BIM技术在房屋建筑学课程教学中的应用研究

朱俊杰

（武汉晴川学院，湖北 武汉 430204）

BIM是Building Information Modeling的简称，意思是建筑信息模型。其通过收集建筑工程项目整个过程的详细数据来建立建筑模型，然后利用建好的3D建筑模型模拟建筑物的真实参数对项目进行设计、施工和运营[1]。作为一种全新的理念和技术，BIM技术势必引领建筑业的信息化发展。借助BIM技术，推动高校课程改革是当前的发展趋势。为了探索BIM技术在工程管理专业课程中的应用思路、方法与效果，为其他课程教学改革积累经验，文章选择房屋建筑学课程作为试点，进行了初步尝试，并取得了一定的成效。

1 房屋建筑学课程现状

房屋建筑学课程是工程管理专业的一门重要专业基础课，它是研究建筑物设计的一门科学，包括建筑物平面设计、空间设计及建筑物构造等内容[2]。其既以土木工程材料、工程制图课程为基础，同时也是定额编制原理与工程概预算、安装工程计价与计量、建筑结构等专业核心课程的基础，在专业课程体系中起到承上启下的重要作用。房屋建筑学包括民用建筑和工业建筑两大板块内容，知识点多，涉及面较宽，重在培养学生掌握房屋建筑构造的知识，逐渐形成建筑设计的思维，具有从事一般建筑设计的初步能力[3]。

房屋建筑学课程多采用板书和PPT结合的多媒体教学方式，板书用来梳理章节逻辑结构，而具体知识点的讲解通过PPT进行展示。该课程一般开设于大一下学期，是学生最先接触的专业课程，此时学生专业知识空白，对建筑结构缺乏感性认识，仅通过课堂上PPT展示的二维图形难以建立生动直观的认识，达不到理想的教学效果，这也成为房屋建筑学授课面临的一大问题。而BIM技术的出现，无疑成功化解了这一难题。凭借BIM技术具有的可视化、模拟性、可出图性等优点，成功助力该课程实现教学改革，改善课堂效果，极大地调动学生的学习热情。

2 BIM技术在房屋建筑学中的应用

BIM技术在房屋建筑学中的应用本着“设计在后、理念先行”的原则，首先，在课堂教学中适时适量引入，使学生对理论知识有一定的了解；其次，在知识点讲解时通过PPT展示BIM模型，让学生获得直观的认识，深入了解BIM技术带来的变革；最后，通过课程设计和相关比赛让学生实操软件，以任务为驱动，灵活掌握知识技能，提升专业水平。

2.1 引入BIM设计理念，由点到面贯穿过程

BIM技术不是简单的软件堆砌，而是工程设计的理念变革。传统方式的施工图纸是将全部的设计信息通过二维图纸来表达，而BIM以建筑模型为载体，设计单位、施工单位、监理单位作为项目参与方，共用同一平台，共享模型信息，从而避免信息的滞后和不对等。这种模式是对传统的先设计后施工、设计施工两条线的颠覆，是建筑领域的理念变革。教师应当在该课程开始时适当引入BIM概念，让学生正确认识BIM技术带来的变革，为后期实操应用打下基础。

2.2 讲解构造知识点，二维升三维事半功倍

房屋建筑学作为专业启蒙课程，偏重于构造知识的讲解，但学生由于此时专业知识薄弱，在理解概念时稍显吃力。例如，在讲授屋面排水构造这一章节时，部分学生表示对于挑檐沟外排水的构造做法仅凭课本中的概念和插图很难建立直观认识，如图1所示。这时，教师可以利用Bimmake或Revit软件建立土建模型，通过旋转模型或对模型进行剖切等方式，让学生直观形象地观察认识，首先了解屋顶外排水的原理，进而通过模型讲解挑檐沟外排水是在屋面设有排水檐沟，檐沟内垫出纵向坡度，将雨水引向雨水口，进入落水管，从而达到合理排水的目的。三维模型观察配合二维图纸讲解构造做法，充分利用BIM技术可视化特点，达到事半功倍的效果。

