BIM技術(shù)在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)中應(yīng)用研究

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》是土建類專業(yè)的一門必修課程，也是重要的專業(yè)基礎(chǔ)性課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。當(dāng)前該課程教學(xué)存在重視理論教學(xué)、輕視實(shí)踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)象，直接影響了學(xué)生實(shí)際識(shí)圖能力發(fā)展與構(gòu)造節(jié)點(diǎn)掌握認(rèn)知。BIM技術(shù)的應(yīng)用將大大提升《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)的有效性，使抽象的教學(xué)內(nèi)容變得直觀起來(lái)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思考力和想象力。

1 BIM技術(shù)及優(yōu)勢(shì)概述

BIM技術(shù)即建筑信息模型，它是繼CAD革命后的建筑業(yè)的又一次變革。BIM技術(shù)憑借自身的優(yōu)勢(shì)，迅速在建筑行業(yè)得到人們的普遍認(rèn)同。BIM技術(shù)以建筑模型為載體，被廣泛地應(yīng)用到建筑項(xiàng)目整個(gè)過(guò)程，使項(xiàng)目參與者能夠便捷地憑借BIM獲取有效信息，保持高度的協(xié)同，大大提升了建筑產(chǎn)效。

BIM技術(shù)作為新興的建筑建模技術(shù)，具有自身的優(yōu)勢(shì)，突出地體現(xiàn)在信息表現(xiàn)方面，信息具有聯(lián)動(dòng)性、集成性、關(guān)聯(lián)性、協(xié)調(diào)性與直觀性等特征。BIM技術(shù)主要借助三維數(shù)字制圖工具，將數(shù)字化實(shí)體以數(shù)據(jù)的形式構(gòu)建起來(lái)，而這些實(shí)體的特性與功能能夠得到較好的表現(xiàn)，并且能夠自動(dòng)地進(jìn)行關(guān)聯(lián)與組合，無(wú)論是功能結(jié)構(gòu)，還是在幾何關(guān)系上，都體現(xiàn)出較好的整體效應(yīng)，體現(xiàn)出聯(lián)動(dòng)性與集成性優(yōu)勢(shì)；基于BIM技術(shù)的軟件系統(tǒng)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立起一個(gè)三維立體模型，具有豐富而靈活的表現(xiàn)形式，有效融合二維、三維以及動(dòng)態(tài)等表現(xiàn)形式，體現(xiàn)出關(guān)聯(lián)性與協(xié)調(diào)性優(yōu)勢(shì)；在成果展示上，BIM技術(shù)能夠?qū)⒊晒庇^地呈現(xiàn)出來(lái)，可視性很強(qiáng)。BIM在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》的應(yīng)用，必將使教學(xué)效率得到大幅度提升，推動(dòng)《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)變革。

2 BIM技術(shù)在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)中應(yīng)用的必要性

2.1 豐富課程教學(xué)形式

在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教學(xué)的主要形式是講授，主要依靠CAD制圖輔助教學(xué)。這種教學(xué)形式直觀性不佳，而且難以較好地呈現(xiàn)《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)過(guò)程中的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)；BIM技術(shù)的應(yīng)用，將借助建筑三維模型輔助教學(xué)，直觀形象，也大大豐富了課程教學(xué)形式。

2.2 促進(jìn)理論與實(shí)踐整合

傳統(tǒng)的《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)，由于輔助教學(xué)手段有限，不能較好地直觀地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。課程教學(xué)往往以理論教學(xué)為主，這種純理論教學(xué)形式不僅影響了教學(xué)效果，也難以有效地將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合起來(lái)。BIM技術(shù)應(yīng)用則能夠促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)整合，全面提升課程教學(xué)效果。

2.3 降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度

BIM技術(shù)推動(dòng)了建筑信息建模，它在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)借助平面制圖教學(xué)的現(xiàn)狀，呈現(xiàn)在學(xué)生眼前的不再是平面圖，而是立體化模型，能夠直觀、動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，而且具有隱藏功能，根據(jù)信息呈現(xiàn)的需要，隱藏不必要的構(gòu)件，突出重點(diǎn)信息，大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)難度。

3 BIM技術(shù)在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)中的應(yīng)用

《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)內(nèi)容具有抽象性特點(diǎn)，需要學(xué)生發(fā)揮想象力，學(xué)習(xí)難度大，最有效的方法是帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)講學(xué)，這種做法又不切實(shí)際。BIM技術(shù)的應(yīng)用較好地解決了這一問(wèn)題，教師可用BIM技術(shù)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，提升識(shí)圖能力，較好地完成建筑節(jié)點(diǎn)測(cè)繪，并進(jìn)行有效的查錯(cuò)補(bǔ)缺。

