基于BIM技術(shù)的《建筑設(shè)備》課程教學(xué)改革探討

畢立俊 劉紅露 趙菲菲 張慧峰 李春寒

摘要：BIM技術(shù)已在建筑領(lǐng)域掀起了大變革，而我們的教學(xué)卻沒有充分利用BIM技術(shù)優(yōu)勢。本文主要探討B(tài)IM技術(shù)在建筑設(shè)備基礎(chǔ)知識模塊、識圖模塊和施工模塊教學(xué)中的應(yīng)用。實踐證明BIM 技術(shù)為建筑設(shè)備教學(xué)提供豐富教學(xué)資源和教學(xué)手段。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑設(shè)備；教學(xué)改革

建筑設(shè)備課程是我校建筑工程技術(shù)、工程造價和工程監(jiān)理等專業(yè)必修課程。課程包含內(nèi)容主要是建筑給排水、電氣和暖通三部分內(nèi)容。其具體任務(wù)一是熟悉給常用的設(shè)備；二是熟練識讀設(shè)備施工圖；三是熟悉設(shè)備安裝流程與技術(shù)及規(guī)范要求；四是能夠簡單修改給施工圖；五是能夠編寫施工方案。學(xué)習(xí)任務(wù)重，難度大。因此應(yīng)改革教學(xué)理念，強(qiáng)化應(yīng)用能力培養(yǎng)，以工程應(yīng)用為導(dǎo)向，加強(qiáng)實踐教學(xué)。[1]

BIM可譯為建筑信息模型用數(shù)字模型對項目進(jìn)行設(shè)計、施工和運營的過程。建筑設(shè)備課程可利用BIM的建模功能提升設(shè)備認(rèn)知能力，識圖能力以及管線布置要求；通過BIM管線綜合技術(shù)提高專業(yè)協(xié)調(diào)能力，和全專業(yè)識圖能力；通過BIM可視化功能提升建筑整體認(rèn)知能力，構(gòu)建工程思維。

1.基于BIM技術(shù)的基礎(chǔ)知識模塊教學(xué)研究

基礎(chǔ)知識模塊主要講解給排水采暖工程、消防工程、通風(fēng)空調(diào)工程、和電氣工程的組成分類以及管線布置要求。目前教學(xué)主要是通過簡單圖片輔助教學(xué)，整體認(rèn)知較差，邏輯性較差，學(xué)習(xí)效果差。利用BIM教學(xué)，首先教師建立“樣板文件”和整體模型作為教學(xué)資源；其次是在課堂上對Revit 軟件的基礎(chǔ)操作進(jìn)行講解，教學(xué)生如何去查看設(shè)備參數(shù)、三維視圖以及如何查看三維模型；然后老師利用平臺發(fā)布認(rèn)識設(shè)備和查看系統(tǒng)任務(wù)，要求學(xué)生在課外利用Revit完成設(shè)備布置任務(wù)，并完成系統(tǒng)整體認(rèn)識的報告；最后，老師建立“藍(lán)墨云班課”平臺，要求學(xué)生將完成的設(shè)備布置模型和整體認(rèn)識報告?zhèn)鞯狡脚_上，在完成任務(wù)的過程中，學(xué)生也可在平臺上對任務(wù)進(jìn)行討論和交流，提交完成后由老師和同學(xué)來評閱打分，并對發(fā)現(xiàn)的問題及經(jīng)驗進(jìn)行交流和分享。評分直接記入平時成績的考核，學(xué)生可查看每次的分?jǐn)?shù)。

在基礎(chǔ)知識塊應(yīng)用BIM技術(shù)可增加學(xué)生動手的機(jī)會，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣?；贐IM技術(shù)“理實一體”教學(xué)方法，有助于學(xué)生快速掌握理論知識，并拓展后續(xù)知識，為后續(xù)知識的學(xué)習(xí)提供預(yù)習(xí)的條件?；贐IM技術(shù)“可視化”教學(xué)，有利于學(xué)生建立學(xué)習(xí)場景，能夠?qū)⒅R快速的映射到大腦中，快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，簡化了學(xué)習(xí)步驟，學(xué)習(xí)效率提高，同時BIM“可視化”教學(xué)能夠顯示建筑整體，有助于架構(gòu)建筑整體思維，提升綜合能力。基于BIM技術(shù)“平臺”教學(xué)，簡化了教師與學(xué)生溝通的路徑，更夠高效的建立聯(lián)系，且溝通的途徑更加和諧、公平、公開，有助于建立良好的師生感情；同時基于BIM技術(shù)“平臺”教學(xué)有利于教學(xué)任務(wù)的推動，并能監(jiān)測、動態(tài)觀察任務(wù)的進(jìn)展，以及進(jìn)行必要的反饋、溝通和討論。[2]因此，在基礎(chǔ)知識模塊教學(xué)中應(yīng)該增加BIM相關(guān)知識，并采用任務(wù)模塊教學(xué)，安排學(xué)生在BIM中查詢設(shè)備信息、熟悉三維模型的實踐課時。

