BIM对建筑制图课程教学改革的影响

毛 新 奇

(青岛农业大学，山东 青岛 266109)



BIM对建筑制图课程教学改革的影响

毛 新 奇

(青岛农业大学，山东 青岛 266109)

分析了BIM技术对施工图绘制与阅读方式产生的影响，针对目前建筑制图教学中存在的问题，从教育理念、教学内容、方式、师资建设等方面，提出了该课程的改革建议，有助于培养出高素质的建筑专业人才。

BIM技术，建筑制图，教学改革，教育理念

0 引言

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)作为一种全新的理念和技术，20世纪70年代于美国最先提出，旨在通过建筑工程量化及可视化分析，实现降低成本与提高效率[1,2]。随后引起国内外学者和业界的普遍关注，并在世界很多国家和地区建筑行业得到了积极的推广应用[3]。BIM是借以数字化、可视化技术，集成建筑物所有相关数据信息的数字模型[4]。BIM模型以其在智能化、数字化以及模型信息关联性方面的优势，为参与建设工程项目的各方创建了一个便于交流的信息平台，进而在设计优化、节约造价、缩短工期、方便项目管理及维护等方面发挥重要的作用。BIM顺应了建筑信息化发展的需求，已成为解决实际工程问题的有力工具。

随着BIM 理念的推广，我国也逐步开展了BIM的本土化研究应用。2011 年5 月，住建部《2011—2015建筑业信息化发展纲要》的发布正式拉开了BIM在我国建筑工程行业应用的序幕。随后又正式启动了中国BIM标准制定工作，积极推进BIM在中国的规范化，制度化。国内地方政府和一些大型建筑企业也纷纷开展了BIM技术的推广应用。各方的积极参与，推动建筑业快速步入BIM时代，然而BIM技术人员的缺乏阻碍了该技术在行业中的应用。高校是培养建筑行业人才的重要基地，大学里开设BIM相关课程势在必行。作为高校建筑相关专业基础课的建筑制图，是与BIM技术紧密相关的课程，只有对传统的教学理念、教学内容、教学方式进行改革，才能适应行业发展的要求。

1 BIM对施工图绘制、阅读方式的技术革新

1.1 形体的表达方式由二维图纸变三维模型

受限于传统的技术手段，人们只能借助各种二维图形的组合来表达复杂的建筑形体构成。即使CAD技术的普及推广，也仅仅是提高了绘图效率，并未改变平面图形表达空间工程形体这一根本方式。而 BIM技术则直接给出包含建筑形体各种信息的三维数据模型，是形体表达方式的一次技术革命。它极大地克服了二维图表达效果的局限性(不直观、易出错)、各专业协同的局限性(相互独立、表达片面、错漏问题多)、设计变更的局限性(各图纸相互独立、无法关联更新)，以及项目后期维护管理的局限性(信息滞后，无法及时更新)。随着平板电脑，空间投影技术，VR，3D打印等新技术的不断涌现，如果工程人员能够轻易拥有可以显示BIM三维模型的终端设备，必将极大改变行业传统生产方式。未来建筑形体的表达成果也将由“交付图纸”改为“交付模型”。

1.2 BIM技术在生产实际中的先进性

随着人们对建筑美感和功能的更高追求，现代化建筑呈现出造型复杂以及内部设备管线繁多的特点，传统的二维图纸越来越难以把这些建筑物表达清楚。BIM 技术通过准确的三维形体建模和可视化特点，可以轻易实现建筑形体的真实描述。BIM平台还可以进行建筑、结构及各设备工程等不同专业图纸之间的碰撞检测，预先发现图纸冲突问题，实现各专业人员的协同设计，极大减少了项目实施阶段因图纸问题带来的停工返工，提高了项目管理效率和工程质量。BIM三维模型的信息完备性，使得出图工作高效且准确。BIM平台可以方便获得各种满足目前专业出图规则的图纸，甚至可以根据需要随时供应特定图纸，如更多的剖面图、综合管线图和综合结构留洞图等[5]。

