基于BIM的工程制圖教學(xué)體系構(gòu)建探討

羅美蓮

（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421002）

建筑信息模型與CAD 等軟件具有的三維幾何模型具有本質(zhì)上的差異，建筑信息模型BIM 是多源數(shù)據(jù)集成的信息模型，對建筑設(shè)計者具有較大的作用。如發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計中存在問題，能夠通過一處更改，而實現(xiàn)全部變化的過程，改變了以往修改一處，需要處處修改的過程，實現(xiàn)了設(shè)計修改的簡單化。

1 BIM 對工程制圖教學(xué)具有的影響力分析

1.1 思維方式發(fā)生改變

建筑工程圖學(xué)教學(xué)中，采取的教學(xué)內(nèi)容為投影知識的讀與繪制。學(xué)生在學(xué)習(xí)讀的環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生掌握各種圖示符號、線型的含義，能夠通過讀的學(xué)習(xí)繪制出三維空間實體。學(xué)生在繪制的學(xué)習(xí)時，要求學(xué)生能夠利用符號與線條表達模型與空間實體的設(shè)計思想。另外，在處理維度設(shè)計時，要保留完整的幾何信息，而其他信息可以利用文字說明的方式進行闡述，分析此教學(xué)過程可以發(fā)現(xiàn)，建筑設(shè)計的各個環(huán)節(jié)信息缺失關(guān)聯(lián)度。工程圖學(xué)教學(xué)過程采取的是二維圖文信息展現(xiàn)模型與空間實體的設(shè)計思維，此種學(xué)習(xí)模式并不利于初學(xué)者的學(xué)習(xí)[1]。BIM 能夠?qū)⒃O(shè)計思維實現(xiàn)直觀化、現(xiàn)實化的呈現(xiàn)，是以三維設(shè)計為基礎(chǔ)，利用虛擬的建設(shè)場景，搭建出具有真實度的建筑構(gòu)件，能夠使設(shè)計者的設(shè)計思想實際化的呈現(xiàn)在自已的面前。

1.2 轉(zhuǎn)移教學(xué)中心

以往工程制圖教學(xué)采取的是培養(yǎng)學(xué)生能夠利用二維圖形模式表現(xiàn)出三維立體空間的內(nèi)容，大部分學(xué)校采取的都是此種教學(xué)模式，且重點放置于講解二維圖形表達三維型體過程中。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，要熟識各種符號和含義，在利用符號和含義把二維圖型轉(zhuǎn)變?yōu)槿S型體。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中表現(xiàn)出困難的狀態(tài)，從而降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。工程制圖教學(xué)的本質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生能夠借用可視化技術(shù)顯示出三維型體設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計能力，但是在上述教學(xué)過程中未得到注重。BIM創(chuàng)設(shè)仿真建設(shè)環(huán)境，把BIM 應(yīng)用于教學(xué)過程中，能夠通過BIM 仿真模型了解各種建筑構(gòu)件在建筑中存在的狀態(tài)、具有的約束性與關(guān)聯(lián)性，學(xué)生可以了解構(gòu)件在建筑中的不同視角所具有的狀態(tài)。學(xué)生在仿真的建設(shè)環(huán)境中觀察仿真建筑模型，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了激發(fā)。高校要了解BIM 技術(shù)，且掌握工程制圖與BIM 技術(shù)是息息相關(guān)的，要改變原有的教學(xué)模式，把計算機、數(shù)學(xué)、智能化、工程學(xué)融合為一個學(xué)科，使工程制圖教學(xué)質(zhì)量滿足建筑發(fā)展的方向。

2 構(gòu)建BIM 建模知識體系

2.1 遵循的原則

與傳統(tǒng)的工程制圖教學(xué)體系相比較，BIM 體系構(gòu)建的原則包含以下幾點：首先，BIM 體系構(gòu)建要實現(xiàn)與三維設(shè)計、人的思維達成一致的目標。其次，知識融為一體的構(gòu)建，融為一體的知識包含三維構(gòu)型、建立二維視圖、建筑設(shè)計規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，且要以Revit 軟件為構(gòu)建平臺，把三維設(shè)計為構(gòu)建核心，延著虛擬建造主線進行融合。然后，構(gòu)建體系要把教學(xué)內(nèi)容進行改革，教學(xué)內(nèi)容要以“體”為中心思想，降低“點、線、面”的知識教學(xué)地位，盡可能的達到壓縮畫法幾何內(nèi)容的構(gòu)建目標。最后，利用融合多門課程信息的方式集成結(jié)構(gòu)設(shè)計分析、建筑材料、工程管理的信息[2]。

2.2 教學(xué)目標

構(gòu)建教學(xué)體系要有教學(xué)目標，根據(jù)BIM 技術(shù)的特點，要把理論知識、技能、工程素質(zhì)作為教學(xué)目標，在培養(yǎng)學(xué)生過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生具備三維建模、綜合應(yīng)用、專業(yè)協(xié)調(diào)的能力，使學(xué)生在未來工作中能夠具備競爭能力。

