基于BIM技術(shù)的建筑工程制圖與識圖課程改革研究

崔磊+陳艷華

摘 要： 隨著BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的不斷發(fā)展，必然要求工程技術(shù)人才熟悉和掌握BIM技術(shù)，這對高職院校土建類專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更新、更高的要求。為滿足社會(huì)對BIM技術(shù)技能人才的需求，本文對建筑工程制圖與識圖課程從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面進(jìn)行研究，提出了基于BIM技術(shù)進(jìn)行該課程改革的建議。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù)；建筑工程制圖與識圖；課程改革

一、 引言

建筑信息模型，簡稱為BIM，即通過利用數(shù)字信息，將工程項(xiàng)目相關(guān)信息詳細(xì)表達(dá)出來，它以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，以三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫為核心，包含了從設(shè)計(jì)到施工乃至建成使用和最終拆除的全過程信息，集成了工程圖形模型、工程數(shù)據(jù)模型以及和管理有關(guān)的行為模型，是一個(gè)面向?qū)ο蟮摹?shù)化、智能化的建筑物數(shù)字化表示，支持建設(shè)工程中的各種運(yùn)算，且包含的工程信息相互關(guān)聯(lián)。它實(shí)現(xiàn)了“模型等于圖紙”、“模型高于圖紙”的目標(biāo)，具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。

BIM技術(shù)涉及內(nèi)容廣泛，在建筑工程實(shí)踐過程中，建筑工程全壽命周期的所有環(huán)節(jié)均會(huì)運(yùn)用到BIM技術(shù)。BIM技術(shù)能夠?qū)こ谈鞣N信息進(jìn)行詳細(xì)描述，其中，設(shè)計(jì)信息包括建筑結(jié)構(gòu)類型、建筑物原材料、建筑工程性能、工程對象名稱等；施工信息包括工程原材料、工程質(zhì)量、工程施工進(jìn)度、工程人力、工程施工成本等；維護(hù)信息包括工程安全性能、工程耐久性等。另外，BIM技術(shù)能夠深入分析、控制、預(yù)測建設(shè)項(xiàng)目的生命期成本、工程環(huán)境影響、工程能源消耗等。與此同時(shí)，通過利用BIM技術(shù)，有助于工程全階段集成管理的實(shí)現(xiàn)，包括工程安全、工程質(zhì)量、工程成本、工程進(jìn)度等。

二、 基于BIM的建筑工程制圖與識圖課程改革

1. 教學(xué)理念的改革

通過對目前建筑工程制圖與識圖課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，對教學(xué)理念的改革應(yīng)從以下幾方面著手進(jìn)行，其一，針對基礎(chǔ)理論知識的教學(xué)，遵循實(shí)用、必需、夠用的原則；其二，對較少運(yùn)用的理論知識、理解難度高的理論知識進(jìn)行精簡，例如，將工程制圖中畫法幾何相關(guān)理論知識予以刪減，通過對BIM技術(shù)的運(yùn)用，結(jié)合建筑工程的構(gòu)造，構(gòu)建三維立體圖形，以對建筑工程對應(yīng)的數(shù)字模型進(jìn)行詳細(xì)描述。目前，建筑工程制圖已發(fā)展進(jìn)入新的階段，即由二維平面制圖轉(zhuǎn)為三維立體制圖，對此，過去以二維平面制圖為主的教學(xué)理念，也應(yīng)發(fā)生相應(yīng)的變化，即轉(zhuǎn)化成為以三維立體制圖的教學(xué)理念。

2. 教學(xué)體系的改革

以制圖理論教學(xué)結(jié)合計(jì)算機(jī)二維繪圖是傳統(tǒng)建筑工程制圖課程教學(xué)體系的主要特點(diǎn)，它主要對畫法幾何理論原理進(jìn)行重點(diǎn)講解，投影表達(dá)各種幾何元素，通過對平面圖、立面圖、剖面圖的運(yùn)用，對建筑施工圖進(jìn)行詳細(xì)描述，由此看出，在傳統(tǒng)建筑工程制圖課程教學(xué)體系中，三維立體繪圖概念處于空白狀態(tài)，學(xué)生的接受是被動(dòng)的。在新的教學(xué)設(shè)計(jì)中，利用BIM軟件建立3套中小型工程圖紙的三維立體模型，用于該課程制圖和識圖的教學(xué)。基于BIM的建筑工程制圖與識圖課程學(xué)習(xí)以3套實(shí)際工程圖紙為主線，將學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為若干項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目包含應(yīng)會(huì)的知識。圍繞BIM三維繪圖，對工程制圖課程相關(guān)內(nèi)容開展教學(xué)，有效結(jié)合計(jì)算機(jī)繪圖和理論教學(xué)，以構(gòu)建科學(xué)的教學(xué)體系，其中，教學(xué)體系的主線是計(jì)算機(jī)三維繪圖，教學(xué)體系核心為BIM思維，此設(shè)計(jì)有助于建筑類專業(yè)技術(shù)技能人才的培養(yǎng)。

