教學(xué)方式，能更多更好的發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，實現(xiàn)知識的靈活運用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力和工程素養(yǎng)，適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要和當(dāng)前信息化教學(xué)的發(fā)展需要。加大課程改革力度，勢在必行。

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G424.1

A

1672-1047（2017）06-0042-03

10.3969/j.issn.1672-1047.2017.06.14

2017-11-05

張 爽，女，湖北黃岡人，講師。研究方向：建筑裝飾及教育教學(xué)。

劉曉敏]