基于BIM技术的工程制图课程改革探究

李秀换

（辽宁铁道职业技术学院，辽宁 锦州121000）

1+X 证书制度是《国家职业教育改革实施方案》确定的一项重要改革举措，是职业教育领域的一项重大制度创新。2019 年6 月，辽宁铁道职业技术学院（以下简称“我校”）成功申报了“1+X”BIM 初级证书考试试点，专家指出试点院校是“1+X”证书制度试点工作的实施主体，应将“1+X”证书制度试点与专业建设、课程建设、教师队伍建设等紧密结合，推进“1”和“X”的有机衔接，提升职业教育质量和学生就业能力。通过试点，深化教师、教材、教法“三教”改革。

当前，现代化教学手段日新月异，工程制图已经从原来耗时费力的手工制图过渡到BIM 的新阶段，通过查阅相关文献，各职业院校相关学者都在探索基于BIM 技术在《工程制图与识图》的应用，以及基于BIM 技术的工程制图课程复合型教学改革，探讨如何在课程中融入BIM 技术。有学者认为运用BIM 技术的可视化特点对课程内容及教学方法进行改革，使二维教学与三维教学有机融合，弥补传统课堂教学中存在的不足，解决制图课程的教学难题，降低空间思维的难度，提高学生的学习兴趣和教学效果，有利于进一步提升职业教育水平。也有学者认为将BIM 技术融入制图课堂教学中，让课堂由传统的二维平面图教学过渡到以BIM 技术为核心的三维模拟空间教学，效果无疑是显著的。因此在新形势下探讨如何引导学生主动学习，激发他们对工程制图课程的兴趣、提升课堂教学的效果成为制图教师必须讨论的课题。

本课题是在前面学者研究理论的基础上，结合我校专业特色，研究将BIM 技术引用到铁路工程制图的教学改革当中，探索基于BIM 技术的铁路工程制图教学理念的转变，课程内容的整合，以及BIM模型的创建。

1 基于BIM 技术的工程制图课程改革探究

1.1 教学理念的改革

工程制图已经从原有繁复的手工绘图、二维图形的表达逐渐向计算机绘图过度，如今将BIM 技术引入进来，工程制图又将实现从计算机二维绘图到三维绘图的迈进。通过BIM 技术的辅助，一是可以弥补学生因空间想象能力不够影响学习进度的难题；二是可以改变学生对工程制图的认知规律从三维立体→二维平面→三维立体转变为三维立体→三维立体→二维平面，增强了学生对二维图形的识读、绘制能力，激发学生对于工程制图的学习兴趣；因此教师应改变原来教学中通过不断的习题练习，提升学生掌握知识点和增强学生空间想象能力的方法，而转为通过BIM 辅助教学改变学生对工程制图的认知规律。

1.2 教学内容的整合

基于BIM 技术的工程制图教学内容整合要结合铁道工程对本专业学生的识图、制图的要求，遵从“实用为主，够用为度”，进行教学内容的整合，弱化点、线、面的知识讲解，突出“体”的地位。具体可按以下模块进行学习。

学习模块 学习任务模块一：制图基本知识 1．1 铁路基本制图标准认知1．2 几何图形绘制2．1 投影法、形体三面投影图2．2 简单形体投影的绘制模块二：体的投影

2．3 截切体投影的绘制2．4 组合体投影的绘制2．5 其它投影图认知2．6 剖面图认知及绘制2．7 断面图认知及绘制模块三：轴测投影 3．1 平面体正等轴测图的绘制3．2 正面斜二轴测图的绘制模块二：体的投影模块四：铁路工程图识读4．1 钢筋混凝土结构图识读4．2 铁路桥梁工程图识读4．3 铁路涵洞工程图识读4．4 铁路隧道工程图识读4．5 铁路线路工程图识读

原有的课程结构包括六个教学模块，分别为制图基本知识、投影基础、立体的投影、轴测投影、表达物体其它常用方法、铁路工程图识读。按照该教学模块进行讲授是按照由易到难，先理论后实践的思路进行，但也让部分内容呈现分离式教学。例如学生无法树立连贯的知识体系，平立剖图纸无法相互联系，导致脑海中的三维模型无法建立。因此我们在体的投影这一学习模块中，借助三维模型从投影图的形成→简单形体投影绘制→组合体投影绘制→其它投影图→剖面图→断面图，将这种分离式的教学内容整合为一个整体。围绕该三维建筑模型，系统地对施工图的识图及制图的相关内容开展教学，形成完整的知识体系。

另外还可以精简原有课程中较为理论性的知识点，借助以往教学经验，学生在学习轴测图的形成及绘制这部分知识时感觉吃力。通过调查，学生对轴测图的形成不易理解，甚至不能区分正轴测图和斜轴测图的区别。而借助真实的三维立体图形，通过在软件中旋转形体，让学生直观了解轴测图的形成。从而大大减少了讲解轴测图形成所花费的时间。

1.3 教学方法的改革

铁路工程制图的传统教学手段主要是板书加PPT 模式，PPT 可以展示简单的文字和图片，但对于提高学生的空间想象能力收效甚微。利用BIM 技术中的Revit 软件建模，建立教学资源库，统一建立教学中所需要的二维图像及三维形体。依托教学平台，课前采用任务驱动法发布本节课的教学任务，学生可以在课前预习观看、课中重点分析、课后强化拓展，实现所想与所见一致，降低空间思维的难度，引导学生主动训练空间思维。

1.4 三维模型库的构建

利用Revit 三维建模软件，创建课程中简单形体、截切体、组合体、桥梁、涵洞、隧道的三维模型库，并将绘制过程录制视频，上传至网络教学平台。

2 课程改革预期达到的效果

（1）利用BIM 的三维虚拟建模技术，将课程中的二维平面图形转换为三维模型，借助三维模型学生对工程制图的认识可以由三维空间实体向二维平面图形转化，从而熟悉了二维图形的绘制过程。接下来我们再锻炼学生从二维平面图纸到三维空间实体转换就变得更容易一些，解决了学生因空间想象能力差造成的学习难题，激发了学生的学习兴趣。

（2）利用BIM 三维模型，通过旋转、断面、剖面等命令，可以从各个方向和角度观察三维模型。帮助学习理解和掌握轴测图、剖面图、断面图、其它视图的形成及绘图原理。逐步实现学生自主识读工程图纸的目的。

3 结 语

随着1+X 证书制度的不断推进，BIM 技术的研究和运用不仅应用在工程施工行业，作为“1+X”证书制度试点工作的实施主体，高职院校要将“1+X”证书制度试点与专业建设、课程建设、教师队伍建设等紧密结合。工程制图是BIM 技术的基础学科，我们通过引入BIM 建模，在新的教学理念下应用现代化的教学方法和手段培养学生学习兴趣，提高学习的积极性，增强学生的制图和识图能力。