3. 教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段的改革

在選取建筑工程制圖與識圖教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)對畫法幾何部分進(jìn)行精簡，包括截交線、相貫線等，同時(shí)利用實(shí)際工程圖紙實(shí)施教學(xué)，并且為學(xué)生提供更多的現(xiàn)場參觀建筑實(shí)體的機(jī)會(huì)，從而使理論和實(shí)踐有效結(jié)合，使學(xué)生的建筑工程空間想象能力、專業(yè)識圖技能不斷得以提高。老師可以運(yùn)用BIM軟件，開發(fā)出三維立體模型學(xué)習(xí)情境，學(xué)生在3D視野下，課程會(huì)變得易學(xué)易懂，教學(xué)效果將大大提升。CAD二維繪圖時(shí)結(jié)合三維實(shí)體進(jìn)行識圖，學(xué)生的制圖和識圖能力互相促進(jìn)，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。

板書、PPT、二維CAD模式，在課堂中向?qū)W生展示比較簡單的圖片和文字，這是傳統(tǒng)建筑工程制圖與識圖采用的主要教學(xué)手段，在整個(gè)教學(xué)過程中，學(xué)生均處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因此，應(yīng)改革教學(xué)手段，即以計(jì)算機(jī)三維繪圖為主，結(jié)合二維繪圖，在教學(xué)過程中，使學(xué)生可以觀看到利用BIM技術(shù)對三維實(shí)體模型的構(gòu)建，這樣有助于課堂教學(xué)效果的不斷提高。

4. 教學(xué)環(huán)境的改進(jìn)

目前，BIM技術(shù)的研究和運(yùn)用在建筑行業(yè)中逐步深入，大大影響了高職院校建筑工程制圖與識圖課程的教學(xué)改革。第一，高職院校老師面臨著BIM技術(shù)新知識更新的挑戰(zhàn)。這就要求專業(yè)課老師對BIM技術(shù)相關(guān)知識進(jìn)行及時(shí)學(xué)習(xí)和認(rèn)識，加深對BIM技術(shù)的理解，不斷對自身建筑工程制圖和識圖知識進(jìn)行更新。第二，高職院校應(yīng)提高對BIM專業(yè)師資的培養(yǎng)力度，為老師提供更多BIM技術(shù)培訓(xùn)的機(jī)會(huì)。同時(shí)還應(yīng)對BIM技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及時(shí)掌握，對相關(guān)最新知識進(jìn)行深度理解。第三，高職院校應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，與施工企業(yè)、軟件開發(fā)公司等進(jìn)行合作，共建BIM實(shí)訓(xùn)室，運(yùn)用BIM技術(shù)軟件，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，通過虛擬仿真技術(shù)，掌握工程制圖投影原理，還可以通過案例的形式，在工程二維建筑圖、施工圖上建立三維空間模型，以掌握工程圖紙的識讀。

三、 結(jié)論

當(dāng)前，BIM已經(jīng)成為工程建設(shè)行業(yè)的大趨勢，BIM技術(shù)在建筑施工行業(yè)的應(yīng)用，正逐步進(jìn)入以建造過程應(yīng)用為主的深度應(yīng)用階段。高職院校在對土建類專業(yè)技術(shù)技能人才培養(yǎng)過程中，傳統(tǒng)的建筑工程制圖與識圖課程教學(xué)，已不能滿足信息化發(fā)展的需要，應(yīng)將BIM技術(shù)引入課程教學(xué)，使學(xué)生掌握更多的BIM技術(shù)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、掌握創(chuàng)新工具的工程技術(shù)技能人才，順應(yīng)建筑行業(yè)的需求和發(fā)展。

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作者簡介：

崔磊，陳艷華，山東省濰坊市，山東交通職業(yè)學(xué)院公路與建筑學(xué)院。endprint