BIM技术在《建筑识图与构造》课程教学中应用研究

2018-03-28

长江工程职业技术学院学报 2018年2期

(扬州工业职业技术学院，江苏扬州 225127)

《建筑识图与构造》是土建类专业的一门必修课程，也是重要的专业基础性课程，具有很强的实践性。当前该课程教学存在重视理论教学、轻视实践能力培养的现象，直接影响了学生实际识图能力发展与构造节点掌握认知。BIM技术的应用将大大提升《建筑识图与构造》课程教学的有效性，使抽象的教学内容变得直观起来，激发学生学习兴趣，调动学生的思考力和想象力。

1 BIM技术及优势概述

BIM技术即建筑信息模型，它是继CAD革命后的建筑业的又一次变革。BIM技术凭借自身的优势，迅速在建筑行业得到人们的普遍认同。BIM技术以建筑模型为载体，被广泛地应用到建筑项目整个过程，使项目参与者能够便捷地凭借BIM获取有效信息，保持高度的协同，大大提升了建筑产效。

BIM技术作为新兴的建筑建模技术，具有自身的优势，突出地体现在信息表现方面，信息具有联动性、集成性、关联性、协调性与直观性等特征。BIM技术主要借助三维数字制图工具，将数字化实体以数据的形式构建起来，而这些实体的特性与功能能够得到较好的表现，并且能够自动地进行关联与组合，无论是功能结构，还是在几何关系上，都体现出较好的整体效应，体现出联动性与集成性优势；基于BIM技术的软件系统以数据为基础，建立起一个三维立体模型，具有丰富而灵活的表现形式，有效融合二维、三维以及动态等表现形式，体现出关联性与协调性优势；在成果展示上，BIM技术能够将成果直观地呈现出来，可视性很强。BIM在《建筑识图与构造》的应用，必将使教学效率得到大幅度提升，推动《建筑识图与构造》课程教学变革。

2 BIM技术在《建筑识图与构造》课程教学中应用的必要性

2.1 丰富课程教学形式

在《建筑识图与构造》课程传统教学模式下，教学的主要形式是讲授，主要依靠CAD制图辅助教学。这种教学形式直观性不佳，而且难以较好地呈现《建筑识图与构造》课程教学过程中的教学重点与难点；BIM技术的应用，将借助建筑三维模型辅助教学，直观形象，也大大丰富了课程教学形式。

2.2 促进理论与实践整合

传统的《建筑识图与构造》课程教学，由于辅助教学手段有限，不能较好地直观地呈现教学内容。课程教学往往以理论教学为主，这种纯理论教学形式不仅影响了教学效果，也难以有效地将理论教学与实践教学结合起来。BIM技术应用则能够促进理论教学与实践教学有机整合，全面提升课程教学效果。

2.3 降低学生学习难度

BIM技术推动了建筑信息建模，它在《建筑识图与构造》课程教学中的应用，改变了传统借助平面制图教学的现状，呈现在学生眼前的不再是平面图，而是立体化模型，能够直观、动态地呈现教学内容，而且具有隐藏功能，根据信息呈现的需要，隐藏不必要的构件，突出重点信息，大大降低了学生学习难度。

3 BIM技术在《建筑识图与构造》课程教学中的应用

《建筑识图与构造》课程教学内容具有抽象性特点，需要学生发挥想象力，学习难度大，最有效的方法是带领学生进入施工现场，现场讲学，这种做法又不切实际。BIM技术的应用较好地解决了这一问题，教师可用BIM技术，强化学生对建筑构造节点的认识，提升识图能力，较好地完成建筑节点测绘，并进行有效的查错补缺。

3.1 BIM细化构造节点，增强教学现场感

BIM技术能够建立起三维建筑模型，从而全面地、清晰地呈现出整个建筑的构造节点，例如建筑的基础与墙体、墙顶与屋顶、门窗与勾缝等。各个节点的呈现方式多样，既可以按照建筑施工的顺序加以呈现，也可以按构件呈现，以突出教学的重难点。

教师可以利用BIM技术建立起模型辅助教学，结合模型引导学生观察，使学生清晰地了解到各个节点的构造、用材与功能特点。这样有助于学生准确地把握各个构造节点，降低教学难度，将教学内容形象直观地呈现在学生面前，还可以能够带给学生现场感，激发学生《建筑识图与构造》课程学习兴趣。

