“互联网+”的BIM系统可视化在环艺教学中的研究

刘晓曼

关键词：“互联网+” BIM系统 环艺教学 空间设计 应用研究

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2022）08-0145-03

引言

BIM建筑信息化帮助教学手段多元化，在“新文科”背景下，对教师的教学能力要求不断提高，教学手段不断创新。互联网技术被广泛应用于社会中的各个领域，并形成了“互联网+行业”的新模式，为我国社会的发展、经济的进步提供了强大的助力。在此背景下，互联网与教育行业的融合也成为了一种必然的趋势，逐渐衍生了多媒体教学、远程教学等方式，为教育行业的创新发展创造了有利的条件。而在环境艺术设计专业中，不仅需要有特定的互联网软件支持日常教学工作，还要能够更加系统且高效地完成施工绘图、三维建模以及统计分析等工作，这就需要基于“互联网+”背景构建BIM系统，以便助力环艺教学成效的稳定提升。

环艺是一门综合性强、专业要求高的课程，且包含的内容非常丰富。在具体教学中，教师不仅要注重指导学生学习各种理论知识，帮助其夯实基础，还要关注实践探索环节，及时创新授课的方法和内容，并积极发挥互联网优势构建BIM系统，不断简化教学过程、深化学生印象，由此提升他们的学习效果，促使其在参与中吸收和内化所学内容，同时学会灵活应用，继而从根本上提升他们的学习质量，为他们综合能力的发展奠定坚实的基础。受到高校及各个企业的重点重视，学校作为人才培养摇篮，在教学中需要加强人才培养和改革工作，来适应市场发展的需要，满足社会的同时突然学生就业空间。BIM又称为建筑信息模型，最早用于建筑行业，属于一种数字化工具，伴随着技术的不断发展，它被广泛用于各行业中，将其用到环艺设计工作，可以有效地完善设计的可视性、协调性、模拟性和出图特征。传统模式下设计，大多是通过CAD平面软件来进行平面设计，之后利用3D软件将其制作成立体模型，这样的情况下导致最终的设计效果不理想，降低资源利用效率。

一、BIM概述

（一）基本概念

BIM主要指的是建筑信息模型，最先是被应用于建筑行業，能够提供各种准确且科学的数据，实现建筑行业的信息化管理。具体来讲，BIM是依托于三维模型的一种设计思想或是方法，属于资源集合体，且其中的几何和非几何信息能被共享，也可以对各种数据进行整合，并实现数字化表达目标，主要步骤包括设计、施工、运营、过程和结果。

（二）应用优势

以往的环艺设计工作中，设计者往往是借助CAD之类的图形软件完成平面设计任务，然后再使用三维软件对平面图进行加工和处理，使之成为立体的模型。这种情况下，环艺设计的工作量会非常大，也会因为平面图的独立性，导致立体设计出现问题，不仅不利于设计质量的提升，且会影响资源利用率。此时通过应用BIM技术，可以依托各种数据，更为直观且立体地完成场景构建与模拟工作，有利于设计者基于更加真实的环境进行设计，简化他们的工作过程，同时不断提升其设计质量和效率。另外，BIM技术可以用来统计设计中需要的材料，分析其属性和市场价格，然后做出预算，以便增强设计成本预算的准确性，且可以用来修改和更新数据，使之更加符合当下的市场需求，并满足设计者的需要。当前，很多学校已经充分意识到了BIM技术在环艺教学中的重要性，也在不断开发该技术与教学工作的融合机制，并据此进行教学改革，旨在加深教育信息化程度，推动教学创新步伐，为环艺教学质量的提升、人才的发展奠定坚实的基础[1]。

二、行业需求现状以及向建筑信息化建模的发展趋势

随着“互联网+”被上升为国家战略行动后，互联网正逐步从消费业向传统产业进军，建筑行业已悄然步入产业互联网时代。但长期以来建筑行业一直以来表现出从业者素质较低，互联网程度低，信息不透明、生产、管理成本高等特征。

与传统认知中的纯艺术专业不同，环境艺术设计专业不仅需要学习美术知识，形成良好的审美情趣，也需要立足实际，学习丰富多彩的技术类课程，保证理实结合。只有这样，学生们才能在毕业之后更为顺利地就业，同时适应行业要求，与建筑企业、装修公司等对接起来，以良好的专业能力和职业素养完成岗位工作，进而实现高质量发展的目标。

