BIM在土木工程制圖課程中的應用

陶郁

摘要：BIM在建筑工程中有著非常重要的作用，并且能夠有效彌補一些建筑工程專業傳統工作的不足，從而進一步提升其工作效率。因此高校在進行土木工程的制圖課程之中，就需要合理借助于BIM來進行教學。本文就BIM在土木工程制圖課程中的應用狀況進行了分析與研究。

關鍵詞：BIM；土木工程；制圖課程

在我國所推行的應用技術型大學的背景下，將IBM納入到土木工程的專業課程體系，并需要培養學生對于BIM的應用能力，這樣才能夠培養出一批具備良好技術應用水平的土木工程專業人才，并促使我國建筑行業的進一步發展。因此說高校的土木專業教學人員，也就需要積極探索如何將BIM融入到土木工程的制圖課程之中。

一、土木工程制圖課程的教學現狀分析

目前我國高校在土木工程的制圖課程上多是借助于二維投影的方式來進行三維立體的表達，并借此來起到培養學生們空間思維能力的效果。但是在該教學模式中依舊存在著諸多的不足之處，其主要存在著的問題有以下幾種：①教學的內容問題：在制圖教學的過程中匯教到一些無用的知識，而畫法幾何中的換面法與旋轉法在實際的土木工程專業領域中也基本得不到應用，其部分的知識點過于抽象，并導致學生們的學習過程過于枯燥。這樣就會使得學生們難以提起對這門課程的學習興趣，并直接影響到了該制圖課程的教學質量。②學生反映：在近年來所做的抽樣調查之中，發現有大部分的學生對于平面圖的識讀能力有限，并存在著難以將平面圖與建筑實體進行完全對應這一情況。因此說學生們在進行制圖課程時，其希望看到的圖紙是更為直觀與形象的三維圖紙。而借助于傳統的二維圖紙進行教學時，其知識點比較復雜，并導致在具體學習過程中學生們難以對圖紙中所表達的內容有一個清晰的了解。③學時問題。現階段在土木工程制圖課的教學方面還存在著學時過短這一情況，這也就使得制圖課程難以取得一個良好的教學效果。課時的壓縮，也使得部分教師認為制圖課程是一種無關重要的課程，并對該課程的教學缺乏足夠的重視程度。

二、BIM課程模式的設立

在土木工程制圖課程的教學環節，BIM具備有很大的教學優勢，因此國外一些發達國家就在土木工程廣泛的應用到了BIM技術進行教學，并開設了許多關于BIM的相關課程。而為了能夠充分適應建筑行業對于BIM技術人才的需求，也就要求相關高校的土木工程專業對自身的課程進行改革。

由于每個學校特點的不同，就需要每一學校都去選擇適合自身的方式來進行相應的教學。因此在相關課程的設置過程中，就可以采取到設立BIM獨立課程的模式來進行教學，這樣也就需要考慮到與他人的協同工作，并且能夠獨立在課程中融于與BIM相關的知識，但是在該教學模式下會導致BIM內容與相關的專業內容難以形成一個緊密的聯系，因此只能夠將其作為一個提高繪圖效率的工具來教給學生們。而借助于將BIM貫穿到整個系列課程中具備有更加重要的意義。因此只是在一門課程中應用到BIM，就會導致其難以發揮出自身的作用。而只有建立一個系統全面的BIM體系，才能夠加強學生們對于技術以及過程的理解程度。

三、課程改革方案

長久以來土木工程制圖都是將學生們空間思維能力的培養為主，并多是借助于二維線條式投影的方式來進行三維形體的表達。而這種傳統的培養模式往往忽略掉學生這一教學主體。對于大一新生這些缺乏專業基礎的學生群體，其對于建筑的組成還缺乏一個清晰的認知，而單純借助于二維圖紙來進行教學時，也就會導致學生們難以對三維實體進行有效的識別。這也就需要對現階段的土木工程制圖課程進行不斷的改革，并進行教學體系以及教學內容給的合理設定。