3.1 BIM細(xì)化構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，增強(qiáng)教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)感

BIM技術(shù)能夠建立起三維建筑模型，從而全面地、清晰地呈現(xiàn)出整個(gè)建筑的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，例如建筑的基礎(chǔ)與墻體、墻頂與屋頂、門窗與勾縫等。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的呈現(xiàn)方式多樣，既可以按照建筑施工的順序加以呈現(xiàn)，也可以按構(gòu)件呈現(xiàn)，以突出教學(xué)的重難點(diǎn)。

教師可以利用BIM技術(shù)建立起模型輔助教學(xué)，結(jié)合模型引導(dǎo)學(xué)生觀察，使學(xué)生清晰地了解到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造、用材與功能特點(diǎn)。這樣有助于學(xué)生準(zhǔn)確地把握各個(gè)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，降低教學(xué)難度，將教學(xué)內(nèi)容形象直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，還可以能夠帶給學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)感，激發(fā)學(xué)生《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程學(xué)習(xí)興趣。

3.2 BIM識(shí)別建筑施工圖，豐富學(xué)生體驗(yàn)

學(xué)生對(duì)施工圖識(shí)圖的過(guò)程其實(shí)就是調(diào)動(dòng)想象力，將平面圖紙從二維向三維轉(zhuǎn)變的過(guò)程，使平面的圖紙變得立體起來(lái)，使學(xué)生詳細(xì)地了解建筑的布局、造型及尺寸等，并通過(guò)對(duì)建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)詳圖的識(shí)讀，從微觀了解建筑節(jié)點(diǎn)，包括建筑節(jié)點(diǎn)的形狀、詳細(xì)的尺寸、用材與施工方法。

在該課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)往往受想象力制約，對(duì)于圖紙的識(shí)別容易出現(xiàn)片面性，影響學(xué)習(xí)效率。BIM技術(shù)的運(yùn)用將使這一現(xiàn)狀得到改觀。BIM技術(shù)憑借三維模型，不僅可以實(shí)現(xiàn)二維平面表達(dá)，而且又能進(jìn)行立體化三維表達(dá)，教師在教學(xué)中可以靈活地進(jìn)行二維與三維的切換，將圖紙與建筑實(shí)體對(duì)照起來(lái)，既避免二維模式下教學(xué)的抽象性，又防止三維模式下學(xué)生想象力的弱化，提升學(xué)生識(shí)別建筑施工圖的能力。

3.3 BIM測(cè)繪構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)順逆雙向互換

測(cè)繪建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)是該課程學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn)，它與建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)識(shí)圖是一個(gè)互逆過(guò)程。它需要引導(dǎo)學(xué)生測(cè)量BIM立體模型中的建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，繪畫出建筑節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)圖，這一環(huán)節(jié)能夠有效訓(xùn)練學(xué)生識(shí)圖能力，并使學(xué)生識(shí)圖能力得到大幅度提升。

例如在墻頂構(gòu)造節(jié)點(diǎn)測(cè)繪中，學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)的支配下，根據(jù)《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程學(xué)習(xí)要求，先行觀察BIM立體模型呈現(xiàn)出來(lái)的墻頂，把握墻頂?shù)男螤睢⒚娣e、厚度以及材料等，再測(cè)繪圖紙。這樣一個(gè)過(guò)程將有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)圖紙的識(shí)別能力，通過(guò)順向與逆向互換，提升學(xué)生在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程學(xué)習(xí)中識(shí)圖能力。

3.4 BIM查找缺點(diǎn)錯(cuò)誤，強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)知能力

可以利用BIM進(jìn)行查找缺點(diǎn)與錯(cuò)誤。對(duì)于BIM模型中存有問(wèn)題的個(gè)別化節(jié)點(diǎn)，可以在學(xué)習(xí)的后期，利用這一優(yōu)勢(shì)查詢有問(wèn)題的節(jié)點(diǎn)，并指出存在的錯(cuò)誤，從而獲得學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度的全面了解，強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)知能力，使學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)探索，提升學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的實(shí)際能力，為學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決建筑實(shí)踐中的問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