图1 教材中挑檐沟外排水的插图

2.3 课程设计练实操，任务驱动提升效率

课程设计重在培养学生识图、绘图能力，通过这一环节，检验学生对课程理论知识的理解和运用，综合考查学生对建筑设计理论、设计过程和设计原理的掌握情况，锻炼学生查阅设计规范和图集的能力[4]。房屋建筑学课程设计一般安排2周时间，要求学生绘制出建筑总平面图、立面图、和剖面图，时间紧、任务重。若采用传统CAD绘图，工作量大，甚至出现少数学生抄袭或者套图的情况，效果不尽如人意。教师可以提倡学生采用Bimmake或Revit建模软件，实现快速建模出图，提升效率。通过软件操作，建立模型，既能夯实理论知识，也能提升设计水平，真正达到课程设计的效果。2017级工程管理专业某小组利用Revit建立的模型，如图2所示。

图2 某商业办公楼模型

2.4 积极参加BIM大赛，以赛促教扩宽视野

每年都会举办BIM相关比赛，包括BIM毕业设计大赛、BIM应用技能大赛等大型全国性比赛，教师应当鼓励学生积极参加比赛，让学生充分利用所学专业知识，理论联系实际，完成设计任务。以实际工程案例为基础，最大程度地模拟项目中的实际工作场景，触发实际工作当中可能会遇到的一系列问题，培养学生将所学知识转化为实际解决问题的能力及团队协助能力。让学生不再拘泥于课本，局限于校园，能够走出去，在更广阔的舞台展示自己，与更多更强的学生进行竞争交流，从而开拓自己的视野，加深对BIM技术的认识，提升个人能力。

3 BIM技术应用于房屋建筑学中的实施效果

3.1 培养全新设计理念，课程真正与时俱进

BIM不只是软件的更新，更是建筑理念的更新。房屋建筑学课程大多采用是中国建筑工业出版社的同济大学等四校合编教材，该教材内容翔实、体系完整、逻辑清晰，但缺乏BIM相关内容介绍与应用。教材内容应当和行业发展同步，这就需要教师在实际教学过程中，明确掌握该学科最先进的动向，将最为先进的内容包括最先进的建筑材料、最新的建筑构造、最先进的建筑技术等融入教学内容中，这样可以保证学生学习到最为先进的知识内容，能够跟上时代发展步伐，真正做到课程与时俱进，不断创新[5]。

3.2 加深知识点掌握，强化专业知识

教师在进行知识点讲解时，借助BIM技术中的建模软件，绘制相应的三维模型，将课本中的二维图形与三维动态模型展示进行有机结合，使原本抽象的知识内容更加直观地展现在学生面前。这有利于学生将学习中的重点内容与难点内容充分掌握，加深学生对知识点内容的理解，强化专业知识，从而具备深厚的理论基础。

3.3 锻炼动手实操能力，提升专业水平

利用BIM软件完成课程设计任务，参加BIM大赛模拟工程案例，这些实践教学环节都是围绕专业知识展开的，有助于帮助学生复习和巩固所学专业知识，培养其综合运用所学理论知识和专业技能解决工程实践问题的能力。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”通过课程设计和参加比赛等环节，强化学生对房屋建筑的认识和理解，培养建筑设计思维和理念，切实提高学生的实践及创新能力。

3.4 培养复合型人才，符合行业需求

我国现阶段推广应用BIM技术时间不长，应用BIM技术的工程项目也十分有限，建筑行业BIM技术专业人才的需求缺口非常大，迫切需要复合型的高素质人才。通过结合BIM技术对房屋建筑学课程进行改革，创新人才培养模式，提高工程管理专业学生的专业素质，促进建筑行业的现代化信息发展。以行业需求为导向，顺应市场变化，以培养符合未来社会市场需求的复合型人才为目标，为学生未来更好发展提供保障。

4 结论

文章从应用思路、方法和效果3个方面探讨BIM技术与房屋建筑学的结合途径。BIM技术凭借自身优势助力实现课程教学方式改革，充分调动学生学习兴趣，改善课堂效果，从而打破课程面临的瓶颈，实现教学方式的转变和创新。而专业课程中嵌入BIM技术顺应行业需求，以培养复合型BIM人才为目标填补行业缺口，二者双向借势，必将推动建筑业的快速发展。