BIM教學(xué)的探索與實(shí)踐

楊雯

摘 要：BIM的運(yùn)用是當(dāng)今建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，也是教育部“1+X”證書試點(diǎn)涉及的職業(yè)技能等級(jí)證書之一。本文從當(dāng)前的建筑業(yè)發(fā)展趨勢(shì)入手，分析探討了BIM教學(xué)面臨的困難及解決辦法，并對(duì)BIM教學(xué)的未來發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：BIM 證書考核 建模技能

一、背景分析

（一）行業(yè)背景

近年來，在BIM技術(shù)運(yùn)用的不斷推廣和飛速發(fā)展背景下，2017年5月，住建部頒布的《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出加快推進(jìn)建筑信息模型（BIM）技術(shù)在規(guī)劃、工程勘察設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營維護(hù)全過程的集成應(yīng)用的要求。因此建筑行業(yè)急需大量BIM相關(guān)人才，以適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展。職業(yè)學(xué)校也應(yīng)積極響應(yīng)，明確自身的使命，即培養(yǎng)學(xué)生初步的BIM建模的能力，更好地為行業(yè)培養(yǎng)BIM人才。

（二）主要問題

1.從平面到立體空間的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致出現(xiàn)學(xué)習(xí)障礙

BIM技術(shù)的授課主要通過Revit軟件進(jìn)行，而該軟件的建模方式對(duì)學(xué)生的識(shí)圖應(yīng)用能力有比較高的要求，部分學(xué)生很難適應(yīng)從平面圖到三維立體空間的轉(zhuǎn)換，更缺乏對(duì)物體的空間想象能力，因而出現(xiàn)了學(xué)習(xí)障礙。

2.繪圖方式的改變降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

CAD的繪圖方法更類似于描圖，即按照?qǐng)D紙?jiān)镜牟季掷L圖，在繪制一個(gè)物體時(shí)，CAD軟件往往是將三視圖一起繪制在平面上。Revit軟件則是通過對(duì)物體一個(gè)或兩個(gè)平面的繪制完成一個(gè)三維模型的建立。剛進(jìn)入到BIM技術(shù)學(xué)習(xí)板塊時(shí)，學(xué)生往往習(xí)慣使用CAD繪圖的方式來繪制Revit模型，這一應(yīng)用習(xí)慣在一定程度上增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，不僅打擊了學(xué)生的自信心，而且降低了他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣。

二、解決思路

（一）從簡(jiǎn)到繁，分步驟消除學(xué)習(xí)障礙

1.初階——從基本體模型的繪制著手

Revit軟件的基礎(chǔ)建模方式與基本體恰好對(duì)應(yīng)，其中拉伸對(duì)應(yīng)棱柱、旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)所有曲面體、融合對(duì)應(yīng)棱臺(tái)及圓臺(tái)，這些基本體在前期課程中都有相對(duì)詳細(xì)的介紹，而且都有相對(duì)應(yīng)的口訣幫助學(xué)生快速識(shí)讀，教學(xué)中通過簡(jiǎn)單的基本體建?？蓭椭鷮W(xué)生逐漸提高學(xué)習(xí)的信心。

2.進(jìn)階——疊加體的繪制

疊加體一般都是在基本體的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的疊加和切割，相對(duì)來說疊加體的操作更容易一些，因此教材采取了使用拼接的方法來讓學(xué)生學(xué)習(xí)疊加體的建模方法，讓學(xué)生像搭積木一樣把構(gòu)件拼接成橋墩，這樣學(xué)生既能提升學(xué)習(xí)樂趣又能熟悉橋墩的構(gòu)成。

3.高階——切割體及混合體的繪制

切割體和混合體對(duì)學(xué)生的空間想象能力要求更高，而且所使用的繪制方法也相對(duì)復(fù)雜。教學(xué)中采用導(dǎo)入箱梁的CAD圖紙并對(duì)輪廓進(jìn)行拾取的方式，讓學(xué)生先普遍掌握較容易的繪制方法，再補(bǔ)充其他繪制方法用于掌握程度較好學(xué)生的拓展訓(xùn)練，確保每位學(xué)生都可以掌握至少一種繪制方法。

（二）引入3D打印技術(shù)，結(jié)合比賽提升學(xué)生對(duì)建模的興趣

1.用3D打印模型輔助教學(xué)

3D打印是以數(shù)字化的模型文件為基礎(chǔ)，利用黏合性的材料如PLA材料、粉末狀金屬、陶瓷等，通過逐層累積的方式構(gòu)造物體的一種快速成型技術(shù)，能培育學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

2.通過比賽助推學(xué)生綜合能力提升

除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)外，職業(yè)學(xué)校還需要給學(xué)生提供更多實(shí)踐平臺(tái)和比賽機(jī)會(huì)，除了能以賽促學(xué)，還能激發(fā)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、抗壓能力、創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力，有利于培養(yǎng)他們的綜合實(shí)力。

3.成立學(xué)生社團(tuán)，提高學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用能力

為了更好地提高學(xué)生的實(shí)操能力，筆者所在學(xué)校成立了學(xué)生BIM建模社團(tuán)，每周由指導(dǎo)教師帶領(lǐng)學(xué)生繪制各類橋梁模型，繪制過的模型包括拱橋、斜拉橋、港珠澳大橋橋塔等。通過學(xué)習(xí)一些相對(duì)較難的操作知識(shí)，如放樣拉伸、放樣融合等，學(xué)生可以繪制更復(fù)雜的模型，進(jìn)一步提高對(duì)軟件的掌握程度和興趣。