4 BIM技術(shù)輔助《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)過(guò)程

4.1 二維信息建模

《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)準(zhǔn)備階段，教師要選擇好教學(xué)所選用的建筑施工圖紙，借助Revit軟件，將所選用的建筑圖紙或者構(gòu)造圖紙建立起二維模型。教師在課程教學(xué)過(guò)程中，可以借助二維模型向?qū)W生展示，使學(xué)生通過(guò)二維模型從總體上對(duì)所要認(rèn)識(shí)的建筑圖紙或者構(gòu)造圖紙形成整體認(rèn)知，為從二維向三維的轉(zhuǎn)變做好鋪墊。

4.2 整體局部互逆展示

在學(xué)生借助二維模型形成整體認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，教師將任務(wù)圖紙滲透在學(xué)習(xí)任務(wù)中，學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)施自主學(xué)習(xí)。教師根據(jù)教學(xué)任務(wù)，將二維模型遵循從整體到局部、從局部到整體的次序依次教學(xué)，通過(guò)互逆展示強(qiáng)化學(xué)生識(shí)讀能力。例如，樓梯的認(rèn)識(shí)如何引導(dǎo)學(xué)生從整體到局部？教師可以借助二維模型，向?qū)W生展示樓梯在模型中具體的空間方位，從而幫助學(xué)生從整體上對(duì)樓梯這一構(gòu)件建立起概念；然后引導(dǎo)學(xué)生將之與剖面圖進(jìn)行比較，并且對(duì)樓梯這一構(gòu)件進(jìn)行聚焦，使樓梯從二維模型中突出出來(lái)，具體到樓梯的種類、踏步性質(zhì)與數(shù)量，每一級(jí)踏步的層高、扶手設(shè)計(jì)等，使學(xué)生輕易地進(jìn)行識(shí)讀，其他構(gòu)件的識(shí)讀也可以運(yùn)用從整體到局部的識(shí)讀方法。

教師在教學(xué)過(guò)程中中，還可以將學(xué)習(xí)內(nèi)容即識(shí)讀的圖紙導(dǎo)入REVRT軟件，再在導(dǎo)入的平面圖紙上建模，學(xué)生借助繪圖展示，能夠便捷地識(shí)讀圖紙的真實(shí)形態(tài)，最后繪制出其他多個(gè)建筑構(gòu)件，完成三維建模，實(shí)現(xiàn)從局部到整體的逆向展示。在這一過(guò)程中，進(jìn)行平面、剖面與立體的互相切換，大大提升了學(xué)生全面識(shí)圖能力。

4.3 虛擬漫游展示

虛擬漫游展示需要教師首先利用REVRT軟件，再利用Navisworks對(duì)建立的模型進(jìn)行導(dǎo)入處理，從而形成虛擬漫游展示。這種展示形式由于借助動(dòng)態(tài)模擬，展示效果更加逼真，學(xué)生的了解將會(huì)更加深刻，更容易激發(fā)學(xué)生識(shí)讀興趣，從而提升該課程教學(xué)效果。

5 BIM技術(shù)在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)中應(yīng)用建議

5.1 合理定位BIM技術(shù)

BIM技術(shù)在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)中應(yīng)用只是一種輔助教學(xué)手段?！督ㄖR(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)的目的在于促進(jìn)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)發(fā)展。教師在利用BIM技術(shù)時(shí)，要立足于學(xué)生這一主體，發(fā)揮BIM技術(shù)在優(yōu)化課程教學(xué)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等方面的優(yōu)勢(shì)。教師不能完全依賴BIM技術(shù)，要重視課程學(xué)習(xí)中學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的學(xué)習(xí)互動(dòng)，不能喧賓奪主，淡化了學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位。

5.2 提升教師運(yùn)用技能

BIM技術(shù)需要教師具備一定的運(yùn)用能力，這樣才能充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升課程教學(xué)效率。教師要熟練掌握BIM技術(shù)的能力，及時(shí)優(yōu)化自身知識(shí)能力結(jié)構(gòu)，能夠熟練地根據(jù)《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)內(nèi)容與BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)，靈活地運(yùn)用BIM技術(shù)創(chuàng)新該課程教學(xué)藝術(shù)與方法。

5.3 BIM技術(shù)與課程融合

BIM技術(shù)在《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)中應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵是能否將BIM技術(shù)與課程有機(jī)整合起來(lái)。一方面，教師要深入解讀該課程屬性，準(zhǔn)確把握教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)；一方面要進(jìn)一步了解BIM技術(shù)在課程教學(xué)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，通過(guò)教學(xué)研究促進(jìn)BIM技術(shù)與課程融合，全面提升《建筑識(shí)圖與構(gòu)造》課程教學(xué)有效性。

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