2.基于BIM技術(shù)的識圖知識模塊教學(xué)研究

在識圖模塊中主要講解給排水工程、消防工程、采暖工程、通風(fēng)工程、空調(diào)工程和電氣工程的施工圖，安裝施工圖主要包括平面圖、系統(tǒng)圖和詳圖，管線復(fù)雜，需要大量的對照圖紙識圖，是學(xué)習(xí)的最大難點，傳統(tǒng)的教學(xué)很難解決。利用BIM技術(shù)教學(xué)，首先教師根據(jù)講課的圖紙建立相應(yīng)的Revit整體模型作為教學(xué)資源；其次是講課時利用Revit 軟件作為教學(xué)工具，在重難點講解時一是利用Revit多窗口功能，在平面圖上繪制管道，而三維圖（西南軸側(cè)方向）上聯(lián)動顯示，通過這種方式來對照平面圖和系統(tǒng)圖的位置對應(yīng)關(guān)系；二是教師利用建立好的三維模型（西南軸側(cè)方西）來繪制相應(yīng)的平面圖，通過這種方式來對照系統(tǒng)圖和平面圖。三是教師利用建立好的剖面三維模型來繪制剖面圖，通過這種方式來識圖剖面圖，明確剖面圖的位置；再次，在課堂上講解模型繪制的基礎(chǔ)操作后，要求學(xué)生在課外完成部分施工圖的模型繪制工作。并將模型傳到“平臺”上，進(jìn)行討論、交流和評分。同時教師在平臺上發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)模型，供同學(xué)們對比自己的模型，進(jìn)行修改和完善，發(fā)現(xiàn)解決自己的不足之處。最后，在課外要求同學(xué)們將模型與其他專業(yè)的模型在navisworks中進(jìn)行合并，并進(jìn)行“碰撞檢測”和“管線優(yōu)化”，拓展安裝專業(yè)的綜合能力。[3]

識圖環(huán)節(jié)的難點主要是在于抽象，需要學(xué)生有良好的抽象思維，而我們學(xué)校近一半的同學(xué)為文科生，因此BIM技術(shù)增加了動手機(jī)會，降低了對學(xué)生抽象思維的要求，并通過實踐培養(yǎng)了抽象思維。Revit 軟件為平面圖、系統(tǒng)圖和詳圖的相互對應(yīng)提供了平臺，能夠在同一界面顯示三種圖，并能實現(xiàn)聯(lián)動，直觀反應(yīng)了三種圖之間的關(guān)系，大幅降低了識圖的難度。Revit 建模明確了識圖的任務(wù)，學(xué)生知道在圖紙中應(yīng)查詢、提取哪些信息，構(gòu)建了識圖的思路；同時Revit 建模實現(xiàn)了二維圖紙到三維實體的轉(zhuǎn)換，培養(yǎng)了學(xué)生的抽象思維、整體思維，從而也降低了識圖的難度。Navisworks“碰撞檢測” 和 “管線優(yōu)化”任務(wù)是安裝各專業(yè)有機(jī)聯(lián)合在一起，明確了各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生解決過程中解決專業(yè)沖突的能力。因此，在識圖模塊教學(xué)中應(yīng)該增加BIM建?；A(chǔ)知識講解，增加BIM建模訓(xùn)練時間。

3.基于BIM技術(shù)的施工知識模塊教學(xué)研究

施工知識模塊主要講解管線布置要求、設(shè)備安裝高度、施工流程、施工工藝驗收規(guī)范和材料知識等內(nèi)容。施工知識文字內(nèi)容較多，不直觀，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。利用BIM技術(shù)教學(xué)，首先學(xué)生通過建模管道連接，管道與設(shè)備連接。掌握管道布置間距、坡度、設(shè)備安裝高度和管線、設(shè)備材料知識。其次將安裝模型和土建模型合并，利用Revit“孔洞預(yù)留”功能在土建樓板上開孔預(yù)留，從而掌握安裝和土建的配合關(guān)系。再次，利用Navisworks做施工進(jìn)度模擬，通過觀看進(jìn)度模擬視頻，掌握安裝工程的安裝流程，同時還可制作管道、設(shè)備安裝工藝流程，掌握其施工工藝流程。

4.總結(jié)

BIM技術(shù)推動了建筑領(lǐng)域的變革，也對高校培養(yǎng)專業(yè)人才提出了更高的要求。BIM 技術(shù)為建筑設(shè)備的教學(xué)提供了豐富的教學(xué)資源和教學(xué)手段，利用BIM技術(shù)改革建筑設(shè)備課程體系，既有利于提高學(xué)生的興趣，增強(qiáng)實踐，實現(xiàn)理實一體教學(xué)，降低學(xué)習(xí)難度，也拓展了建筑設(shè)備的應(yīng)用前景，為學(xué)生以后在BIM方向發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。在教學(xué)過程將課程與BIM 工作過程相結(jié)合，將有效培養(yǎng)出既具有專業(yè)素質(zhì)又具有 BIM 應(yīng)用基礎(chǔ)能力的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]王峰，基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)備工程技術(shù)專業(yè)課程改革探討；教育現(xiàn)代化，2017，21：45-46.

[2]陳先國，基于BIM的建筑設(shè)備可視化管理分析；工程管理，2017，10：116.

[3]丁力，BIM技術(shù)在建筑設(shè)備教學(xué)中的應(yīng)用；創(chuàng)新與發(fā)展，2017，11：117.