BIM技術在高職建筑類課程教學中的應用

梁柱　郭木華

【摘 要】本文論述BIM技術在高職建筑類課程教學中應用，提出根據實踐教學的特點和學生學習現狀，并考慮BIM技術在實踐教學中的應用實踐特點，按照相關原則和規則對課程進行設計，以建筑制圖課程、建筑構造與識圖課程、鋼結構課程、工程管理課程、建筑類專業畢業設計課程為例，介紹BIM技術在高職建筑類課程教學中的應用。

【關鍵詞】BIM 技術 高職建筑類課程 建筑制圖 工程管理 畢業設計

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）35-0168-02

BIM也叫建筑信息模型，最早用于建筑工程設計管理，通過將具體的建筑轉化為對應的信息模型，在模型基礎上進行相關設計和管理，指導實踐施工，從而達到最佳施工效果。在建筑類課程教學中應用BIM技術，可以為學生提供一個更加生動形象的展示平臺，將課本上抽象的理論知識和二維圖形轉化為生動具體的情境案例和三維圖像，幫助學生深刻理解相關知識內容，激發學生的學習熱情，達到最佳學習效果。為了充分發揮BIM技術在建筑類課程教學中的積極作用，本文從實踐教學的特點和學生學習現狀出發，并充分考慮BIM技術在實踐教學過程中的應用實踐特點，按照相關原則和規則對課程進行設計。

一、BIM技術在建筑制圖課程中的應用

建筑制圖是一門實踐性較強的課程，在學習過程中，學生往往需要記住制圖規范和制圖理論知識，這對學生的空間想象能力要求極高，增加了學生的學習困難，也影響到學生的學習積極性和主動性。

以往，教師在建筑制圖課程中大都是利用Auto CAD軟件開展教學，學生首先需要熟悉使用軟件，利用這一軟件繪制三視圖、軸測圖，對建筑形體進行表達，從中學習領悟制圖標準等相關理論知識，從而提高繪制和識讀建筑施工圖的水平。但是，在實際教學過程中發現，Auto CAD教學手段主要以抄繪建筑施工圖達到識讀的目的，但學生往往由于缺乏空間圖形的利用而影響識讀建筑施工圖紙的能力。Auto CAD雖然也有三維建模，但其精確度不高，仿真度不是很理想，學生在這種訓練過程中難以真正掌握建筑制圖，無法有效培養發展空間思維能力，因此在實踐教學過程中存在較大的局限性。

為了改善這種情況，在建筑制圖教學過程中引入BIM技術。首先組織培訓相關教師掌握如何應用BIM技術，在此基礎上結合建筑制圖教學實踐制定相關的教學改革方案，然后逐步改變原有教學方式，將BIM技術應用到建筑制圖的實踐教學過程中。具體實踐是，教師先建好建筑物的BIM三維模型，引導學生全方位觀察BIM模型，提升學生對CAD二維施工圖的空間想象能力，從而準確迅速地繪制建筑施工圖并加深理解。學生在正確識讀建筑施工圖后，學習BIM建模知識，再次融會所學知識，同時學習掌握BIM建模技術。這樣，BIM技術環境下的三維模型就將CAD技術環境下的二維圖紙變得生動具體起來，有助于學生真正地理解和掌握其中的理論與實踐方法，增強學習興趣，降低學習難度。

二、BIM技術在建筑構造與識圖課程中的應用

房屋建筑構造課程主要涉及房屋建筑的構造組成及其構造做法，是建筑工程一線人員（施工、預算、管理、監理）必備的基礎知識和基本技能，屬于建筑類課程的基礎學習內容。需要注意的是，房屋建筑構造課程教學內容以抽象的理論知識為主，而且知識點很多，導致學生在學習過程中存在較大的理解困難，難以全面有效地掌握知識點。

傳統教學過程中，一般將房屋建筑構造課程分為課堂教學和課程設計兩個方面，其中課堂教學主要由老師進行課堂講解，按照書本編寫順序介紹知識點，引導學生學習感悟其中的內容。在實踐教學過程中，老師主要采用二維圖進行講解，學生難以通過二維圖還原對應的三維空間模型，這就導致學生難以深刻理解其中的原理和方法。學生在建筑實踐方面的經驗較少，缺乏必要的知識儲備，因此這種教學方法無法引導學生在頭腦中建構對應的模型，最終導致整體教學效果較差。

為了改善教學，將BIM技術引入房屋建筑構造課程教學過程中。利用BIM技術，將房屋建筑構造知識轉化為具體的三維模型，引導學生學習掌握其中的理論知識和實踐技能，幫助學生深刻理解和掌握理論知識，從而實現實踐教學的最佳效果。應用BIM技術進行教學以后，教師能夠利用這種軟件實現有效的課程設計，幫助學生將學習到的理論知識應用于實踐中，取得良好的教學效果，學生的實踐操作水平和理論知識水平從整體上得到了提高。

三、BIM技術在鋼結構課程中的應用

鋼結構課程主要包括兩方面內容：一是鋼結構設計原理，二是鋼結構設計。其中，鋼結構的連接原理是鋼結構設計原理的重點講解內容，教學目的是引導學生掌握鋼結構材料、鋼結構構建以及具體的鋼結構連接知識。在此基礎上進行鋼結構設計課程教學，引導學生應用已有知識理論，進行鋼結構設計。這個過程，一方面能夠訓練學生的設計能力和想象能力;另一方面也可以引導學生進一步強化理解和掌握鋼結構理論知識，促使學生達到更好的整體學習效果。

