运用BIM技术的建筑识图与构造课程教学改革探究

曹 小 平

(江苏省交通技师学院，江苏 镇江 212028)

运用BIM技术的建筑识图与构造课程教学改革探究

曹 小 平

(江苏省交通技师学院，江苏 镇江 212028)

对高职高专《建筑识图与构造》课程传统教学中存在的问题进行了分析，提出了将BIM技术运用于该课程教学，可以帮助学生掌握施工图的识读，并培养学生BIM软件的操作与应用能力，提高教学质量，并提出了有针对性的改革思路。

BIM，教学改革，建筑识图

建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)是以建筑工程项目的一系列相关参数信息作为基础，建立多维信息模型，并通过数字化信息技术手段仿真模拟真实状态下建筑物构件所具有的信息，被工程界誉为是继CAD之后的又一项革命性技术。BIM技术的应用前景非常广泛，在城市大数据管理、智慧城市建设、建筑产业信息化建设、建筑业“互联网+”和建筑全产业链向“精益、智慧、绿色”的方向转型升级等方面发挥了不可替代的作用，其应用领域从建筑工程拓展到铁路、公路、地铁、桥梁、水电等工程，它具有三维可视化、模拟性等显著特点。

《建筑识图与构造》是高职高专院校建筑类专业必不可少的一门重要课程，目的在于使学生通过本门课程的学习，掌握基本的制图知识、投影知识、房屋的构造组成及各组成部分的构造原理、构造方法及房屋建筑工程各专业工种施工图的常用图例符号及识读方法等内容[1]。不仅为后续《建筑工程计量与计价》《建筑施工技术》等相关专业课程学习提供了必要的基础知识和技能支撑，而且是建筑类学生必须掌握的一项基本技能。由于高职高专的生源基础知识相对比较薄弱，学习积极性不高，理论接受能力较弱，空间想象能力较差，尤其是在施工图由二维到三维的认识比较困难。如果采用传统的文字、图片及PPT等方式教学，则无法满足教学的要求，教学质量较差。而在传统教学模式中加入BIM计算机辅助手段可以很好地培养学生的感性认识，有助于学生掌握民用和工业建筑构造的组成和基本构造原理、常见的构造做法及施工图的识读能力，进而掌握本门课程的相关内容。

1 《建筑识图与构造》课程教学现状及存在的问题

目前，大多数院校主要是通过老师讲解典型的工程案例、借助房屋结构模型和工地现场教学等方式，来完成本门课程教学。此类传统的授课方式存在诸多不足，主要表现在以下方面。

1)教学内容方面。如组合体投影部分的截交线、相贯线等过于复杂抽象，学生很难想象一个几何形体经过截交或相贯后的投影图形[2]；剖面图、断面图部分，学生的空间想象能力差，很难画出剖断后的图形；根据三视图画轴测图部分，学生很难将二维图纸和三维实体结合起来，不知从何处画起，学生学习过程晦涩枯燥，学生缺乏兴趣和信心。2)教学手段方面。由于《建筑识图与构造》课程内容抽象复杂，相当一部分学生缺乏空间想象能力等原因，大部分院校都会安排学生到施工工地现场，对照实物，通过观察、分析讲授相关内容。现场教学不可置疑具有直观性、参与性等特点，对于该门课程的教学有一定的帮助，但也存在很多弊端，诸如现场施工进度及内容与学校关于教学的进程及内容要求不统一，短时间内大量学生进入施工工地对施工进度造成一定的影响，也给施工现场管理带来极大的安全隐患，很多单位都不愿意接收学生到工地现场教学；同时，施工现场的较差的教学环境，学生管理难度较大，这些都不利于学生深入学习。为了解决工地现场教学的难题，近几年也有一些院校建造实体比例建筑模型，不过由于该模型建设投资较大，一般投资均需在200多万～500多万，而且建成后所展示的知识点也是数量有限，并不能满足实际教学需求。3)教学效果方面。作为教学辅助手段之一的PPT多媒体教学，在课堂教学中的运用非常普遍，对提高教学质量和效率起了很大作用，但与此同时，它对课堂教学也存在许多问题。一是课堂的主导权被预先设计的PPT所束缚，缺乏自然和富有成效的生成性的课堂。二是PPT课件的放映要讲究技巧，有些老师PPT掌握的不够熟练，上课时把主要精力集中在如何熟练地使用PPT，忽视肢体语言，缺乏师生的互动交流。三是由于PPT课件的制作需要花费大量的时间和精力，很多老师都是未经加工直接“拿来主义”，而这些PPT多数都是粗制滥造，这些都影响了课堂效果，授课效果大打折扣。4)课程学时方面。近年来，随着职业教育课程改革的不断深入，一体化课程的比例不断地加大，理论课时数不断地减少。因此，理论性较强的《建筑识图与构造》课程，学时数正面临着不断被压缩的局面，而新技术、新知识的不断涌现，必然导致课时少、内容多与综合应用能力要求不断提高之间的矛盾日益突出。5)学生及企业反映方面。近几年，我院对建筑类毕业生和用人单位进行了跟踪调查，调查结果发现相当一部分学生识读房屋建筑施工图的能力较差，更无法将二维图纸展示的平面、剖面、立面的施工图与建筑实体进行对应。学生普遍反映更希望看到直观的、形象的、容易理解和掌握的三维建筑信息模型，而且基于CAD平台的传统二维图纸，所反映的建筑信息数量有限，也很抽象，学生需要将平面、立面、剖面等三视图结合起来才能理解所反映的信息，这无疑增加了学生识读的难度。

