探究將BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學(xué)中的研究

【摘要】本文主要針對(duì)BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學(xué)中展開深入研究，先介紹了BIM建模軟件的可行性，然后重點(diǎn)通過哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱遠(yuǎn)東理工）MOOC課程的示范、Revit教學(xué)實(shí)踐等，對(duì)BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行論述，旨在充分發(fā)揮出BIM建模軟件的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)土木工程制圖教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行，確保學(xué)生具備良好的專業(yè)技能和實(shí)踐水平，成為建筑行業(yè)領(lǐng)域的新生力量。

【關(guān)鍵詞】BIM建模軟件土木工程制圖教學(xué)應(yīng)用

一、專業(yè)繪圖軟件在土木工程制圖教學(xué)中應(yīng)用的相關(guān)概述

在土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課程中，重要的就是《畫法幾何與建筑制圖》【1】，其內(nèi)容主要包括畫法幾何和建筑制圖等。對(duì)畫法幾何的特點(diǎn)進(jìn)行分析，具有較高的系統(tǒng)性理論性，旨在對(duì)平面上表達(dá)空間形體的方法進(jìn)行研究。在建筑制圖中，要對(duì)應(yīng)用畫法幾何理論繪制建筑形體進(jìn)行講授。該課程對(duì)于學(xué)生空間思維能力的提升具有很大的幫助，并使學(xué)生對(duì)國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)予以充分掌握。現(xiàn)階段，在《畫法幾何與建筑制圖》過程中，Auto CAD教學(xué)也得到了一定的應(yīng)用。在畫法幾何部分中，Auto CAD，可以對(duì)投影理論習(xí)題進(jìn)行講解，其精準(zhǔn)性較強(qiáng)。針對(duì)基本形體和組合體的問題，Auto CAD的三維建模功能具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在繪圖界面中，對(duì)H、W、V投影和軸測(cè)圖等視口予以顯示，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生空間想象力的培養(yǎng)，并使學(xué)生充分掌握投影理論知識(shí)。但是在建筑制圖部分，Auto CAD的輔助教學(xué)效果比較薄弱化。一般來說，建筑物構(gòu)造具有高度的復(fù)雜性和專業(yè)性，Auto CAD建模需要較長(zhǎng)的時(shí)間，而且精度難以保證。

二、BIM建模軟件在土木工程制圖教學(xué)中的可行性因素分析

在土木工程制圖教學(xué)中，加強(qiáng)BIM建模軟件的應(yīng)用，可以與建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)相一致，并將軟件自身的特性發(fā)揮出來，將對(duì)教學(xué)的輔助性作用充分發(fā)揮出來。首先，BIM建模軟件的易操作性較高，與Auto CAD具有較大的差距，對(duì)建模過程進(jìn)行分析，其形象性和生動(dòng)性較為突出，可以將輔助教學(xué)作用充分發(fā)揮出來。在建筑物的三維建模過程中，通過Auto CAD的應(yīng)用，僅僅借助單一視圖定位，并對(duì)用戶坐標(biāo)系進(jìn)行頻繁變換【2】，操作過程的復(fù)雜性較強(qiáng)。而借助Revit，可以加強(qiáng)多視圖布置進(jìn)行建模的應(yīng)用，多重尺寸定位的準(zhǔn)確性較強(qiáng)，從而確保整體模型生成的準(zhǔn)確性。而在傳統(tǒng)建筑制圖教學(xué)中，Auto CAD二維圖紙繪制的生動(dòng)性并不高，而且理解具有較高的難度性。

此外，Revit中軸線、標(biāo)高，其實(shí)際意義突出。梁、板等構(gòu)件的屬性是不相同的，其信息與工程實(shí)際具有緊密的聯(lián)系性。在Revit視圖切換過程中，可以對(duì)應(yīng)好墻體的二維圖紙與形象的立體圖形，為理解帶來便利性條件，從而將輔助教學(xué)效果彰顯出來。

