建筑工程3D仿真實訓平臺在工程制圖課程中的應用與研究

王影 吳姍姍

[摘? ? ? ? ? ?要]? 現代科學技術不斷進步，各行各業都出現了新的技術，在建筑工程領域使用3D仿真實訓平臺能夠在很大程度上提升工程制圖課程的教學質量，給學生帶來立體直觀的感受，輔助教師教學，提升學生的空間想象能力，幫助教師解決復雜的問題。探討建筑工程3D仿真實訓平臺在工程制圖課程中的具體應用，提出合理的措施，希望給教師提供一些參考。

[關? ? 鍵? ?詞]? 建筑工程制圖;建筑工程3D仿真實訓平臺;教學改革

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）31-0264-02

電子計算機技術改變了人類的生活和工作，BIM的應用越來越廣泛了，很多制圖軟件快速發展，改變了傳統的工程制圖課程教學模式。BIM軟件平臺中的建筑工程3D仿真實訓平臺擁有仿真以及立體造型和機構運動等多種多樣的功能，教師在教學過程中應用這些軟件輔助教學，能夠開闊學生的視野，極大程度上豐富教學內容，改變傳統的教學模式，讓學生能夠深入參與到老師的教學過程中，在實際生產過程中，這些軟件也得到了很好的應用，發揮了越來越重要的作用。

在調查中，我們發現很多學校教師在工程制圖教學的過程中還沒有應用BIM軟件。現在電腦已經普及，學生在大學階段擁有自己的筆記本電腦，大學電腦的操作越來越熟練，另外，學校的機房也會有現成的相關軟件，這就給老師在工程制圖教學的過程中應用BIM仿真實訓平臺打下了基礎。很多學生在學習工程制圖的過程中都會遇到學習興趣不高、想象力不足的問題，有些學生甚至在考試的時候考出了十幾分的成績。老師在建筑工程制圖的過程中引入3D仿真實訓平臺，能夠不斷創新教學模式，這也符合市場化需求，學生也要學會使用最新的電腦軟件來制圖。工程制圖主要是以畫法幾何來作為基礎，在教學過程中，老師要給學生講述相關的理論知識，然后就教學方法進行深入分析和研究，只有這樣才能夠提升學生的識圖能力和手工制圖能力。在本學期的工程制圖教學中，我們選取了一個實驗班進行建筑工程3D仿真實訓平臺教學，另外一個班進行傳統的教學，通過對比實驗發現，建筑工程3D仿真實訓平臺應用到教學過后，取得了以下成效。

一、提升學生的學習效果

BIM是應用于工程設計、建造、管理的數據化技術，在歐美發達國家迅速推進，如美國已推出國家BIM標準，BIM經理、BIM工程師等新型職業應運而生。建筑工程3D仿真實訓平臺在很大程度上提升學生的計算機繪圖能力，過去，老師在教學過程中先給學生詳細講解工程制圖，然后再給學生講BIM相關內容，實踐證明，這種教學方式容易導致教與學出現脫節現象。新時期，老師在教學的過程中也要不斷創新，改變傳統的教學方式，老師在教學的過程中要把相應的計算機制圖部分和工程制圖結合在一起，改變自己的教學理念。在實際調查的過程中，我們發現很多老師課堂上仍然是以自己為主，給學生介紹相關的圖形理論，以此來訓練學生的空間想象能力，但是現在的學生見識過很多新鮮的事物，如果老師在課堂上一味采用死板的教學方式，那么學生對這樣的教學方式完全不感興趣，在這樣的情況下，也很難提升學生的空間想象能力。現在經濟和社會不斷發展，在教育教學過程中，要以就業為導向，培養學生的知識能力以及學生的制圖能力，傳統情況下都是以手工圖為教學重點，這種教學模式，學生學習的速度比較慢，而且在修改過程中效率也不高。現在科學技術不斷發展，老師可以充分利用計算機技術，利用3D仿真實訓平臺，提升學生的電腦制圖能力。更新自己的教學理念，和新的課程改革結合在一起，進行一體化的教學。把對學生的理論，學習能力培養和實踐技能結合在一起。充分利用3D仿真實訓平臺，加快學校教學理念和教學內容的改變并在此方面不斷探索。工程制圖中有很多和畫法幾何相關的內容，而畫法幾何的內容理論性比較強，比如說直角投影定理、直角三角法求夾角、平面相交判斷可見性、旋轉法等，而這些內容的邏輯性和理論性相對來說比較難，學生不容易掌握，有較高的學習強度。因此在學習這些知識的過程中，學生感到學習起來非常困難，在調查中我們發現有很多學生從這個時候開始就抵觸學習工程制圖這門學科。很多多媒體課件在對這部分內容介紹的過程中有動畫或者是立體的模型，表面看起來能夠幫助學生對此部分知識進行理解，但是這些多媒體技術僅僅是從某一個視角來錄制的，僅僅是簡單介紹了定理形成的過程，并沒有對定理進行多角度解釋，并沒有給展示變換投影面。學生為了學習更多的知識，只能自己再進行深度學習和理解，而有些學生自制力比較差，他們不會自主學習，所以就造成學生知識理解不透徹的情況。現在，出現了建筑工程3D仿真實訓平臺，可以幫助學生解決在學習中遇到的困難，這些制圖軟件操作起來比較簡單，老師對學生培訓以后，學生可以掌握點線面，以此來建模，學生可以根據自己的理解加上老師的講解，針對課本上的定理建立模型，然后展開多角度的學習，而且還可以隨意切換投影面，自由演示店里的各個情況，進而提升學生的學習效果。