三、經(jīng)驗(yàn)策略

（一）完善教學(xué)流程

通過由簡(jiǎn)至繁的教學(xué)規(guī)劃，拆解橋梁模型，不僅能幫助學(xué)生有效復(fù)習(xí)識(shí)圖基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生更容易理解軟件的入門操作方法，還可以讓他們熟悉施工流程以及橋梁的組成部分，加深理解橋梁施工課的內(nèi)容。將橋梁模塊化拆解，還更符合BIM初級(jí)證書考核中建模技能考核的要求，有助于提高學(xué)生的證書考核通過率。

（二）通過課外實(shí)踐活動(dòng)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣

1.用3D打印模型吸引學(xué)生關(guān)注

為吸引學(xué)生的注意力，使用3D打印機(jī)將學(xué)生繪制的模型打印出來，讓虛擬模型變成實(shí)物。在建模時(shí)學(xué)生可用軟件自帶的模型文字功能在模型上留下自己的名字，隨后使用學(xué)校制圖實(shí)訓(xùn)室的3D打印機(jī)將模型打印出來。通過打印自己的專屬模型，學(xué)生獲得了成就感與滿足感，進(jìn)一步激發(fā)了他們對(duì)BIM技術(shù)和建模課程的興趣，填補(bǔ)了原先識(shí)圖課中模型立體可視化不足的空白。

2.以賽促學(xué)

筆者所在學(xué)校組織教師帶領(lǐng)學(xué)生組隊(duì)參加首屆長三角BIM-VR極限挑戰(zhàn)賽，比賽要求參賽者使用已有的模型，并對(duì)模型增加互動(dòng)內(nèi)容。帶隊(duì)教師和學(xué)生們經(jīng)過討論，最終決定使用前一學(xué)期繪制的林新路橋梁模型作為參賽的基礎(chǔ)作品。在比賽過程中，教師帶領(lǐng)學(xué)生在原有的模型基礎(chǔ)上修改模型、優(yōu)化模型場(chǎng)地、增加互動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，最終呈現(xiàn)一個(gè)橋梁知識(shí)講解的互動(dòng)橋梁模型，該模型獲得了此次挑戰(zhàn)賽的三等獎(jiǎng)。該模型的網(wǎng)頁鏈接也經(jīng)師生們分享至各自朋友圈及QQ空間，得到了在校師生的好評(píng)與較高的討論度，在筆者所在學(xué)校范圍內(nèi)產(chǎn)生了較大的影響。

3.通過社團(tuán)對(duì)其他同學(xué)產(chǎn)生正面輻射作用

社團(tuán)學(xué)生以興趣為主，在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下學(xué)習(xí)、分析不同種類的橋梁，在沒有詳細(xì)圖紙的情況下，學(xué)生必須依靠分析討論確定模型構(gòu)建建立時(shí)需要使用的方法，因此他們的分析能力和獨(dú)立建模能力都得到了非常大的提升。學(xué)生在增加了操作知識(shí)后，BIM初級(jí)證書的通過率也大大提高，對(duì)其他學(xué)生也起到了一定的鼓勵(lì)作用。

四、反思與展望

（一）專設(shè)BIM課程

在筆者所在學(xué)校領(lǐng)銜開發(fā)的上海市市政工程技術(shù)中高職貫通專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)制定工作中，通過前期行業(yè)調(diào)研，已將BIM技術(shù)作為中職學(xué)生必須掌握的技能之一，將BIM建模技能作為中職學(xué)生制圖識(shí)圖職業(yè)能力的一部分，并將BIM建模及應(yīng)用的相關(guān)課程設(shè)置為專業(yè)核心課程。

（二）以BIM初級(jí)證書為技能目標(biāo)

筆者所在學(xué)校首次組織2017級(jí)上海市市政工程技術(shù)中高職貫通專業(yè)學(xué)生參加BIM初級(jí)考試的通過率為56.76%，其中參與社團(tuán)學(xué)生的通過率為90%;上海市平均通過率為44.67%，筆者所在學(xué)校通過率略高于全市平均水平。從證書考核結(jié)果來看，筆者所在學(xué)校BIM建模的教學(xué)質(zhì)量較高，但仍應(yīng)繼續(xù)調(diào)整課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，進(jìn)一步發(fā)展社團(tuán)等輔助教學(xué)手段，以BIM建模員初級(jí)崗位證書對(duì)應(yīng)的崗位能力為目標(biāo)添加專項(xiàng)能力培養(yǎng)模塊，力求下次證書考核時(shí)通過率達(dá)到70%以上。

另外，在教學(xué)實(shí)施中應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)BIM相關(guān)教學(xué)資源以及加大對(duì)師資的培養(yǎng)力度，積極應(yīng)對(duì)行業(yè)技術(shù)發(fā)展對(duì)職業(yè)教育提出的新要求。

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[作者單位：上海市城市建設(shè)工程學(xué)校（上海市園林學(xué)校）]