2 目前建筑制图教学中存在的问题

建筑制图是土木建筑类相关专业非常重要的一门基础课程。随着BIM等行业新兴技术的不断应用，传统的制图教学已不能满足专业人才的培养要求，主要表现在以下方面。

2.1 授课内容与生产实际脱节

建筑制图课程主要由画法几何，专业制图和计算机辅助制图三部分组成，其中一些传统的授课内容与生产实际严重脱节。画法几何中如换面法、旋转法等知识点在建筑行业基本不用，还有一些知识点如截交线、相贯线等则过于复杂抽象，学生学习过程晦涩枯燥，实际工作中也较少涉及到[6]。而BIM技术中应用较多的三维视图则重视不足。专业制图中各图样存在离散化，片面化的缺点，无法对建筑形体做出整体描述，这对初学者来说很难做到通过各图样的识读达到对建筑形体的准确清晰的认识。目前，大多数的计算机辅助制图课程在教学过程中只是对AutoCAD等软件的二维功能进行学习，很少涉及三维建模的内容，而先进的BIM技术则更注重三维建模的应用[7]。

2.2 多媒体教学手段的简单滥用导致教学效果不佳

多媒体课件教学能使课堂的教学效果和教学质量得到显著的提高，但滥用过度也会带来一些问题。多媒体课件一般都是预设情景、课前制作的软件，又以幻灯片形式居多。课堂教学中，教师容易成为课件的放映员，绘图过程往往演示速度快，示范效果差。学生缺失了对绘图实践的直观体验，导致眼高手低，课上听得明白，课下做题困难。固定内容和情景的多媒体课件也难以适应动态变化的课堂教学情况。当教学情景改变时，无法对既定的教学内容和方式进行及时调整。机械的演示也会限制教师的讲解，不利于教学过程中的启发和扩展，不利于师生的互动交流，授课效果大打折扣。

2.3 新生专业认知缺乏，制约学习效果

建筑制图作为一门专业基础课，一般安排开设在新生入学当年。对于刚步入大学的新生来说，他们普遍缺乏专业基础，对于建筑形体及其主要组成构件没有直观的认识。学习过程中，学生很难仅仅凭借投影知识，通过对二维图纸的识读来确定实际的建筑形体和构件。有关调查表明，大部分学生对于平面图的识读能力有限，更无法将平面图形与建筑实体完全对应，而且思考过程需要花费大量的时间[6]。这说明建筑制图课程教学的授课效果不佳。

2.4 建筑制图课程的重要程度受到忽视

随着多轮高校课程教学改革的进行，建筑制图课程的学时被逐步压缩，即使是补充了计算机辅助制图的内容，总学时也不超过100学时。学时的压缩极大地限制课程新鲜内容的补充。制图课程在很多老师眼中也由重要的专业基础课变得不那么重要了，很多专业老师也不愿意承担该课程的教学任务。课程学时的减少和优秀师资的流失导致建筑制图课程教学质量难以保证。

3 改革建议

随着BIM技术在行业内的不断推广应用，为满足新形势下行业对人才的要求，建筑制图相关的课程体系、授课内容、教学方法等必须要做出改革。

3.1 改变教育理念

面对行业发展对专业人才提出的新的要求，高校教育必须跟上时代革新的步伐。从管理层到一线的专业教师均应充分认识到BIM技术即将给行业带来的技术革命。全体教师，包括建筑制图老师，都应主动了解行业的最新发展趋势，积极学习行业前沿技术，做到理论联系实际、教有所新、学有所用。要勇于摒弃传统教学中的一些僵化意识，转变“我教我的、你用你的”的人才培养理念，着力培养社会用得着、着急用的实用人才。

3.2 改革教学内容

考虑到BIM技术给行业即将带来的生产方式变革，必须对现有的建筑制图课程内容进行改革。既要对原有的内容进行考量取舍，又要适量补充新鲜知识。

画法几何部分在注重讲解基本投影理论的同时，应当简化甚至略去实际工程中用不到的如换面法、旋转法等陈旧知识点[8]。难度较大的相贯线、截交线这部分则应结合建筑工程特点，讲解常用的截交和相贯形式，而不是一味的求全求难，复杂形体的表达在三维条件下是很容易实现的。适当增加三维视图如轴测投影、透视投影的内容，未来会更多使用三维工程图样。

专业制图部分要充分考虑到学生对识读体量大、专业分工多的建筑形体的困难，选取难易适中、典型的工程图样举例讲解，不可贪大求全。具体授课内容则应充分考虑不同专业对图样内容及深度的阅读绘制的差异化要求，做到“因材施教”。适当补充BIM模型相关内容，有意识的灌输建筑形体整体表达的观念。BIM模型表达的建筑形体是包含建筑物所有信息的整体模型，提取相关信息的方式有多种形式，而当前的施工图表达方式只是局限于当前技术条件下的一种。