3.2 BIM识别建筑施工图，丰富学生体验

学生对施工图识图的过程其实就是调动想象力，将平面图纸从二维向三维转变的过程，使平面的图纸变得立体起来，使学生详细地了解建筑的布局、造型及尺寸等，并通过对建筑构造节点详图的识读，从微观了解建筑节点，包括建筑节点的形状、详细的尺寸、用材与施工方法。

在该课程学习过程中，学生的学习往往受想象力制约，对于图纸的识别容易出现片面性，影响学习效率。BIM技术的运用将使这一现状得到改观。BIM技术凭借三维模型，不仅可以实现二维平面表达，而且又能进行立体化三维表达，教师在教学中可以灵活地进行二维与三维的切换，将图纸与建筑实体对照起来，既避免二维模式下教学的抽象性，又防止三维模式下学生想象力的弱化，提升学生识别建筑施工图的能力。

3.3 BIM测绘构造节点，实现顺逆双向互换

测绘建筑构造节点是该课程学习的一个重点，它与建筑构造节点识图是一个互逆过程。它需要引导学生测量BIM立体模型中的建筑构造节点，绘画出建筑节点的详细构造节点图，这一环节能够有效训练学生识图能力，并使学生识图能力得到大幅度提升。

例如在墙顶构造节点测绘中，学生在学习任务的支配下，根据《建筑识图与构造》课程学习要求，先行观察BIM立体模型呈现出来的墙顶，把握墙顶的形状、面积、厚度以及材料等，再测绘图纸。这样一个过程将有助于增强学生对图纸的识别能力，通过顺向与逆向互换，提升学生在《建筑识图与构造》课程学习中识图能力。

3.4 BIM查找缺点错误，强化学生认知能力

可以利用BIM进行查找缺点与错误。对于BIM模型中存有问题的个别化节点，可以在学习的后期，利用这一优势查询有问题的节点，并指出存在的错误，从而获得学生对知识掌握程度的全面了解，强化学生认知能力，使学生在实践中学会探索，提升学生分析问题与解决问题的实际能力，为学生运用知识解决建筑实践中的问题奠定基础。

4 BIM技术辅助《建筑识图与构造》课程教学过程

4.1 二维信息建模

《建筑识图与构造》课程教学准备阶段，教师要选择好教学所选用的建筑施工图纸，借助Revit软件，将所选用的建筑图纸或者构造图纸建立起二维模型。教师在课程教学过程中，可以借助二维模型向学生展示，使学生通过二维模型从总体上对所要认识的建筑图纸或者构造图纸形成整体认知，为从二维向三维的转变做好铺垫。

4.2 整体局部互逆展示

在学生借助二维模型形成整体认识的基础上，教师将任务图纸渗透在学习任务中，学生在任务的驱动下实施自主学习。教师根据教学任务，将二维模型遵循从整体到局部、从局部到整体的次序依次教学，通过互逆展示强化学生识读能力。例如，楼梯的认识如何引导学生从整体到局部？教师可以借助二维模型，向学生展示楼梯在模型中具体的空间方位，从而帮助学生从整体上对楼梯这一构件建立起概念；然后引导学生将之与剖面图进行比较，并且对楼梯这一构件进行聚焦，使楼梯从二维模型中突出出来，具体到楼梯的种类、踏步性质与数量，每一级踏步的层高、扶手设计等，使学生轻易地进行识读，其他构件的识读也可以运用从整体到局部的识读方法。

教师在教学过程中中，还可以将学习内容即识读的图纸导入REVRT软件，再在导入的平面图纸上建模，学生借助绘图展示，能够便捷地识读图纸的真实形态，最后绘制出其他多个建筑构件，完成三维建模，实现从局部到整体的逆向展示。在这一过程中，进行平面、剖面与立体的互相切换，大大提升了学生全面识图能力。

4.3 虚拟漫游展示

虚拟漫游展示需要教师首先利用REVRT软件，再利用Navisworks对建立的模型进行导入处理，从而形成虚拟漫游展示。这种展示形式由于借助动态模拟，展示效果更加逼真，学生的了解将会更加深刻，更容易激发学生识读兴趣，从而提升该课程教学效果。

5 BIM技术在《建筑识图与构造》课程教学中应用建议

5.1 合理定位BIM技术

BIM技术在《建筑识图与构造》课程教学中应用只是一种辅助教学手段。《建筑识图与构造》课程教学的目的在于促进学生专业素质发展。教师在利用BIM技术时，要立足于学生这一主体，发挥BIM技术在优化课程教学、激发学生学习兴趣等方面的优势。教师不能完全依赖BIM技术，要重视课程学习中学生与学生、学生与教师之间的学习互动，不能喧宾夺主，淡化了学生学习主体地位。