浅谈基于BIM技术的高职教育建筑工程制图与CAD课程改革
2017-07-25倪小真
(广东工程职业技术学院,广东广州,510520)
摘 要:未来工程建筑行业将以BIM技术为核心,实现工程全周期的信息及数据的关联统一、有序组织和共享。高职教育建筑工程技术专业的基础性课程——建筑工程制图与CAD的课程改革已迫在眉睫。结合高职教育的特点,从课程的传统教学方式入手分析,研究引入BIM技术的可行性以及进行课程改革的具体实施办法。
关键词:BIM技术 建筑工程制图与CAD 课程改革
BIM技术正在以破竹之势在工程建筑行业中引起一场信息化数字革命。未来工程建筑行业将以BIM技术为核心,实现工程全周期的信息及数据的关联统一、有序组织和共享。行业信息化技术的飞速发展,对高职教育建筑工程技术专业的基础性课程——建筑工程制图与CAD的课程教学带来了巨大的冲击,基于BIM技术的建筑工程制图与CAD的课程改革已迫在眉睫。现结合高职教育的特点,从课程的传统教学方式入手分析,研究引入BIM技术的可行性以及进行课程改革的具体实施办法。
一、课程的传统教学方式
众所周知,“甩图板”是工程建筑行业在20世纪最重要的一次信息化过程。通过“甩图板”,工程建筑行业实现了由绘图板、丁字尺、针管笔等手工绘图方式到以AutoCAD为代表的现代化、高效率和高精度的计算机辅助制图方式,极大地提升了工程建筑行业的发展水平。
目前高职教育中建筑工程制图与CAD课程的普遍教学方式正是结合手工绘图和计算机辅助制图的特点进行。课程在授课过程中分为两个阶段,第一阶段是建筑工程制图基础理论知识部分,而第二阶段是建筑CAD计算机软件实践操作部分。其中第一阶段授课以正投影法为中心,进行投影的基本知识、立体投影、轴测投影、图样画法等理论知识的学习,进而对建筑施工图、结构施工图和设备施工图进行全面的认知。在该阶段,学生开展手工绘图的实训,以工程施工图为载体,通过绘图板、丁字尺等传统手工绘图工具的使用,在绘图实践中进一步加深对正投影法的理论知识的理解。第二阶段的授课围绕熟悉和掌握AutoCAD软件的绘图、编辑、图层管理等命令展开,要求学生在掌握软件基本功能操作基础上,用CAD绘制建筑施工图、结构施工图,该实训可以同时培养学生对工程施工图纸的识读能力。
在高职教育建筑工程制图与CAD课程教学中,第一阶段建筑工程制图基础理论知识部分的教学方式,通常在多媒体教室进行,利用板书和课件等传统教学手段,在讲解到立体投影、轴测投影等涉及到平面图形和空间形体等内容的时候,往往会借助教学模型或教具来帮助学生理解,协助完成教学。该阶段的手工制图实训课程是在手工制图专用制图教室进行,学生在实训过程中能充分体验到老一辈工程设计人员伏案制图的艰苦,也培养了学生严谨规范和吃苦耐劳的工程素质。第二阶段建筑CAD计算机软件实践操作部分,授课活动和实训都是在电脑机房进行。教师通过教学系统实现对课堂教学的控制和管理,既可以向学生讲解软件的基本操作,又可以随时让学生在电脑软件上进行练习。
二、引入BIM技术的可行性
BIM技术涉及到工程项目的全生命周期管理的各个阶段,根据不同阶段的需要,可以划分为BIM模型创建、BIM模型共享和BIM模型管理三个不同的应用层面。其中BIM模型创建是利用BIM创建工具创建包含完成信息的三维数字模型。目前在国内外能够创建BIM模型的工具主要有Autodesk Revit系列、Digital Project等,其中在国内知名度较高,应用最广泛的是Autodesk Revit系列。Revit系列工具是以BIM为核心的三维建筑设计工具,除了可以建立真实的三维BIM模型外,还可以在Revit中生成图纸、表格和工程量清单等信息。由于这些信息都是来自于建立的BIM模型,所以当设计发生变更时,Revit会自动更新所有相关的信息,包括图纸、表格和工程量清单等。同时,完成建模后,可以查看到该项目的平面图纸、剖面图纸、三维视图和统计表格,Revit会把所有内容都自动关联在一起,并存储在同一个项目文件中。如果将建模的文件导入到Autodesk Navisworks软件,还可以实现建模空间的三维虚拟现实,也就是观察者可以在建立的模型中进行虚拟参观,形成更直观的空间体验。
Autodesk Revit和AutoCAD同属于Autodesk公司旗下的软件产品,是标准的Windows系统应用软件,但为提高软件的运行速度和数据处理能力,对电脑的配置要求较高。也就是说,对于高职院校而言,如果要引入BIM技术进行课程教学,除购买Revit软件外,主要的建设投资集中在购买高配置的电脑设备,该电脑设备也能满足原来课程第二阶段建筑CAD的课程教学。此外,高职院校还必须投入资金对教师进行相应的师资培训。
从以上分析可见,以BIM技术为核心的Revit建模工具已在国内有一定的应用基础,引入BIM技术开展课程教学是可行的。对于高职院校建筑工程制图与CAD这门课程来说,主要引入的是BIM模型创建,也就是通常所说的建模。
三、基于BIM技术的课程实施办法
基于上述对课程传统授课方式的分析,引入BIM建模技术进行课程教学的实施办法如下:
对于第一阶段建筑工程制图基础理论知识部分的授课也在机房进行,学生在教学系统的控制下,结合教师的讲解,进行投影基本知识的课件学习。在进行立体投影、轴测投影和图样画法等知识模块的学习时,教师须预先进行与授课内容相关的立体模型的创建,学生上课时通过导入教师已创建的模型,观察与立体投影、轴測投影和图样画法等知识相关的三维形体,从而建立更加直观的认识,这种学习的优势与传统多媒体教学的授课方式对比,学生的学习方式实操化,提高了学习兴趣和学习效率。在该阶段,课程实训仍然是在手工制图教室进行手工绘图。
对于第二阶段建筑CAD计算机软件实践操作部分,学生除了要完成CAD软件的学习,还要学习Revit软件,了解其与AutoCAD的区别,用Revit软件完成标高和轴网绘制,创建基本模型和楼层,生成立面图、剖面图和详图,标注和统计,生成效果图等一系列操作,学生在课程学习过程中同时掌握了两个工程绘图软件,建立了从二维平面施工图到三维模型图的过程。该阶段的实训改为用Revit软件完成一个简单工程的设计。
四、结束语
总之,通过引入BIM技术对高职教育建筑工程制图与CAD课程进行改革,既培养了学生的读图能力和绘图能力,又培养了学生的空间思维能力和空间想象能力,有效地达到了课程培养目标。
参考文献
[1]王永,王智博.基于BIM的建筑工程制图课程改革研究[J].西部素质教育,2016,2(11):70.
作者简介:倪小真,职称:高级工程师,研究方向:教研教改