建筑工程3D仿真实训平台在工程制图课程中的应用与研究

王影 吴姗姗

[摘           要]  现代科学技术不断进步，各行各业都出现了新的技术，在建筑工程领域使用3D仿真实训平台能够在很大程度上提升工程制图课程的教学质量，给学生带来立体直观的感受，辅助教师教学，提升学生的空间想象能力，帮助教师解决复杂的问题。探讨建筑工程3D仿真实训平台在工程制图课程中的具体应用，提出合理的措施，希望给教师提供一些参考。

[关    键   词]  建筑工程制图;建筑工程3D仿真实训平台;教学改革

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2019）31-0264-02

电子计算机技术改变了人类的生活和工作，BIM的应用越来越广泛了，很多制图软件快速发展，改变了传统的工程制图课程教学模式。BIM软件平台中的建筑工程3D仿真实训平台拥有仿真以及立体造型和机构运动等多种多样的功能，教师在教学过程中应用这些软件辅助教学，能够开阔学生的视野，极大程度上丰富教学内容，改变传统的教学模式，让学生能够深入参与到老师的教学过程中，在实际生产过程中，这些软件也得到了很好的应用，发挥了越来越重要的作用。

在调查中，我们发现很多学校教师在工程制图教学的过程中还没有应用BIM软件。现在电脑已经普及，学生在大学阶段拥有自己的笔记本电脑，大学电脑的操作越来越熟练，另外，学校的机房也会有现成的相关软件，这就给老师在工程制图教学的过程中应用BIM仿真实训平台打下了基础。很多学生在学习工程制图的过程中都会遇到学习兴趣不高、想象力不足的问题，有些学生甚至在考试的时候考出了十几分的成绩。老师在建筑工程制图的过程中引入3D仿真实训平台，能够不断创新教学模式，这也符合市场化需求，学生也要学会使用最新的电脑软件来制图。工程制图主要是以画法几何来作为基础，在教学过程中，老师要给学生讲述相关的理论知识，然后就教学方法进行深入分析和研究，只有这样才能够提升学生的识图能力和手工制图能力。在本学期的工程制图教学中，我们选取了一个实验班进行建筑工程3D仿真实训平台教学，另外一个班进行传统的教学，通过对比实验发现，建筑工程3D仿真实训平台应用到教学过后，取得了以下成效。

一、提升学生的学习效果

BIM是应用于工程设计、建造、管理的数据化技术，在欧美发达国家迅速推进，如美国已推出国家BIM标准，BIM经理、BIM工程师等新型职业应运而生。建筑工程3D仿真实训平台在很大程度上提升学生的计算机绘图能力，过去，老师在教学过程中先给学生详细讲解工程制图，然后再给学生讲BIM相关内容，实践证明，这种教学方式容易导致教与学出现脱节现象。新时期，老师在教学的过程中也要不断创新，改变传统的教学方式，老师在教学的过程中要把相应的计算机制图部分和工程制图结合在一起，改变自己的教学理念。在实际调查的过程中，我们发现很多老师课堂上仍然是以自己为主，给学生介绍相关的图形理论，以此来训练学生的空间想象能力，但是现在的学生见识过很多新鲜的事物，如果老师在课堂上一味采用死板的教学方式，那么学生对这样的教学方式完全不感兴趣，在这样的情况下，也很难提升学生的空间想象能力。现在经济和社会不断发展，在教育教学过程中，要以就业为导向，培养学生的知识能力以及学生的制图能力，传统情况下都是以手工图为教学重点，这种教学模式，学生学习的速度比较慢，而且在修改过程中效率也不高。现在科学技术不断发展，老师可以充分利用计算机技术，利用3D仿真实训平台，提升学生的电脑制图能力。更新自己的教学理念，和新的课程改革结合在一起，进行一体化的教学。把对学生的理论，学习能力培养和实践技能结合在一起。充分利用3D仿真实训平台，加快学校教学理念和教学内容的改变并在此方面不断探索。工程制图中有很多和画法几何相关的内容，而画法几何的内容理论性比较强，比如说直角投影定理、直角三角法求夹角、平面相交判断可见性、旋转法等，而这些内容的逻辑性和理论性相对来说比较难，学生不容易掌握，有较高的学习强度。因此在学习这些知识的过程中，学生感到学习起来非常困难，在调查中我们发现有很多学生从这个时候开始就抵触学习工程制图这门学科。很多多媒体课件在对这部分内容介绍的过程中有动画或者是立体的模型，表面看起来能够帮助学生对此部分知识进行理解，但是这些多媒体技术仅仅是从某一个视角来录制的，仅仅是简单介绍了定理形成的过程，并没有对定理进行多角度解释，并没有给展示变换投影面。学生为了学习更多的知识，只能自己再进行深度学习和理解，而有些学生自制力比较差，他们不会自主学习，所以就造成学生知识理解不透彻的情况。现在，出现了建筑工程3D仿真实训平台，可以帮助学生解决在学习中遇到的困难，这些制图软件操作起来比较简单，老师对学生培训以后，学生可以掌握点线面，以此来建模，学生可以根据自己的理解加上老师的讲解，针对课本上的定理建立模型，然后展开多角度的学习，而且还可以随意切换投影面，自由演示店里的各个情况，进而提升学生的学习效果。