2.3 教學(xué)內(nèi)容

在構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容時，BIM 知識體系要站在三維的角度去設(shè)立，把原有的二維與三維教學(xué)分離的方式有效性的改變，只對學(xué)生傳授簡單的設(shè)計原理，注重建模方法的講解，實現(xiàn)三維實體建模成為教學(xué)主體的教學(xué)過程。另外，創(chuàng)意意識與實際運用是重點培育過程，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生具備創(chuàng)新能力，滿足學(xué)生的未來發(fā)展。

（1）認識構(gòu)件 建筑中包含較多的基本構(gòu)件，初學(xué)者由于沒有專業(yè)基礎(chǔ)，在思想意識中對建筑的組成未存在概念性。以往教學(xué)模式采取二維圖紙的方式，無法實現(xiàn)學(xué)生通過二維確定三維，使學(xué)生的建筑工程意識缺失。在傳授學(xué)生構(gòu)件知識時，可以對構(gòu)件進行分類，學(xué)生能夠菜單的選擇與構(gòu)件的放置，能夠在三維視圖、平面圖、立面圖、剖面圖的觀看下，掌握三維構(gòu)件在二維圖片上具有的形態(tài)。

（2）設(shè)計原則 教學(xué)過程中，為了避免學(xué)生的設(shè)計思維與創(chuàng)造思維受到限制，要避免采取單純繪圖或者是建模技術(shù)的教學(xué)，要采取逐層遞進的方式，把幾何形狀-功能-關(guān)聯(lián)這一過程傳授給學(xué)生，讓學(xué)生能夠具備初步的設(shè)計思路，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)。

（3）軟件建模 BIM 建模是由參數(shù)來設(shè)計的，而圖元軟件則是用于建模的最基本工具。在教學(xué)過程中，可以按照案例讓學(xué)生利用圖元軟件進行建模練習(xí)，通過各種命令功能，實現(xiàn)BIM 模型的成功建立。

（4）專業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作 以往CAD 建立的三維模型具有獨立信息的特點，各個環(huán)節(jié)未產(chǎn)生關(guān)聯(lián)性能。而BIM 技術(shù)屬于集成化設(shè)計，利用三個模塊的作用虛擬建造模型，將設(shè)計的內(nèi)容真實性的展示。學(xué)生在BIM 技術(shù)的展示下，能夠加深學(xué)生對建筑整體的認知度[3]。在教學(xué)過程中，可以采取專業(yè)協(xié)作的方式，把不同專業(yè)的學(xué)生組建在一個小組內(nèi)，例如土木工程專業(yè)、排水專業(yè)、建筑環(huán)境專業(yè)等，使學(xué)生在練習(xí)時，能夠有效布設(shè)管線、風(fēng)管、結(jié)構(gòu)，完成優(yōu)質(zhì)教學(xué)。

（5）生產(chǎn)工程圖 學(xué)生在學(xué)習(xí)時需要掌握投影圖的原理與規(guī)范，原因是二維圖紙依然具備法律效力。另外，二維圖紙是相互交流較為簡便的方式。但是在此過程中，不需要學(xué)生進行二維圖紙的繪制，而利用三維建筑模型把正投影圖、剖視圖進行生產(chǎn)，還可以利用軟件對模型剖切，能夠生產(chǎn)出各種定制的圖紙。

（6）考核方式 考核方式改變以往的模式，而是采取過程監(jiān)控、開放式的考核方式。主要是因為課程具有較強的操作性，學(xué)生的實際操作才是重點，分數(shù)占比為60%。其余分數(shù)分攤至教學(xué)模型制作、生成視圖、工程造價環(huán)節(jié)中。

3 教學(xué)效果

通過對學(xué)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，利用BIM 學(xué)習(xí)能夠使課程實現(xiàn)了有效融合，能夠了解到其他專業(yè)的知識，使自身的知識得到了擴展，能夠在實際運用中，結(jié)合各個專業(yè)的知識，設(shè)計出更為優(yōu)質(zhì)的建筑模型，且在設(shè)計過程中降低了出錯率，使自身的能力得到了不斷提升。

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM 技術(shù)弱化了投影模式的抽象性，能夠仿真似的呈現(xiàn)建筑整體。另外，利用BIM 技術(shù)時，如發(fā)現(xiàn)錯誤能夠通過改正一個錯誤而使其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，降低了修改環(huán)節(jié)繁重的工作量。現(xiàn)時代下對BIM 技術(shù)人才需求量較大，需要教育機械構(gòu)建有效的教學(xué)體系，使BIM 人才大量輸出，為建筑行業(yè)的發(fā)展做出貢獻。