总之，运用传统的教学方法学生缺乏兴趣，学习积极性不高，学生掌握的不够好，课堂教学效果差。

2 BIM技术在《建筑识图与构造》课程中的应用

BIM建筑信息模型采用一种三维的立体实物图形来展示建筑物及其构配件[3]，而且能够进行任意角度旋转和不同方位的展示，这不仅有利于创设教学情境，激发学生探究新知识的兴趣，弥补学生的空间想象力不足的缺陷，而且能够使学生更易于理解课程内容，使教学内容形象、直观、易于掌握。具体表现在以下方面。

2.1激发学生兴趣

在几何作图部分，对于难度较大的相贯线、截交线部分，借助BIM三维信息建模可视化、模拟化等特点，可以帮助学生快速建立起空间关系，形成复杂形体的相贯线和截交线[2]。在专业识图部分，通过BIM技术对整栋建筑进行虚拟建模，全方位的展示了一个“真实的建筑”，并借助BIM技术同步生成的平、剖、立面，实现图和物的一一对应，使原本单调的二维图纸变得具体生动起来，使识图过程由枯燥的想象变成了有趣的体验，激发学生学习兴趣，对建筑物及其内部结构有了清晰而完整的认识。

2.2改善教学手段

利用BIM软件的虚拟漫游功能，可以克服工地现场教学的弊端，使学生体验到深入工地现场的身临其境的现实感，帮助学生对建筑物的形体、组成、构造节点、连接及做法等内容的理解和掌握。譬如在屋顶学习时，借助于三维建筑模型，能迅速理解屋顶类型、排水方式、屋顶的构造、泛水、檐口、雨水口、天沟、屋脊等内容，明确各细部构造的位置、种类、材料、做法、连接关系、常规尺寸等。

2.3提升识读施工图的能力

工程图纸是工程师交流的“语言”，作为建筑类学生熟练掌握施工图识读是必备岗位能力之一。然而，目前结构施工图中都是采用平面形式的平法标注来表达三维的基本构件，对应用图纸的人员来说需要将平面信息转化为三维构件图，首先要能够构思出三维建筑，这无疑增加了识读的难度。尤其对高职高专院校的学生来说，他们更缺乏空间的想象能力，读懂图纸的难度就可想而知了。而采用BIM技术建立具有直观性的三维信息模型，能够直观明了展现房屋的节点构造，将晦涩难懂的二维平面图转化为实体可见的三维图，极大提升学生识读建筑施工图的能力。