计算机辅助制图除了以绘制二维平面为主AutoCAD教学联系外，要扩展介绍多种绘图软件，使学生开阔思路，真正了解计算机辅助设计的含义，并逐步树立BIM技术中的全局理念[7]。应适当增加BIM相关三维建模软件的演示内容，有条件可以进行如Revit等软件的初步学习。有针对性地将BIM建模和后续课程中的BIM技术应用相结合，为专业课程学习打下良好基础。

3.3 改革教学方式

教学实践中要充分考虑到学生缺乏对建筑形体及其构件的直观认识这一客观情况，尽可能通过模型、动画演示、特别是实景参观的方式增加学生对图样描述对象的认知。课堂教学中课件演示速度不宜过快，应该留给学生一定的思考时间进行空间思维能力锻炼。提倡教师在黑板上完成部分手工作图，让学生直观体验正确、规范的作图方法和步骤。在绘图实践教学环节，要求必须完成一定量的手工绘图，既可以教会学生通过快速的手工绘图来表现设计创意，也便于养成规范高效的绘图习惯，有利于计算机辅助制图的学习。改变填鸭式教育，通过传统施工图的绘制和BIM建模的实践练习，让学生切身体验BIM模型和传统的表达方式各自优缺点，自发意识到如何才能更好地图示复杂的建筑形体，激发学生对新技术的求知欲望。

3.4 加大师资投入

为了更好地将BIM技术科学合理地融入传统教学中，急需加强高素质师资队伍建设。作为目前建筑行业最先进的信息技术，BIM技术绝不仅仅局限于对某个软件的熟练应用，它可以将工程项目的设计、施工及后期运营等整个生命周期很好地整合起来。所以围绕BIM教学改革应渗透到各门专业课程中去。将BIM技术引入到建筑制图课程中来，需要教师对教学内容、授课方式进行革新。这既需要教师个人及时了解行业新技术动向，做好知识储备和更新，更需整个专业教师团队的协同筹划，分工合作。同时BIM平台对计算机硬件的要求也较高。上述工作的开展都需要资金政策方面的大力支持。

4 结语

BIM作为建筑行业的新兴技术，在降低建筑成本，提高生产效率方面发挥了很大的作用，将有力地推进建筑产业化的发展。将BIM理念及技术吸纳到高校课程教学中，既重要又紧迫。但纵观当前教育现状，无论是BIM在专业课程体系中的全面融合，还是在建筑制图课程教学中的具体应用，并没有成熟的模式可以参考，这需要教师在教学过程中去做更深的思考革新和更多的实践探索。

[1] 张 帆,郭际平.基于建筑业BIM的发展和建筑类教育改革探索[J].改革与开放,2016(5):48-50.

[2] 杨 凯,胡桂梅.中美BIM技术发展应用对比研究[J].山西建筑,2015，41(32):235-236.

[3] 何清华,钱丽丽,段运峰,等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报,2012(1):12-16.

[4] 朱红光,易 成,王 鹊,等.BIM技术在土建专业教学中的应用现状及建议[J].教育教学论坛,2015(44):184-185.

[5] 张 翼,张诗奕,鲍戈平.漫谈BIM及其他——BIM之于绘图术[J].建筑技艺,2015(10):38-49.

[6] 张 龙,李十泉.BIM在土木工程制图课程中的应用[J].山西建筑,2015，41(29):254-256.

[7] 陈柯达.从CAD到BIM——建筑工程计算机应用类课程的改革思考[J].科教导刊,2014(35):68-69.

[8] 赵 鸣,吕 梅,李苏红.基于BIM的建筑工程图学课程改革与探索[J].吉林建筑工程学院学报,2014(4):81-83.

Influence of BIM on teaching reform of architectural drawing

Mao Xinqi

(QingdaoAgriculturalUniversity，Qingdao266109，China)

The paper analyzes the influence of the BIM technique on the construction mapping and reading approaches, and points out its reform suggestions from the teaching ideas, teaching contents approaches, and teacher team construction according to the problems in the current architectural mapping teaching, so as to enhance the cultivation of the high-qualified architectural talents.

BIM technique, architectural mapping, teaching reform, teaching idea

1009-6825(2016)16-0252-03

2016-03-23

毛新奇(1978- )，男，硕士，讲师

G642.0

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