BIM 技術在《平法識圖》課程中的運用分析

張巨璟

陜西職業(yè)技術學院建筑工程學院，陜西 西安 710038

現(xiàn)階段經過土木建筑行業(yè)的長期實踐證明，平法繪圖的優(yōu)點顯著，可以減少工程量與圖紙量。因此，在當前土木建筑工程專業(yè)教學中，平法識圖一直是教學的重難點。但是從教學現(xiàn)狀來看，在某些復雜的土木建筑工程中，單純運用二維圖紙無法完整、真實地反映出建筑物的三維信息，進而增加了學生學習難度。因此，為了能夠有效解決上述問題，相關學者則提出了信息技術與《平法識圖》課程結合方法，而BIM 技術則是其中的突破口。

一、《平法識圖》課程的教學現(xiàn)狀研究

《平法識圖》課程屬于建筑類專業(yè)的必修課程，整個課程教學的核心，就是要通過平法表達形式來展示建筑物內部主要構件的尺寸與配筋等信息，并根據(jù)平面整體表示法的制圖規(guī)則，將其直接體現(xiàn)在平面布置圖上，最終形成完整的結構施工圖紙等成果。所以，從建筑工程行業(yè)角度來看，平法設計的優(yōu)勢顯著，該設計方法下的圖紙層次更加清晰明了，還可以理順項目中各個關鍵部位的相關關系。

同時，高校建筑類學生很難在校學習期間直接參與到工程項目施工中，導致大部分學生缺乏實踐經驗，在課堂教學中也無法將《平法識圖》課程中所介紹的圖紙信息進行空間構建，這已經成為課堂教學中不容忽視的問題。正如相關學者指出，因為當前學生缺乏必要的空間創(chuàng)造感，所以在《平法識圖》課程教學中無法在腦海中構建完整的空間形態(tài)，最終影響了教學質量［1］。所以對于教師而言，在當前《平法識圖》課程教學中存在很多不容忽視的問題，這已經成為課堂教學中不容忽視的問題。

二、BIM 技術在《平法識圖》課程教學中的優(yōu)勢

BIM 技術的出現(xiàn)可以幫助學生完成從二維平面向三維建筑模型的跨越，在課堂教學中，學生在學通學透三維模型信息后可以深入領會施工圖的設計意圖，掌握關鍵構件之間的相關關系，進而將《平法識圖》課程中的知識點與三維模型整合在一起，原本二維圖紙上無法明確的構件空間信息都可以在三維模型上得到對應，進而降低了學生學習難度［2］。從應用現(xiàn)狀來看，借助Revit 三維建模技術可以直接展示二維平面圖中的鋼筋信息，根據(jù)圖紙內容可以幫助學生劃分鋼筋的位置及其排布信息等。所以相關學者也在研究中指出，BIM 技術與《平法識圖》課程的結合已經成為未來發(fā)展的必然趨勢，該技術的應用有助于增強學生空間想象力，提高學生學習水平［3］。

三、BIM 技術在《平法識圖》課程教學的應用方案研究

（一）實現(xiàn)理論知識與實踐的結合

現(xiàn)階段的平法識圖教學中所涉及的內容較多，如柱結構、剪力墻結構等。雖然傳統(tǒng)的CAD教學可以將上述關鍵構件的信息展示在學生面前，但是因為圖片信息過于復雜，導致相關細節(jié)處理效果不理想，最終影響了教學效果［4］。而在當前教學中，教師通過BIM 技術則可以有效解決上述問題，例如教師可以借助BIM 模型將圖紙的信息直接構建模型，經過數(shù)據(jù)信息設置、建立基礎模型等方法，以建筑物模型的方法來展示建筑物的相關細節(jié)信息，確保每一樓層、每一構件的參數(shù)均符合圖紙的要求，可以顯著降低學生理解難度［5］。

