基于BIM技术的线上线下混合式建筑工程制图教学

程 婉

（沈阳城市学院，辽宁沈阳 110000）

2020年，教育学习方式从传统课堂走进网络线上教学，带来了前所未有的机遇与挑战。教师对于线上授课从开始的陌生逐步走向成熟，线上教学从本质上提升了教师的教学研究能力。对于一些软件项目实践课而言，通过网络教学，准确把握学生的学习方法和学习效果，以达到良好的操作能力，需要教师通过改变教学方法，改善教学策略和模式，使学生在网络学习过程中真正获得相应的知识和技能[1]。

1 CAD软件在教学中的运用情况

建筑工程制图是以AUTOCAD绘图软件操作、建筑工程施工图识图等为主要教学内容的课程。通过本课程的学习，学生能够了解建筑工程制图流程，熟悉工程制图相关规范，掌握建筑工程制图的相关要求及计算机绘图软件的操作方法，具备运用计算机绘图软件绘制建筑相关图纸的能力。

学习本课程后，学生能够正确识读图纸，使用计算机绘图软件绘制图纸。AUTOCAD这款软件已经在我国建筑、工业、机械等多个领域发挥着强大的二维绘图功能，对我国各领域的建设发展起到了至关重要的作用。但在教学过程中，学生缺乏对三维实体的空间想象力，利用CAD软件绘制平面图形时，对一些复杂图形的绘制和建筑施工图、结构图识读存在一定困难。学生初学CAD软件时，基本是以抄绘的方式对软件的各项绘图、编辑、标注等功能进行学习，这种学习方式过于基础和表面化。学生对建筑实物整体形态缺乏直观认识，对图纸识读能力差，缺乏正向设计能力。

2 BIM技术发展概要

建筑信息模型（BIM）技术的应用为建筑从设计、施工、运维提供了全方位、全过程的技术改革[2]。BIM技术具有可视化、可模拟、可出图及优化性等特点，将BIM技术应用于土建类专业课教学过程中，可以激发学生的学习兴趣，让学生在缺乏实践条件的情况下，通过BIM技术模拟真实情境，以建筑信息模型为载体，高度还原建筑，模拟建筑建设的全过程和管理模式，达到“所见即所得”的效果。

学生可以对建筑信息进行收集和整理，结合信息技术方面的知识，与实际施工技术相结合，更好地了解建筑本身存在的逻辑关系，进一步提高学习效果、提高教学质量。

3 BIM技术与CAD设计软件融合的必要性

BIM技术的发展被称为是建筑行业的第二次革命，成熟的CAD技术为BIM技术提供了支撑，掌握CAD技术是学习BIM技术的基础和前提，通过CAD技术的学习可以使学生了解和掌握建筑平面、立面、剖面、轴侧、结构施工图等图纸的设计方法以及识图技巧。BIM技术可以辅助CAD技术建立三维模型，使学生更直观地观察建筑建造的全过程。通过BIM技术碰撞检测，可以有效检查二维图纸中存在的设计不合问题，避免返工的情况，缩短施工工期，培养学生基本的建筑设计能力。

CAD软件可以创建三维模型，进行渲染和漫游，为学生学习和掌握三维模型建立提供了平台。CAD软件的三维设计功能受到了一定限制，无法从模型中读取建筑的实际使用信息，渲染和漫游功能也无法作为CAD学习的主要内容，通过CAD软件学习三维建模在实际教学中的运用没有普及。

建筑信息模型技术在三维建模方面提供了强大的功能和支撑，建筑信息模型技术最大的优点在于BIM技术软件几乎可以搭载建筑的所有参数，BIM技术提供了一个虚拟建造的过程，学生在学习如何建模的同时也学习和加深了对建筑各部分信息的理解。建筑的各项信息随着模型的建立同时储存在模型之中，学生需要的信息可以进行统计和调用，为建筑后期的建造和运维提供数据支撑。鉴于目前建筑设计建造技术要求的提高，通过对建筑工程制图课程内容的调整，增加了建筑信息模型的基础理论知识和操作技巧等课程的内容。

4 基于BIM技术的建筑工程制图课程

4.1 互动讲授

在授课过程中，CAD技术和BIM技术课程所占课程比例一致。学生先学习AUTOCAD软件，再学习REVIT软件，由浅入深对这两种软件的操作命令进行学习。两款软件均由ATUODESK公司开发设计，一些二维的绘图命令例如直线、圆、圆弧等基本操作命令基本一致，学习CAD软件可以为后续学习REVIT软件奠定基础。