三、BIM建模軟件在土木工程制圖教學(xué)中的具體應(yīng)用

（一）遠(yuǎn)東理工MOOC課程的示范

在遠(yuǎn)東理工土木工程系中，積極成立工程信息仿真與管理研究中心，這為BIM相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用交流、成果分享等提供了極大的便利性。在遠(yuǎn)東理工開設(shè)的MOOC課程中，也對(duì)BIM相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了闡述。某學(xué)者在《工程圖學(xué)》課程中【3】，將工程圖學(xué)2D和BIM、教學(xué)計(jì)劃融合在一起，這已經(jīng)成為了重要的圖學(xué)知識(shí)。該學(xué)者積極劃分需要掌握的圖學(xué)技能，極大地推動(dòng)了制圖課程改革。圖1為《工程圖學(xué)》課程中圖學(xué)工具的分類：

（二）Revit教學(xué)實(shí)踐

我校在“基于Revit軟件的建筑信息模型（BIM）構(gòu)建”中，為Revit教學(xué)的開展提供了有利的保證。通過對(duì)Revit教學(xué)的學(xué)習(xí)和使用情況進(jìn)行了解發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)時(shí)間、操作難度以及先修知識(shí)等為訪談的重要內(nèi)容。

1.掌握Revit操作流程所需的學(xué)習(xí)時(shí)間

訪談5名學(xué)生，既引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，也為學(xué)生提供一定的指導(dǎo)，積極學(xué)習(xí)Revit軟件，在這個(gè)過程中，專業(yè)BIM團(tuán)隊(duì)工程師也予以了積極指導(dǎo)。在經(jīng)過7天以后，學(xué)生可以對(duì)操作流程予以充分掌握，結(jié)合參考資料，確保建筑物建模的順利完成，經(jīng)過1個(gè)月以后，在建模實(shí)現(xiàn)的整個(gè)過程中，可以確保高度的獨(dú)立性。

2.Revit的操作難度

對(duì)Revit建模與Auto CAD建模操作進(jìn)行對(duì)比，Revit建模的便利性較為突出，與真正建房子的感覺不相上下。在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤修改模型以后，可以實(shí)現(xiàn)同步修改所有二維視圖上的位置，而Auto CAD，則需要逐個(gè)對(duì)二維圖紙進(jìn)行繪制，可以將改圖的工作量降至最低。

3.使用Revit建模，需要的先修知識(shí)

這5名學(xué)生均可以獨(dú)立完成全部必修課的學(xué)習(xí)，在Revit建模中，積極應(yīng)用《畫法幾何與建筑制圖》課程的投影知識(shí)，而且也將Revit建模與建筑制圖課堂結(jié)合在一起。

四、結(jié)束語

綜上所述，在建筑全生命周期中，BIM技術(shù)具有較高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以在土木工程各個(gè)專業(yè)課程中得到充分體現(xiàn)，不斷提高信息的共享性和協(xié)同性。在土木工程制圖課程中，加強(qiáng)BIM建模軟件的應(yīng)用，可以為學(xué)生接觸BIM技術(shù)帶來極大的便利性。同時(shí)，還可以將建筑形體形象地表達(dá)出來，已經(jīng)成為了不可或缺的輔助教學(xué)工具之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]周媛，王娟，張建華，方珍.基于BIM的土木工程制圖課程改革實(shí)踐[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2019（11）：162-164.

[2]陸海燕，鮑文博，王海軍，白泉.基于BIM與VR技術(shù)的土木工程CAD教學(xué)模式實(shí)踐探討[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2017， 9（04）：62-66.

[3]鄧?yán)誓荩S曉霞，廖羚.基于BIM的土木工程專業(yè)制圖教學(xué)改革應(yīng)用與研究[J].價(jià)值工程，2017，36（04）：138-140.

作者簡(jiǎn)介：趙瑩（1988—），女，漢族，黑龍江人，哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院，講師，從事教學(xué)管理工作。

項(xiàng)目研究：教育部高教司2018年第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“基于Revit平臺(tái)的BIM建模應(yīng)用對(duì)工程管理專業(yè)校內(nèi)實(shí)踐基地建設(shè)的研究與探索”（項(xiàng)目編號(hào)：201802132061）