例如，在BIM 技術的支持下，在平法識圖關于板鋼筋相關知識點的教學中，教師可以先構建一個BIM 技術模型，在形成三維視圖之后，根據(jù)模型信息來深化學生的判斷。例如，教師可以根據(jù)三維模型闡述板鋼筋錨固長度等相關信息，如根據(jù)模型仿真結果判斷板鋼筋為直錨還是彎錨等；之后根據(jù)模型的相關信息可以闡述板支座負筋向上彎折長度以及鋼筋水平距離梁中心的長度等，根據(jù)三維圖像的信息，教師在課堂教學中可以更加直觀介紹伸入端部的支座長度、伸入跨內的凈長和伸入跨內的彎折長度分別對應的鋼筋部分，深化學生的理解。最后，在三維模型的支持下，教師可以對照圖紙，讓學生近距離的觀察鋼筋的空間分布情況，并引導學生分別對比圖紙與模型資料后，深入了解鋼筋的排列等信息，進而掌握平法識圖的繪圖規(guī)則［6］。

（二）對課程教學內容進行優(yōu)化

從課堂教育教學角度來看，在《平法識圖》課程教學中教學內容的選擇與優(yōu)化方法關乎課堂教學效果。因此，為了能夠深化學生對知識點的理解，則需要教師在選擇課堂教學內容中能從學生理解能力入手，選擇一種簡單、高效的教學方法來提高教學效果。相比之下，BIM 技術可以多維度呈現(xiàn)建筑物的墻體、建筑鋼梁、墻體等資料，并從學生的知識點基礎入手合理選擇教學內容，這成為提高教學效果的關鍵點。

例如，針對部分同學在《平法識圖》課程早期無法掌握圖紙內容的情況，教師可以借助BIM技術建立3D 模型。通過模型中所介紹的鋼筋與相關構件信息，使學生先通過模型資料確定結構設計的關鍵點之后，再將目光放在設計圖紙上，對比模型與圖紙的資料后，讓學生能夠將兩者關鍵信息整合在一起，降低了學習難度。而針對圖紙中的關鍵結構，教師也可以先設置BIM 模型，以某樓梯項目為例，該項目中構建的模型結構如圖1 所示。

圖1 3D 模型結構圖

（三）激發(fā)學生學習興趣，提高教學效果

在《平法識圖》課程教學中，學生的學習興趣是提高教學質量的關鍵點，但是在傳統(tǒng)教學模式下，《平法識圖》課程的教學氛圍枯燥，影響了學生的學習效果［7］。所以，教師可以在BIM 技術的支持下創(chuàng)設開放、活躍的課堂教學氛圍，進而充分激發(fā)學生的學習積極性。

例如，在課堂教學中教師可以隨機列舉案例，如某建筑工程項目中框架梁柱體的寬度為700mm，并在BIM 技術的支持下建立模型；之后教師可以拋出問題：“建筑材料成本在工程項目總成本的占比較高，而本次研究案例的柱體的寬度為700mm，若將寬度改為600mm 可以減少成本，那么這種設計方案是否可行呢？”對于學生而言，顯然無法前往施工現(xiàn)場驗證寬度改進方案的合理性，若通過數(shù)據(jù)計算則費時費力。此時教師可以直接在BIM 模型上直接將原本的“700mm”寬度調整為“600mm”，模型對應構件參數(shù)也會發(fā)生變化，方便學生觀察參數(shù)調整后建筑物穩(wěn)定性變化，進而對教師提出的問題進行判斷。而教師的這一做法會顯著增加學生探究積極性，引導學生動手實踐。同時，在BIM 技術仿真的背景下，學生根據(jù)仿真結果可以進行深入討論，根據(jù)仿真信息可以激發(fā)學生討論。例如，根據(jù)模型參數(shù)變化后建筑物結構出現(xiàn)的一系列變化，學生之間可以根據(jù)上述變化現(xiàn)象展開討論與探索，評估箍筋位置、混凝土構件參數(shù)等因素對整個建筑工程項目的影響。由此可見，在整個教學過程中可以借助軟件仿真參數(shù)展開討論，激發(fā)了學生學習的積極性。