目前 BIM 技术在设计建模阶段的应用已经比较成熟，国际上类似于 Revit、ArchiCAD、MagiCAD 等 BIM 软件超过百种，正逐步进入施工、管理等深度系统性应用：根据调查显示，有近六成的用户认为从设计阶段向施工阶段延伸是 BIM 发展的特点，并且四成以上的用户认为工程施工是 BIM 应用最具价值的阶段。

三、环境艺术设计专业教学现状

环境艺术设计专业综合性很强，其包含的教学内容非常丰富，既有基础的史论课，也有专业性极强的课程。在教学过程中，教师们不仅需要教授丰富的理论知识，让学生夯实基础，还要关注实践教学模块，引导他们学以致用，以便使之利用更加优质的作品来传递个人的审美观念、审美取向，辅助增强其学习成效。但是目前的环艺教学活动中仍然存在较多问题，首先是追求形式，所设计的作品比较单调，表达趋于片面化，即很多教师在指导学生学习时，都比较侧重于讲授理论知识和基本的形式、技巧，片面追求外在的艺术表达效果，如颜色、空间造型等，但是并未立足整体去分析和思考，设计时对于内涵的把握也不够准确，以致于所设计的作品往往立意很高，但是最终呈现出来的却不尽如人意，很难体现出意蕴美，其次是思想与手法方面存在问题，环艺设计不是单一存在的活动，其需要与各领域、各课程结合起来，还要关注现代人的审美、市场的需求等，然而在教学实践中，教师们并不注重培养学生的审美个性、审美风格，教学内容和教学方法比较保守，为学生提供的实践机会也较少，以致于学生们很难在日常学习中实现较大提升，个人的创造力和审美能力无法得到发展，进而影响最终的教学效果，制约了学生综合素质的提升[2]。

四、BIM技术与环境艺术人才培养方案的应用

（一）在室内设计中的应用：室内设计是环境艺术专业中的重要模块，其中很多方面都需要用到BIM技术技术，具体如下：第一，BIM技术可以实现可视化目标，即可以让设计出来的内容变成可见的，具体指的是利用BIM技术创建三维的图形，然后呈现在人的眼前，可以清晰地观察到室内的各种陈设，并预设灯光、材料等，呈现完整、准确且清晰的设计内容，满足视觉需求[3]。第二，实现参数化建模目标，即可以构建不同的图元，并及时调整参数，使得不同构件发挥各自的作用，保证图纸一致。第三，落实协同设计的目标，即室内设计不是独立板块，其既要与建筑知识相联系，也要与其他专业挂钩，而且无法依靠一人完成所有的设计内容，此时就需要运用BIM技术来构建协同工作的平台，同时推动数据共享、简化交流过程，便于设计者在此过程中更为高效地进行管理、分析，提升设计质量。第四，促进各种性能的优化，一般而言，室内设计包含的元素比较多，对于空间、环境的要求很高，此时就可以运用BIM技术添加相应的物理数据，然后传输到对应的分析软件中，再进行整体的剖析和改进，有助于降低失误率，促进室内设计的整体优化。第五，保证设计管理成效，每当室内设计结束后，可以使用BIM技术对成本、面积、体积体积各种装置等进行统计，通过精准分析来把握成本，实现管理目标，如图1。

（二）与景观设计的关系：在环艺设计中，景观设计也是一个重要的板块，主要指的是自然景观、人工景观的设计，且主要面向城市、居民区等提供服务[4]。在此模块中，BIM技术的应用如下：首先，提升可操作性，即可以在进行设计之前利用BIM技术来搜集对应地区的相关信息，包括土壤状况、水资源等，且可以进行抽象分析、总体评估，然后进行模拟，为后续的设计提供更多有价值的参考。其次，优化地形设计流程，即地形设计是景观设计的基础和前提，也是之后施工的主要依据，此时运用BIM技术，可以及时录入更加完善的数据信息，并导入相关软件之中，然后形成3D的地形图，再展开详细分析和计算，便于之后据此进行施工[3]。

（三）于绿色建筑设计中的应用：进入新时期以后，环艺设计专业不再局限于之前的课程内容，还增添了绿色建筑方面的素材，所以也可以利用BIM技术探索绿色建筑设计工作，以迎合时代需求，保证环艺设计的质量。具体来讲，可以使用BIM技术分析绿色建筑的相关要素，包括光环境、雨水环境、相关能耗等，并导出具体的数据，通过总体分析得出最为合理的结论，然后展开具体设计。

