BIM在土木工程制圖課程中的應(yīng)用分析

李凌

摘? ? 要：本文基于外國高校對(duì)BIM教學(xué)成功經(jīng)驗(yàn)，再對(duì)我國土木工程制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，擬定土木工程制圖課程全新的發(fā)展理念，對(duì)教學(xué)內(nèi)容與課程體系進(jìn)行創(chuàng)新改革，為現(xiàn)代化高校教育培育更多土木工程專業(yè)技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：BIM;土木工程;制圖課程

1? 土木工程制圖課程基本現(xiàn)狀

從目前我國諸多高校土木工程制圖課程教學(xué)形式來看，有部分院校在教學(xué)過程中展示三維立體圖還是通過二維投影方式，以此對(duì)學(xué)生空間思維能力進(jìn)行培育。在教學(xué)內(nèi)容諸多知識(shí)擬定不合理，教學(xué)內(nèi)容缺乏有效的教學(xué)價(jià)值。例如旋轉(zhuǎn)閥以及換面法在土木工程專業(yè)教學(xué)中難以時(shí)間。其中部分課程教學(xué)內(nèi)容難度較大，教學(xué)過程過于抽象，比如相貫線與截交線等，學(xué)生難以通過思維意識(shí)想象一個(gè)幾何圖形通過相貫以及截交之后獲取的投影圖形，學(xué)習(xí)過程枯燥化程度較高。從目前學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)與學(xué)習(xí)反饋抽樣調(diào)查活動(dòng)中能看出，大多數(shù)學(xué)生在土木工程制圖課程學(xué)習(xí)過程中對(duì)于平面圖識(shí)讀能力較差，不能將建筑實(shí)體與平面圖有效對(duì)應(yīng)，在學(xué)習(xí)過程中會(huì)消耗較多時(shí)間。 大多數(shù)學(xué)生都希望能獲取更加直觀形象的圖形，但是傳統(tǒng)二維圖紙中包含的建筑信息有限，抽象化程度較高，在學(xué)習(xí)過程中難以掌握?qǐng)D紙中包含的重點(diǎn)內(nèi)容。最后現(xiàn)階段土木工程制圖課程學(xué)時(shí)被隨意壓縮，對(duì)課堂教學(xué)成果提升具有較大限制性。

2? 國外高校BIM課程模式案例分析

從BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀中能看出此項(xiàng)技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用具有較大的應(yīng)用價(jià)值，西方國家較早便開設(shè)了與BIM技術(shù)相關(guān)的課程，在教育領(lǐng)域多項(xiàng)課程教學(xué)過程中也開始應(yīng)用BIM技術(shù)。為了全面適應(yīng)建筑行業(yè)發(fā)展對(duì)BIM技術(shù)人才提出的各項(xiàng)要求，美國諸多高校都對(duì)相關(guān)課程采取了必要的改革措施，實(shí)際典型課程設(shè)置 如表1所示。

由于不同高校辦學(xué)特點(diǎn)存在較大差異，大多高校都要結(jié)合自身教學(xué)現(xiàn)狀大選取對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式。從課程設(shè)置基本現(xiàn)狀來看，其中俄懷明大學(xué)所采取的獨(dú)立課程模式開設(shè)可行性較高，不需要多人協(xié)同配合，可以在課程中獨(dú)立融入BIM相關(guān)知識(shí)。但是此類模式所能獲取的知識(shí)點(diǎn)具有片面性，難以強(qiáng)化和課程教學(xué)之間的聯(lián)系。從奧本大學(xué)整合的經(jīng)驗(yàn)來看，在完整的課程教學(xué)過程中融入BIM技術(shù)具有重要作用，在特定的一門課程中融入BIM，產(chǎn)生的教學(xué)成效受限。當(dāng)前要建立更加系統(tǒng)規(guī)范化的BIM體系，對(duì)技術(shù)應(yīng)用過程進(jìn)行控制。

3? BIM在土木工程制圖課程中的應(yīng)用探析

在長時(shí)間理論教學(xué)過程中要對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行深入反思，單方面通過平面圖形對(duì)各類建筑物實(shí)體進(jìn)行展示是否適應(yīng)今后土木工程行業(yè)發(fā)展基本要求。教學(xué)是否一直要停留在傳統(tǒng)化的幾何空間學(xué)習(xí)中。在土木工程專業(yè)教學(xué)中工程制圖課程是重要的基礎(chǔ)課程，與BIM技術(shù)應(yīng)用緊密聯(lián)系，所以當(dāng)前要全面強(qiáng)化課程改革，適應(yīng)建筑新技術(shù)發(fā)展要求。