二、提高學生的空間想象能力

在工程制圖教學的過程中有很多是涉及立體的內容，如果學生的空間想象能力不足，那么便會影響老師的教學效果。在調查中我們發現學生做組合體和相關體的作業的過程中會出現各種各樣的錯誤。學生把圓畫成正方形，把曲線畫成折線，把橢圓換成菱形，顯然這些知識老師在上課的時候都給學生講過，但是學生并沒有掌握得很好。如果學生的作業題和課本上的例題非常相似，那么學生的正確率就很高，但是如果老師稍微給學生增加一些難度，對于知識點稍作變化，或者是融合，那么學生的正確率就降低了，而這也反映出學生在學習過程中只是掌握了課本表面的知識，并沒有進行深度加工，變成自己的知識。學生并沒有掌握融合以后的知識。而現在利用建筑工程3D仿真實訓平臺能夠很好地解決這個問題，在這一平臺上建模，相對來說比較簡單，有拉伸和旋轉幾個命令。這樣學生就能夠自己完成立體建模，學生可以根據自己的學習情況建立模型，然后拖動鼠標進行360度空間展示。學生能夠看到一個立體的各種各樣的姿態和各個投影面，甚至也能夠直接生成三視圖，學生自己對照資料，就能夠進行學習了。在學習過程中能夠達到事半功倍的效果，極大程度上提升了學生的空間想象能力。

三、培養學生的學習興趣

BIM技術在建筑的全生命周期進行數據的傳遞與共享。把建筑CAD與BIM技術結合，做到“1+1>2”的效益。在調查中，我們發現有些學生在學習的過程中沒有主動性，對于這門課程沒有學習興趣，尤其是在課堂教學中能夠很明顯地看出來，學生上課無精打采。一開始，給學生講直線關系的時候，就能夠看出來，到了后面的組合體以及立體相關的知識，這種現象更為嚴重，個別學生甚至上課睡覺。在課堂教學的過程中，老師能夠很好地解決這個問題，在教學過程中該平臺功能非常多，而且能夠渲染課堂氛圍，提升學生對這門課程的興趣。現在的學生有很多新奇的想法，而該平臺的應用能夠很好地讓學生實現自己的想法，學生要想更好地運用這項技術，就要學習工程制圖中的知識，這樣就形成了良性的循環，提升了學生對工程制圖這門課程學習的積極性。老師在教學的過程中應用BIM制圖，學生在學習的時候學會了實際操作技能，非常想自己試一試。這時候老師可以給學生創造機會，組織制圖比賽，讓學生參與進來，通過比賽能夠進一步加深學生對制圖知識的理解，體現學習的連續性。

通過對實驗班和普通班的學生進行問卷調查，從學習興趣、空間想象能力和他們的作業完成情況進行統計分析，統計分析圖如下圖所示。

綜上所述，BIM不只是軟件，更是一項技術，在國家政策的推動下，BIM在中國迅速推廣和應用，如同當年CAD代替手工繪圖一樣不可逆轉。學校利用3D仿真實訓平臺能夠很大程度上提升老師的教學質量，培養學生的空間想象能力，培養學生對工程制圖的學習興趣。還能夠讓學生把相關的知識聯系得更加緊密，適應未來工作崗位的需求。

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編輯 武生智