通过CAD软件学习可以训练学生对建筑施工图、平面图、立面图、剖面图的认识，锻炼学生看图识图的能力。学生初步掌握制图能力后，主要学习REVIT软件构建建筑三维模型，例如墙体、结构柱、幕墙、族、体量等模型的创建方法。学习REVIT软件对不同建筑参数的编辑、建模、渲染等内容，可以使图形从抽象化到具体化、数字化，学生可以更直观地观察建筑的外立面和内部构造。

4.2 案例教学

本次课程将三层别墅作为案例进行教学讲解。通过案例教学可以使学生掌握软件的基本操作命令，了解绘图命令在实际操作过程中的运用方法，学生能够更快速和直观地掌握绘制技巧。学生通过对三层别墅各层平面图、立面图、剖面图、节点图的绘制，基本可以掌握CAD软件的绘图编辑命令，图层建立、尺寸标注、投影关系、建筑图例等内容的运用，基本掌握建筑图识图的能力。

REVIT软件是三维建模的过程，绘制时还需要借助二维图形的基本绘制方法建模。REVIT软件通过建筑不同结构、功能对绘制模型进行分类，使绘制建筑模型更具有针对性和专业性。利用REVIT软件选择需要绘制的结构后，需要对建筑结构进行编辑，输入建筑各部分的具体信息，使模型本身数字化。模型具体形状的绘制方法与CAD相类似，学生根据CAD绘制的三层小别墅平立剖图进行数据读取，基本可以建立小别墅的三维模型。

案例教学可以引导学生综合运用所学知识对案例内容进行分析推导，形成自己的观点或结论，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的学习兴趣，课程前后衔接得当，内容联系紧密，有助于培养学生自主学习的能力。

4.3 分组学习

根据学习的不同内容安排2次分组学习，学生需要分工协作完成图书馆二维图纸绘制以及该图书馆三维模型建立任务，形成完整图纸和三维模型的漫游，并在课上安排2次小组汇报。学生应根据小组任务的完成成果向教师和同学进行汇报，阐述绘制图纸和建立模型过程中遇到的问题和困难、解决方式、小组人员分工情况、软件开发情况、自学内容。该任务培养学生的图纸识读、绘制、建模能力，并培养学生团队协作能力。

4.4 实践教学

安排课外学时进行实践教学，学生通过课堂上对基本理论、软件基本操作的学习，在教师的指导下独立自主完成课外学习内容。通过十个不同的案例，例如某小学教学楼、宿舍、食堂等工程图纸，学生可自主选择绘制图纸，课下在规定的时间内完成二维图纸绘制和三维模型的创立，并配合设计说明，完成试验实训报告。在实践教学过程中，教师引导学生综合运用所学知识对案例内容进行分析推导，形成自己的观点或结论，培养学生分析解决问题的能力。

5 互联网技术给线上教学带来的机遇

线上教学突破了空间和时间的限制，给高等教育带来了前所未有的挑战，大部分教师都缺乏线上授课的经验。对于实践性、操作性较强的课程而言，如何使学生在线上教学中能获得最佳的学习体验、与学生如何增加互动、教学内容与平台功能融合等问题，在一定程度上给线上教学带来了困难，选择合适的教学平台和软件对于线上教学至关重要。

本课程全程采用钉钉直播平台、向日葵远程屏幕控制软件，配合超星学习通软件进行线上授课。上课前教师采用超星学习通软件发布课前预习、课件、课程说明、教学大纲、考核说明等内容，使学生明确学习目标、学习内容、考核方式，了解课程的重点、难点，学生可以提前预习，提高学习效率。

教师采用钉钉直播平台进行知识的讲解与演示，课中增加与学生互动频率，提高学生的注意力，引导学生思考问题、解决问题。教师可以通过向日葵软件查看学生绘制图纸的进度和效果，实时掌握学生学习情况，了解和掌握学生的学习状态，及时给予指导和纠正。

相比线下教学，线上教学缺乏教学情境，教学秩序监管存在一定困难。教师除了课上监控学生的学习状态，课下教师也应采取相应的策略使学生能够对学习内容进行复习和提问。从课前、课中、课后全方位引导学生进行学习，鼓励学生自主学习，提高线上教学的学习效率。

6 结语

本课程融合CAD技术与BIM技术进行教学，对于土木专业和建筑学专业的学生虽有一定难度，但对于学生学习其他专业课程起到了至关重要的作用。目前，建筑类行业需要大量的BIM技术型人才，学生学习相关技术有助于未来就业与创业。线上教学给线下教学带了一定的启示，线上教学可以提供更丰富的教学和学习资源，为线下教学提供了更全面的教育模式，如何将二者更好地融合是教育工作者今后的重点研究方向。