（四）与智慧设计的关系：随着互联网技术的兴起，环艺设计中也衍生了智慧设计的内容，此时，也需要利用BIM技术来提升设计的科学性、有效性和实用性。例如，在设计过程中，可以运用BIM技术构建三维模型，通过可视化呈现确定一些细节内容，并及时修改和完善，有利于提升设计的质量，而在计算造价成本时，也可以运用BIM技术来计算所建立模型中的内部数据信息，保证数据的精确性，施工阶段也可以发挥BIM技术的优势，通过预先模拟的形式为施工提供更为精细的数据，还可以应用于管理环节，降低施工风险和成本控制风险[5]。

五、“教学能力创新教学手段多元化”背景下的BIM技术在环艺教学中的应用

（一）教学环境建设

1.教学平台建设：针对环艺专业教学特点，通过BIM技术建立了一体化教学平台，突破不同专业间的壁垒，将不同专业串联。学校要发挥BIM技术时的优势建立公众设计平台，可以是校级的，也可以为不同班级单独设立平台，同时在平台中发布各种对接当下市场的主题任务，要求学生自主实践和探索，充分对接现实，及时认识到自身的不足，然后针对性探究和思考，从而获得更为完善的结论，并确立学习目标。

2.实训室建设：与广联达软件公司等大型BIM研发单位，共同建设BIM装饰虚拟实验室，提供软件升级维护、硬件管理和师资培训服务。增加相关校企合作单位，为教师提供实地考察学习的机会，提升教师理论水平与实践能力，相关企业还可选派人员担任兼职或特聘教师，以缓解初期师资不足的压力。

3.引入企业BIM项目，促进教学成果转化：引入BIM项目到高校，深入分析BIM技术在装饰工程项目中的实际应用，包括新产品、新技术、新工艺、新设备等，并合理转化为针对院校教育的新知识点。

（二）课程体系建设-结合环艺课程积极开发BIM课程体系教学资源库

1.岗位能力分析：根据 “人才培养方案与课程标准和设计行业的需求”，学校与教师要加大BIM技术课程的开发力度软件的应用引进课堂，以便使之更为高效地融入到日常教学活动中，真正发挥效用推动学生更好地学习。将BIM纳入人才培养大纲，让学生在大一就能够了解到BIM技术的理念和及在工程项目管理中的重要作用。

2.装饰BIM课程教学进度表：可将BIM相关内容融入到建筑制图与识图、房屋建筑學等课程当中，使其更进一步地了解BIM的一些相关应用。进入大二，学生开始进行更多建筑工程管理专业课程的学习。

3.建设BIM教材与课件：教材是课程教学内容的主要载体，教材建设尤其重要。借助设计好的微课课件和教学PPT对他们进行针对性指导，融入BIM技术的相关知识，辅助完善学生的学习思路，使之掌握运用技术优化设计流程、提升设计质量的方法。在BIM技术的帮助下进行操作，通过构建立体模型、统计分析数据等内化知识，不断图1 强化其学习的有效性。

以教材建设及教学实践为内容，致力于课程体系和教学手段的改革创新，将BIM教材内容融入工程项目管理、土建工程造价、安装工程造价、工程合同管理、工程造价管理等课程中，并通过BIM将原本各自独立的专业课程进行整合，形成较为完整的知识体系。

4.构建混合教学模式：在互联网帮助下，专业教师还可以利用BIM技术开展混合式教学活动，即可以推动“线上+线下”教学体系的建立，也可以实现理实一体的目标，同时可辅助学生自导自学，使之在参与中更为高效地掌握专业知识，形成良好的专业技能。例如，借助“线上+线下”教学模式为学生提供更加丰富的学习内容，即可以提前利用信息技术设计微课，将相关的设计理论、思路和方法转化为视频，同时插入图片和案例，保证内容完善，然后借助互联网分享给学生，让他们提前依照教材和微课进行自学，并在课下进行操作和实践，及时总结学习成果，明确已经掌握和尚未掌握的内容。另外，教师可以鼓励学生自主开展学习活动，即确定设计主题、设计任务、设计方案，然后使用BIM技术进行操作，发现问题后要及时利用特定软件分析不足之处，再纠正和改进，最终提升学生创新创业能力[6]。由此，可以通过混合式教学为学生提供良好的理论学习、实践探究、技术分析的机会，不断完善其学习成效，继而增强他们的综合素质，提升环艺教学的质量。

（三）教学服务体系

1.师资培训：在建筑设计行业发展趋势下，各高校都尝试进行BIM技术教改探索，但“双师型”师资缺乏，2019年教育部“1+X”证书考核评价制度的发布与实施，进一步优化了教师教学内容和授课方式，教师积极申报“1+X”（BIM）考评员师资培训班，对提高专业教学体系融合起到积极作用。教师不仅要拥有教师资格证，还需具备环艺设计实践能力以及BIM技术，来指导学生正确地开展实践作业。