二、提高学生的空间想象能力

在工程制图教学的过程中有很多是涉及立体的内容，如果学生的空间想象能力不足，那么便会影响老师的教学效果。在调查中我们发现学生做组合体和相关体的作业的过程中会出现各种各样的错误。学生把圆画成正方形，把曲线画成折线，把椭圆换成菱形，显然这些知识老师在上课的时候都给学生讲过，但是学生并没有掌握得很好。如果学生的作业题和课本上的例题非常相似，那么学生的正确率就很高，但是如果老师稍微给学生增加一些难度，对于知识点稍作变化，或者是融合，那么学生的正确率就降低了，而这也反映出学生在学习过程中只是掌握了课本表面的知识，并没有进行深度加工，变成自己的知识。学生并没有掌握融合以后的知识。而现在利用建筑工程3D仿真实训平台能够很好地解决这个问题，在这一平台上建模，相对来说比较简单，有拉伸和旋转几个命令。这样学生就能够自己完成立體建模，学生可以根据自己的学习情况建立模型，然后拖动鼠标进行360度空间展示。学生能够看到一个立体的各种各样的姿态和各个投影面，甚至也能够直接生成三视图，学生自己对照资料，就能够进行学习了。在学习过程中能够达到事半功倍的效果，极大程度上提升了学生的空间想象能力。

三、培养学生的学习兴趣

BIM技术在建筑的全生命周期进行数据的传递与共享。把建筑CAD与BIM技术结合，做到“1+1>2”的效益。在调查中，我们发现有些学生在学习的过程中没有主动性，对于这门课程没有学习兴趣，尤其是在课堂教学中能够很明显地看出来，学生上课无精打采。一开始，给学生讲直线关系的时候，就能够看出来，到了后面的组合体以及立体相关的知识，这种现象更为严重，个别学生甚至上课睡觉。在课堂教学的过程中，老师能够很好地解决这个问题，在教学过程中该平台功能非常多，而且能够渲染课堂氛围，提升学生对这门课程的兴趣。现在的学生有很多新奇的想法，而该平台的应用能够很好地让学生实现自己的想法，学生要想更好地运用这项技术，就要学习工程制图中的知识，这样就形成了良性的循环，提升了学生对工程制图这门课程学习的积极性。老师在教学的过程中应用BIM制图，学生在学习的时候学会了实际操作技能，非常想自己试一试。这时候老师可以给学生创造机会，组织制图比赛，让学生参与进来，通过比赛能够进一步加深学生对制图知识的理解，体现学习的连续性。

通过对实验班和普通班的学生进行问卷调查，从学习兴趣、空间想象能力和他们的作业完成情况进行统计分析，统计分析图如下图所示。

综上所述，BIM不只是软件，更是一项技术，在国家政策的推动下，BIM在中国迅速推广和应用，如同当年CAD代替手工绘图一样不可逆转。学校利用3D仿真实训平台能够很大程度上提升老师的教学质量，培养学生的空间想象能力，培养学生对工程制图的学习兴趣。还能够让学生把相关的知识联系得更加紧密，适应未来工作岗位的需求。

参考文献：

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[3]何斌，陈锦昌，陈炽坤.建筑制图[M].北京：高等教育出版社，2005.

[4]张占伟，卫国芳.高职“建筑工程图识读”课教学改革实践[J].教育与职业，2010（14）：141-142.

编辑 武生智