（一） 教學體系的改革

在傳統的教學體系中多是以“幾何圖形理論教學為主，計算機繪圖為輔”。并且將空間問題簡化為平面上的點、線與面來解決問題。而基于BIM技術的三維軟件圖形的出現，也能夠對傳統的CAD教學思路進行一定程度的轉變，并能夠促使學生們就建筑的全生命手氣來對工程的項目運作情況進行分析。現階段國內對于BIM的教學改革成果也相對比較少，這也就需要借鑒一些國外高校的BIM教學改革成果。

因此在教學改革的初期，也就可以采取獨立課程模式來進行教學，并且在制圖課程的教學環節融入一些與課程有關的BIM技術，并可以借助于Revit軟件來進行模擬操作，教師也可以在該三維圖形的基礎上來進行直接的講解。但是這種教學模式難以直接將BIM與土木工程的相關知識緊密的聯系在一起，并難以充分發揮出BIM在土木工程制圖教學中的效果。因此在教學改革的后期，也就需要采用課程群的模式，來采取在多門課程中進行穿插的方式，來將BIM在各種不同的課程中的應用進行聯系，比如土木工程制圖以及房屋建筑這兩個有著緊密聯系的課程，就可以在制圖課程之中運用Revit軟件來進行建模的教學，而在后續的房屋建筑學課程加血環節中，學生們也就可以運用該軟件來進行房屋的建模。并借此生成對應的平面圖。在后續的施工課程之中，學生們也能夠運用Revit軟件結合Navisworks軟件來進行建筑構件的4D模擬，并借此來生成相應的施工動畫。在這一教學模式下，也能夠進一步加深學生們對于土木工程施工流程以及施工工藝的了解程度。

隨著我國建筑行業的不斷發展，使得掌握三維設計軟件以及應用型人才的培養也就成了未來土木工程行業的人才培養重點，并需要構建一個“以三維建模作為重點，三維繪圖為主線、圖學思維為核心”的教學體系，并使得其培養出來的土木工程人才能夠充分適應未來建筑行業的發展。

（二）教學內容的改革

目前我國的土木工程制圖課程主要是由畫法幾何、專業制圖以及計算機輔助制圖這三部分而構成，如果在現有的教學內容上來融入BIM，則其教學課時明顯不足，這也就需要進行教學內容的壓縮工作。

畫法幾何與實際的工程圖形聯系不大，而只需要掌握最基本的投影知識來解決常規的問題，并可以將難度較大的相貫線、截交線該部分的內容降低其考核的要求，用壓縮之后的學生進行BIM的介紹以及相關理論的教學。而通過BIM也能夠運用三維建模的模式來幫助學生們進行空間關系的迅速建立。

在專業制圖的教學過程中，還可以借助于Revit軟件來對整個建筑來進行虛擬建模，并給學生們進行建筑設計方案、結構設計方案以及設備設計方案的全方位展示，并讓學生們有一種身臨其境的感覺，并提升課堂教學的吸引力，來加深對建筑整體的認知。借助于該教學模式能夠讓學生們對圖紙上的符號意義以及圖例有一個清晰的了解。

在對建筑的立剖面進行講解時，學生們往往難以借助于立面圖以及剖面圖來對建筑的情況有一個清晰的了解，這就需要教師們來根據教材的實際教學內容來進行三維視圖的構建，并在此基礎上進行相應的教學工作。這一教學模式下能夠讓學生們對整個建筑的情況進行全方位的觀察，并進一步加深學生對于建筑立剖面的理解程度。考慮到未來的發展趨勢，還需要在土木工程教學環節中適當增加BIM設計軟件的學習以及實訓課程，來提升學生們對于該設計軟件的實際操作能力。

結束語：

近年來我國的BIM技術得到了一定的發展，并逐漸取代CAD成為了下一代的主流軟件體系。因此說在土木工程的制圖課程中合理融入BIM，并讓學生們在日常學習過程中恩能夠夠對BIM的理論以及實際操作有一個較為清晰的了解，這也就提升我國土木工程制圖課程的教學質量以及提升我國土木行業進一步發展的一個有效途徑。

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