（四）通過BIM 技術完成考核

開展《平法識圖》課程教學的主要目的是增強學生了解圖紙、運用圖紙的能力，而在傳統(tǒng)考核模式下，教師難以直觀評價學生在本堂課學習中的成果，而BIM 技術的出現(xiàn)則為教師評價教學效果提供了新的途徑。

例如，在課后評價階段，教師可以利用BIM技術鼓勵學生進行自查，如學生在充分了解圖紙信息之后制作BIM 模型，根據(jù)模型中所反饋的資料可以清楚了解其中的缺失項并進行彌補。同時，教師也可以采用類似的方法對學生進行考核等，根據(jù)學生在本堂課所學習的數(shù)據(jù)構建模型后，根據(jù)模型的完整性、精準性等直接判斷學生學習情況，解決了傳統(tǒng)教學模式下教師需要逐條核對建筑物信息的問題，提高了考核效率。而根據(jù)模型中存在明顯缺陷的情況則可以認為學生未充分提煉圖紙的關鍵信息［8］。

四、不同BIM 軟件在《平法識圖》課程中的應用方法

（一）廣聯(lián)達BIM 計量軟件在課堂教學的應用

在《平法識圖》課程教學中，教師借助廣聯(lián)達土建BIM 軟件可以在軟件模擬過程中任意設置建筑物剪力墻、柱、梁以及鋼筋等信息之后按照CAD 圖紙根據(jù)每一樓層構建BIM 三維模型資料，并在軟件中內置平法圖集與鋼筋工程量計算規(guī)則，通過這種方法可以根據(jù)模型數(shù)據(jù)匯總每個構件的土建與鋼筋工程量，并根據(jù)設計需求來調整任意樓層的鋼筋工程量等，甚至可以根據(jù)某一特殊部位形成鋼筋三維。

在《平法識圖》課程中教師可以通過鋼筋三維模型來通過不同符號來代表鋼筋不同的構造結構等，并且通過該技術也可以在平法圖集中了解建筑物柱、梁、基礎等部位的構造詳細數(shù)據(jù)等，判斷其中的鋼筋三維布置方案等，最終使學生了解建筑物中各個構件的分布等。同時，該軟件支持三維模型旋轉、縮放等功能，學生可以近距離觀察每個構件中的鋼筋構造信息與其他參數(shù)數(shù)據(jù)。

（二）鋼筋平法與計算仿真實訓軟件的應用

鋼筋平法與計算仿真實訓軟件也是一種成熟的BIM 功能軟件，在該軟件中增設了建筑物柱、墻、基礎、板等構件的三維模型，并且模型中也可以針對不同部位或者不同類型的鋼筋形成立體結構，教師在《平法識圖》課程教學中也可以調用模型來闡述相應的模型結構。與常規(guī)的BIM 模型相比，鋼筋平法與計算仿真實訓軟件的功能更加豐富，如在模型中可以針對不同結構、不同位置的鋼筋采用多樣化顏色，所以在模型解讀中學生可以根據(jù)顏色的差異進行辨別，最終將不同部位的鋼筋與圖集中相應的符號對應起來，加深了學生對鋼筋構造的理解，有效提高了課堂效率。

所以，從教學效果來看，在《平法識圖》課程中，教師可以借助三維模型來帶領學生練習，在BIM 技術的支持下隨時評估學生的學習情況，不僅可以提高學習興趣，也可以提升成績［9-10］。

五、結語

在當前《平法識圖》課程教學中，BIM 技術的出現(xiàn)有助于全面提升課堂教學效果，對于教師而言，BIM 技術成為激發(fā)學生學習積極性、轉變課堂教學方式的重要組成部分，對于整個教學過程有直接影響。因此，對于廣大教師而言，應該深入了解到不同軟件的特征，能夠從學生學習等實際情況入手合理選擇BIM 技術軟件，在充分發(fā)揮技術軟件優(yōu)勢的基礎上，才能進一步提高課堂教學效果，保障《平法識圖》課程教學目標實現(xiàn)，促進學生綜合素質的提升。