2.BIM应用技能大赛：以赛促学，积极参加省赛和行业比赛，解读比赛要求、国家标准，将其分解进各个教学模块中。以便进一步激活教师和学生的思维，使他们在参与中发挥自身的优势，不断创新和创造，加强师生之间的交流，教师需要对比赛流程、赛前培训进行优化，依据所教内容设计合理的练习任务，为学生提供参与、实践和体验的机会，不断强化其思维能力和综合应用水平，进而提高其学习的有效性。

3.校企合作：学校要和企业进行密切合作，依托BIM技术时构建交流与合作平台，通过信息共享挖掘更多实践素材，从而精准把握学生的就业需求、企业对人才的需求，然后制订更加完善的授课方案、育人体系，便于引导学生高效地发展自我。聘请层次较高的外聘专家，能够对课程开发进行充分支持，并且能够提供长期稳定的校外实训环境。为此，学校需要建立相应的校企合作基地，围绕教师和学生以及课程内容开展BIM技术开发工作，在工作室中建立完善的公共设计平台，让环艺专业的学生可以直面市场，了解市场需求。真正意识到深入公司学习和实践BIM技术在工作中的优势。在工作室内还需制定严格的管理制度，对学生实行有效的制约和督促，吸引更多企业参与其中。

（四）就业与创业

1.BIM项目实例设计：通过项目实例掌握软件功能，让学生体验从拿到图纸从识图、建模、渲染、动画、VR、智能设备认知到完成整个装饰BIM装饰设计项目。从而具备独立承接项目的能力。

2.BIM+VR服务项目：改变教学模式。传统的课堂教学以教师的讲授为主，通过借助装饰BIM、VR、智能化技术的新型课程教学模式则要以学生为主，通过新技术、新手段的应用有效激发学生学习的积极性，提升教学的质量和效果。

（五）特色与创新

1.采用1+N的课程开发思路，融入装饰BIM技术、VR技术、装饰智能化技术，从室内设计课程、材料工艺课程、装饰工程预算课程一线打通。

2.建立“贯穿项目资源库”，以真实工程项目为载体，将所有专业课程教学情境统一到贯穿项目上，着重培养学生的方法能力和系统思维能力。在与学科发展趋势的相关课程中向学生讲授BIM技术的相关理论与概念，BIM的相关历史以及當前应用的状态。使学生及时了解可视化、信息化下的环境艺术设计现状。收集整理项目案例，以难易度适合学生学习的中小型项目为案例，以“项目任务驱动+演示”的教学方法（如图1），对环艺项目相关知识展开教学，从材料与施工、空间环境分析、施工预算等几方面来实现学生理论知识和操作技能阶梯式优化提升，并对教学成果分析改进。

3.将创新创业教育融入人才培养全过程，学校要不断优化创新创业教育体系，积极建构创业产业基地，让学生们在特定环境中孵化各自的创意，并充分发挥BIM技术的作用完成更多设计作品，同时可以与教师、其他同学交流，于良好的氛围中提升教学的有效性[7]。学校也可以构建集团型体系，以此推动环艺教学工作的顺利开展，并能够从全方位给予学生引导，促使他们不断进步。

4.推动日常教学与BIM技术的合作

基于环艺专业的相关课程，教师可以基于互联网，将BIM技术合理应用到日常教学活动中（如图2），使之充分发挥作用，辅助学生构建设计模型、综合分析数据，并引导他们利用BIM技术进行设计练习，从而不断提升他们实践能力，使之掌握更多设计的技巧、方法以及解决问题的能力，辅助提升BIM技术的应用效果。所以在日常教学过程中，要将其与BIM技术相结合，通过BIM技术与日常教学流程的联系，将其融合到预习前、上课中和课下帮助学生对BIM技术有更深刻的理解和认知。

结语

在环艺教学中引入BIM系统，是对教育信息化工作的落实，也是促进教学创新、提升教学质量的有效途径。充分利用BIM技术与项目驱动式教学模式结合，形成环境设计类专业BIM技术创新人才工作室。实现“与行业零距离”的人才培养目标。因此，学校和教师应当充分认识到BIM技术的优势，结合“互联网+教育”理念，将其合理融入到日常教学活动中，从而优化课程教学的过程，以先进的技术提升数据采集和整理效率，为学生呈现更为全面的素材、丰富的知识，同时为学生提供更多技术支持，促使他们在参与中对所学专业、课程产生深刻的印象，并灵活运用学过的内容完成各种设计任务，以此不断提升环艺专业的教学质量，助力学生实践应用能力的稳定提升。