基于BIM技術的《建筑設備》課程教學改革探討

畢立俊 劉紅露 趙菲菲 張慧峰 李春寒

摘要：BIM技術已在建筑領域掀起了大變革，而我們的教學卻沒有充分利用BIM技術優勢。本文主要探討BIM技術在建筑設備基礎知識模塊、識圖模塊和施工模塊教學中的應用。實踐證明BIM 技術為建筑設備教學提供豐富教學資源和教學手段。

關鍵詞：BIM技術；建筑設備；教學改革

建筑設備課程是我校建筑工程技術、工程造價和工程監理等專業必修課程。課程包含內容主要是建筑給排水、電氣和暖通三部分內容。其具體任務一是熟悉給常用的設備；二是熟練識讀設備施工圖；三是熟悉設備安裝流程與技術及規范要求；四是能夠簡單修改給施工圖；五是能夠編寫施工方案。學習任務重，難度大。因此應改革教學理念，強化應用能力培養，以工程應用為導向，加強實踐教學。[1]

BIM可譯為建筑信息模型用數字模型對項目進行設計、施工和運營的過程。建筑設備課程可利用BIM的建模功能提升設備認知能力，識圖能力以及管線布置要求；通過BIM管線綜合技術提高專業協調能力，和全專業識圖能力；通過BIM可視化功能提升建筑整體認知能力，構建工程思維。

1.基于BIM技術的基礎知識模塊教學研究

基礎知識模塊主要講解給排水采暖工程、消防工程、通風空調工程、和電氣工程的組成分類以及管線布置要求。目前教學主要是通過簡單圖片輔助教學，整體認知較差，邏輯性較差，學習效果差。利用BIM教學，首先教師建立“樣板文件”和整體模型作為教學資源；其次是在課堂上對Revit 軟件的基礎操作進行講解，教學生如何去查看設備參數、三維視圖以及如何查看三維模型；然后老師利用平臺發布認識設備和查看系統任務，要求學生在課外利用Revit完成設備布置任務，并完成系統整體認識的報告；最后，老師建立“藍墨云班課”平臺，要求學生將完成的設備布置模型和整體認識報告傳到平臺上，在完成任務的過程中，學生也可在平臺上對任務進行討論和交流，提交完成后由老師和同學來評閱打分，并對發現的問題及經驗進行交流和分享。評分直接記入平時成績的考核，學生可查看每次的分數。

在基礎知識塊應用BIM技術可增加學生動手的機會，激發學習興趣。基于BIM技術“理實一體”教學方法，有助于學生快速掌握理論知識，并拓展后續知識，為后續知識的學習提供預習的條件。基于BIM技術“可視化”教學，有利于學生建立學習場景，能夠將知識快速的映射到大腦中，快速進入學習狀態，簡化了學習步驟，學習效率提高，同時BIM“可視化”教學能夠顯示建筑整體，有助于架構建筑整體思維，提升綜合能力。基于BIM技術“平臺”教學，簡化了教師與學生溝通的路徑，更夠高效的建立聯系，且溝通的途徑更加和諧、公平、公開，有助于建立良好的師生感情；同時基于BIM技術“平臺”教學有利于教學任務的推動，并能監測、動態觀察任務的進展，以及進行必要的反饋、溝通和討論。[2]因此，在基礎知識模塊教學中應該增加BIM相關知識，并采用任務模塊教學，安排學生在BIM中查詢設備信息、熟悉三維模型的實踐課時。

2.基于BIM技術的識圖知識模塊教學研究

在識圖模塊中主要講解給排水工程、消防工程、采暖工程、通風工程、空調工程和電氣工程的施工圖，安裝施工圖主要包括平面圖、系統圖和詳圖，管線復雜，需要大量的對照圖紙識圖，是學習的最大難點，傳統的教學很難解決。利用BIM技術教學，首先教師根據講課的圖紙建立相應的Revit整體模型作為教學資源；其次是講課時利用Revit 軟件作為教學工具，在重難點講解時一是利用Revit多窗口功能，在平面圖上繪制管道，而三維圖（西南軸側方向）上聯動顯示，通過這種方式來對照平面圖和系統圖的位置對應關系；二是教師利用建立好的三維模型（西南軸側方西）來繪制相應的平面圖，通過這種方式來對照系統圖和平面圖。三是教師利用建立好的剖面三維模型來繪制剖面圖，通過這種方式來識圖剖面圖，明確剖面圖的位置；再次，在課堂上講解模型繪制的基礎操作后，要求學生在課外完成部分施工圖的模型繪制工作。并將模型傳到“平臺”上，進行討論、交流和評分。同時教師在平臺上發布標準模型，供同學們對比自己的模型，進行修改和完善，發現解決自己的不足之處。最后，在課外要求同學們將模型與其他專業的模型在navisworks中進行合并，并進行“碰撞檢測”和“管線優化”，拓展安裝專業的綜合能力。[3]

識圖環節的難點主要是在于抽象，需要學生有良好的抽象思維，而我們學校近一半的同學為文科生，因此BIM技術增加了動手機會，降低了對學生抽象思維的要求，并通過實踐培養了抽象思維。Revit 軟件為平面圖、系統圖和詳圖的相互對應提供了平臺，能夠在同一界面顯示三種圖，并能實現聯動，直觀反應了三種圖之間的關系，大幅降低了識圖的難度。Revit 建模明確了識圖的任務，學生知道在圖紙中應查詢、提取哪些信息，構建了識圖的思路；同時Revit 建模實現了二維圖紙到三維實體的轉換，培養了學生的抽象思維、整體思維，從而也降低了識圖的難度。Navisworks“碰撞檢測” 和 “管線優化”任務是安裝各專業有機聯合在一起，明確了各專業之間的協調關系，培養了學生解決過程中解決專業沖突的能力。因此，在識圖模塊教學中應該增加BIM建模基礎知識講解，增加BIM建模訓練時間。

3.基于BIM技術的施工知識模塊教學研究

施工知識模塊主要講解管線布置要求、設備安裝高度、施工流程、施工工藝驗收規范和材料知識等內容。施工知識文字內容較多，不直觀，學生學習興趣不高。利用BIM技術教學，首先學生通過建模管道連接，管道與設備連接。掌握管道布置間距、坡度、設備安裝高度和管線、設備材料知識。其次將安裝模型和土建模型合并，利用Revit“孔洞預留”功能在土建樓板上開孔預留，從而掌握安裝和土建的配合關系。再次，利用Navisworks做施工進度模擬，通過觀看進度模擬視頻，掌握安裝工程的安裝流程，同時還可制作管道、設備安裝工藝流程，掌握其施工工藝流程。

4.總結

BIM技術推動了建筑領域的變革，也對高校培養專業人才提出了更高的要求。BIM 技術為建筑設備的教學提供了豐富的教學資源和教學手段，利用BIM技術改革建筑設備課程體系，既有利于提高學生的興趣，增強實踐，實現理實一體教學，降低學習難度，也拓展了建筑設備的應用前景，為學生以后在BIM方向發展打下了堅實的基礎。在教學過程將課程與BIM 工作過程相結合，將有效培養出既具有專業素質又具有 BIM 應用基礎能力的人才。

參考文獻：

[1]王峰，基于BIM技術的建筑設備工程技術專業課程改革探討；教育現代化，2017，21：45-46.

[2]陳先國，基于BIM的建筑設備可視化管理分析；工程管理，2017，10：116.

[3]丁力，BIM技術在建筑設備教學中的應用；創新與發展，2017，11：117.