2.4节约课时，提高授课效率

在未引入BIM技术之前，许多高职高专院校都是采用与AutoCAD学习与应用相结合的方式来讲授这门课程[4]，利用AutoCAD建立三维模型来帮助学生理解，但使用AutoCAD建模耗时长、操作复杂、精确度也不高。利用专业BIM建模软件，比AutoCAD软件操作起来更加方便，运用其模块化设计，可以快速建模，节约了建模的时间，极大提高授课效率。

3 改革建议

未来，互联网+BIM技术必将对建筑业产生更加深远的影响，BIM技术将成为建筑业的主流，为满足新形势下建筑行业对高素质技能型人才的需求，《建筑识图与构造》课程内容、教学方式等必须要做出改革。

3.1改进教育理念

在当前建筑行业数字技术不断迭代的进程中，随着BIM技术的不断推广和深入实践，职业教育必须跟上建筑信息化发展步伐，各职业院校相关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，主动了解行业的最新发展趋势，积极学习包括BIM技术在内的行业前沿技术。

3.2改革课程内容

以岗位能力为导向，着重突出学生建筑施工图的识读，结合工程实际讲述常用的相贯、截交线等内容，而不要求多、求全。考虑未来会更多使用三维工程图样，应适当增加透视图、轴测图内容，并将未来主流的设计BIM技术贯穿到日常的教学当中。

3.3改革教学方式

教学实践过程中应将以线条为最小单位的2D形式的平面、剖面、立面图识读与绘制和BIM三维建模的实践练习相结合，让学生切身实践，体验BIM模型和传统施工图的表达方式各自优点和局限性，合理选用图示形式，更好地表达复杂的建筑形体。

3.4加大师资投入

各院校应结合自身情况，通过多种形式、多种途径，坚持“走出去、请进来”相结合，加强BIM师资队伍建设，提高教师BIM操作应用水平。一方面，应充分认识到BIM的重要性，给予充分的政策和资金支持，加大教师BIM培训力度，提升教师BIM技术应用能力；另一方面，采取校企合作方式，聘请具有丰富工程经验的BIM技术的专业人才到校兼职任教，缓解职业院校BIM教学师资力量薄弱的现状。

3.5开设BIM课程

住建部《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》及《关于推进BIM技术在建筑领域应用的指导意见》中，明确指出BIM技术将会成为“十三五”期间我国建筑业信息化的主流技术[5]。因此开设BIM课程，一方面可以使学生掌握BIM技术，同时将BIM技术融入到《建筑识图与构造》课程教学中，不但有利于学生掌握识读施工图的能力，而且也有利于培养学生BIM软件的应用与操作能力。

4 结语

将BIM建筑信息模型运用于《建筑识图与构造》课程教学活动中，是一种有效的教学方法改革，可以激发学生的兴趣，调动学习积极性，培养看图、画图、识图和空间想象力，发挥创造性潜能获得最佳的知识结构，能够提高教学效率和教学质量。

[1] 王晶莹.BIM技术在《建筑识图与构造》课程中的应用[J].职业技术,2016(4):66-68.

[2] 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):254-255.

[3] 周 杰.BIM技术的施工实践[J].科学时代,2013(29):93-94.

[4] 王建超,张丁元,周静海.BIM技术在建筑类高校专业课程教学中的应用探索——以沈阳建筑大学为例[J].高等建筑教育，2017(1):161-164.

[5] 徐桂明.BIM视野:高职土建专业课改困境的突围之道[J].教育教学论坛,2014,6(33):11-16.

ResearchonteachingreformofthearchitecturalrecognitionchartandconstructioncoursewithBIMtechnology

CaoXiaoping

(JiangsuJiaotongCollege,Zhenjiang212028,China)

This paper analyzes the existing problems in the traditional teaching of theArchitecturalRecognitionChartandConstructionof higher vocational colleges, and puts forward the application of BIM technology to the teaching of the course, which can help students master the reading of construction drawings and train students’ BIM software operation and application ability, improve the quality of teaching, and put forward a targeted reform ideas.

BIM, teaching reform, architectural recognition chart

G642.0

A

1009-6825(2017)26-0240-02

2017-07-06

曹小平(1982- )，男，硕士，工程师