鋼結構課程的實踐教學難度較大，因為不僅僅涉及鋼結構自身的相關自身內容，還涉及材料力學、結構力學等專業知識，此外，鋼結構課程還需要引入設計方面的專業知識和內容，因此是一門綜合性較強的課程。傳統教學環境下，主要由老師進行課堂講解，引導學生學習掌握其中的理論知識和實踐內容。這種教學方法抽象性較強，學生往往難以真正理解和掌握其中的理論知識與實踐內容，實踐教學效果不佳。為了加強學生對鋼結構的實踐感悟，部分學校會安排學生到施工現場進行參觀，并安排專業人士為學生進行講解。這種教學雖然能夠幫助學生加深對相關知識的理解，但是在實施過程中受到多個限制因素影響，比如施工現場與學校距離太遠、現場參觀自身的危險性以及對課程時間的限制等，因此這種方法也存在較大局限性，難以有效開展。

基于此，可以將BIM技術應用到鋼結構課程的教學中，將鋼結構的連接、材料等內容以生動形象的三維模型展現出來，引導學生感悟其中的理論知識和力學知識，還可以根據需要導入相關軟件，為學生模擬4D施工現場，將施工現場展現給學生，使他們真正理解和掌握其中相關的知識內容，加深學生對其中原理的理解和掌握。此外，學生還可以利用BIM技術進行建模，大幅降低實踐操作難度，激發學生探索理論知識時熱情，達到更好的實踐教學效果。將BIM技術應用到鋼結構課程教學以后，學生的學習難度下降，學習熱情上升，優化了整體教學效果，有助于學生學習掌握相關的鋼結構專業知識和理論內容。

四、BIM技術在工程管理課程中的應用

工程管理是建筑類課程的核心基礎課程內容，其教學目的是培養提高學生理解和掌握項目工程的管理理論與實踐方法，具體技能包括對工程項目流水的管理、施工計劃的制定、施工方案的選擇、制定施工進度表、檢查施工平面圖等。在實踐教學過程中，要結合實踐需要，注重培養學生對工程項目的管理能力，尤其是需要形成解決實際問題的能力。

由于工程管理課程主要傾向于管理內容，因此在教學實踐過程中要注意培養提高學生的綜合實踐能力和管理能力。傳統教學環境下，老師主要是沿用教材設計好的順序和方案，引導學生學習掌握工程管理的各個環節、各個方面，這種教學過程強調學生掌握具體知識細節，但是這種教學方法未能結合實際案例進行，學生對其中的理論知識理解不深，不能真正掌握理論知識，也就無法真正提高學生的整體管理能力和意識。在這種情況下，應用BIM技術進行教學，為學生設計相關的工程管理軟件，在此基礎上將教學知識內容與實際案例進行結合，通過具體案例來講解相關的管理知識，引導學生在實踐過程中理解和吸收項目工程管理知識，幫助學生提高理解效果，還可以通過各種生動準確的模型引導學生對施工現場管理進行實驗，并通過整體項目施工管理的模型鍛煉學生的整體運用能力，促使學生在高度模擬施工現場的氛圍中理解和掌握相關的知識，使實踐教學的效果達到最佳狀態。

五、BIM技術在建筑類專業畢業設計課程中的應用

畢業設計是建筑類專業最后的一門專業綜合實踐課程。畢業設計內容主要包括二維圖紙識讀、三維BIM建模、圖紙自審、施工方案設計、施工進度計劃編制、人機料使用計劃、施工平面圖設計等。通過畢業設計，學生能夠根據施工圖，編寫正確的施工方案;并對現場進行合理有序的空間安排，繪制出平面布置圖;同時根據施工方案，合理有效地進行施工組織，并安排人機料使用計劃，做好現場的施工管理，并在此過程中熟悉相關的國家標準和行業規范準則。通過畢業設計，學生對建設工程管理內容、項目全過程施工管理有一個比較全面的認識，有助于培養與他人合作、交流與協商、決策與執行的協作能力，為學生畢業后走上工作崗位打下堅實的基礎。由于高職院校畢業設計課程開設于三年級上學期，做畢業設計的學生也在忙于找頂崗實習工作單位或準備專升本資料，因此要學生完全靜下心來做畢業設計不是很現實。正是如此，有必要調整畢業設計的教學方式手段，或者做一個根本性的改變。高職三年級上學期，很多學生獲得了“1+X（BIM初級）”證書，具備熟練完成BIM建模的能力。高職建設工程管理專業完全可以將畢業設計與BIM技術結合起來，要求學生在畢業設計成果展現中運用 BIM技術，在施工組織設計環節全部運用BIM技術模擬現場。將BIM技術應用于畢業設計的方式，創新了實踐教學視角。通過畢業設計，結合BIM技術的全面應用，學生能夠在“預建造”方面取得長足進展，為今后開設“BIM工作室”、自主創業打下基礎。

綜上所述，在建筑類課程教學中運用BIM技術，不僅可以為老師提供一個更好的實踐教學手段，還可以幫助學生學習掌握相關的理論知識，為學生提供一個更加生動形象的展示平臺，將課本上抽象的理論知識轉化為生動具體的案例和圖像，幫助學生深刻理解相關知識內容，激發學生的學習熱情，使得學生達到最佳學習效果。

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【基金項目】2017年度廣西職業教育教學改革研究重點立項課題“BIM信息化背景下工程造價專業課程體系改革與實踐”（GXGZJG2017A009）

【作者簡介】梁 柱（1961— ），男，廣西北流市人，南寧職業技術學院建筑工程學院黨委書記，高級工程師，研究方向：職業教育管理;郭木華（1966— ），女，湖北云夢縣人，南寧職業技術學院建筑工程學院專業帶頭人，高級工程師，研究方向：工程管理。

（責編 王 一）