3.1? 全面實(shí)施教學(xué)體系改革

在長期教學(xué)過程中，土木工程制圖教學(xué)目標(biāo)主要是對(duì)學(xué)生空間思維能力進(jìn)行培育，合理應(yīng)用二維線條投影來全面展示三維形體，此類教學(xué)培養(yǎng)模式未能重視到學(xué)生的主體作用。對(duì)于新進(jìn)入高校的大學(xué)新生來說，大多數(shù)學(xué)生缺乏良好的制圖基礎(chǔ)能力，對(duì)建筑基本組成缺乏全面認(rèn)識(shí)。單方面應(yīng)用二維圖紙進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生難以基于二維圖紙確定不同的三維實(shí)體。所以當(dāng)前要結(jié)合學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)發(fā)展現(xiàn)狀以及教學(xué)內(nèi)容，全面實(shí)施創(chuàng)新性教學(xué)體系。在土木工程更制圖課程傳統(tǒng)化教學(xué)過程中主要是發(fā)揮出計(jì)算機(jī)應(yīng)用輔助作用，開展幾何圖形理論化教學(xué)。對(duì)空間問題進(jìn)行有效簡(jiǎn)化，轉(zhuǎn)為平面上的點(diǎn)線面問題進(jìn)行控制。隨著BIM技術(shù)以及應(yīng)用軟件不斷出現(xiàn)，目前要對(duì)傳統(tǒng)CAD思路進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從建筑項(xiàng)目完整的建設(shè)周期對(duì)項(xiàng)目運(yùn)作進(jìn)行控制。由于我國BIM教學(xué)改革成果受限，所以當(dāng)前可以積極汲取國外成功教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

在教學(xué)初期階段，可以采取獨(dú)立課程教學(xué)，結(jié)合制圖課程教學(xué)內(nèi)容融入BIM知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過Revit軟件進(jìn)行真實(shí)性模擬，然后通過虛擬顯示講解。在完整的課程教學(xué)體系中要錄入BIM，不能單方面通過土木工程制圖此項(xiàng)學(xué)科應(yīng)用BIM，需要將其與土木工程學(xué)習(xí)專業(yè)整體課程進(jìn)行全面結(jié)合。在后期教學(xué)過程中，隨著教學(xué)改革成效的提升，保持課程群模式應(yīng)用，在不同教學(xué)課程中將BIM技術(shù)有效連接。在制圖課程教學(xué)過程中，應(yīng)用不同學(xué)習(xí)軟件進(jìn)行建模，這樣也便于在后續(xù)房屋建筑學(xué)課程設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用Revit軟件進(jìn)行建模。在后期土木工程項(xiàng)目施工課程教學(xué)中，在應(yīng)用Revit軟件基礎(chǔ)上配合Navisworks軟件，對(duì)各類不同項(xiàng)目建筑構(gòu)件進(jìn)行4D模擬，制作施工動(dòng)畫，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)施工流程的理解。了解、掌握并應(yīng)用各類三維軟件，培育更多應(yīng)用型人才是今后土木工程人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，當(dāng)前在制圖課程教學(xué)改革過程中要明確三維建模的重要作用，合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)三維繪圖，培育學(xué)生圖學(xué)思維，適應(yīng)今后建筑行業(yè)發(fā)展基本要求。

3.2? 強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容改革

在現(xiàn)階段土木工程制圖課程教學(xué)中主要是由專業(yè)制圖、畫法幾何、計(jì)算機(jī)制圖部分構(gòu)成，在已有的教學(xué)內(nèi)容上補(bǔ)充BIM技術(shù)學(xué)習(xí)，已有的教學(xué)課時(shí)需要進(jìn)行擴(kuò)充，對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容合理壓縮。畫法幾何教學(xué)中主要集中講述投影相關(guān)知識(shí)，能讓學(xué)生解決點(diǎn)線面之間存在的投影問題。與工程圖聯(lián)系性較低，要掌握基本投影關(guān)系即可，適度降低截交線與相貫線此部分考核內(nèi)。指導(dǎo)學(xué)生合理應(yīng)用BIM軟件進(jìn)行三維建模，幫助學(xué)生能快速確定空間關(guān)系。在專業(yè)性制圖內(nèi)容教學(xué)過程中，傳統(tǒng)教學(xué)模式主要是通過課堂板書與制作PPT進(jìn)行教學(xué)，片面化的圖文很難加深學(xué)生理解。當(dāng)前可以應(yīng)用Revit軟件中的MEP、Structure、Architecture模塊，對(duì)不同建筑進(jìn)行虛擬建模，能從多角度展示更加全面的建筑設(shè)計(jì)方案以及不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，加深學(xué)生理解認(rèn)知。在建筑剖面與立面圖講解過程中，學(xué)生能在三維視圖基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)化觀察，從多個(gè)角度查看建筑整體情況，使得建筑立面、平面和剖面能有效對(duì)應(yīng)。

4? 結(jié)束語

BIM應(yīng)用范圍在今后還會(huì)逐步擴(kuò)大，在土木工程制圖課程教學(xué)中合理融入BIM技術(shù)能讓學(xué)生掌握更多理論知識(shí)，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐，對(duì)促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)提升具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張龍，李十泉.BIM在土木工程制圖課程中的應(yīng)用[J].山西建筑，2015（29）：254～255.