基于BIM技術的環境設計3Dmax課程教學改革

曹鑫

摘要：本文介紹了如何利用先進的信息技術——建筑信息模型（BIM）來提高環境設計課程的教學質量。系統地闡述了環境設計系列課程所面臨的問題、引入新技術的關鍵理念以及BIM在當前環境設計系列課程教學中的輔助作用。結合作者自行改革的3Dmax課程，提出如何利用BIM方法來補充課程內容，實現教學方法的改革和教學質量的提高。本文對環境設計課程教學改革提供一定的可參考價值。

關鍵詞：BIM技術 3Dmax 教學改革

一、背景

習近平總書記強調，我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，迫切需要新一代人工智能等重大創新添薪續力。隨著信息時代的到來，信息產業越來越受到各行業的重視。許多領域正在探索如何利用這些海量數據來提高行業的服務質量。環境設計（室內設計與景觀設計）行業是數據量最大的行業之一，但數據利用率卻非常低。如何實現這些大數據的價值，充分利用這些數據，改革教學方法已成為環境設計專業教學中的一個難題。

由于環境設計專業與建筑設計領域息息相關，在中國許多高校中，環境設計課程需要大量的教學時間和工作量。在傳統的環境設計課程中，學生通過直接參與設計項目來學習知識，通過與其他學生和導師交流來增加社會經驗。現場教學與實際設計相結合的教學模式已被證明是培養學生最有效的方法。然而，這種模式已經被證明存在許多缺陷：（例如缺乏對設計元素敏感度的捕捉;容易被競爭忽視;現代先進技術的整合不足;以及當前信息技術中元素的吸收不足）。

在高校教學中，傳統手繪和計算機CAD等軟件的基本階段仍然是環境設計專業學生學習的重點。作為基本的技術方法，它們為學生提供初步設計的解決方案起著極其重要的作用。然而，對于先進的教學課程，傳統的教學課程中還沒有其他更好的方法來增強學生的設計靈感和有效的設計方式。

因為數據信息可以提供最真實的第一手數據和重要的建筑工地設計資源。能合理利用數據信息的設計師能迅速提高工作效率和競爭力。數據信息為環境設計課程的發展提供了良好的機遇。為此，環境設計課程需要建立有效的信息輔助手段，然后通過數據分析和數據驅動設計技術，提高設計理念的可用性和信息性，增強設計靈感，實現網絡設計教學，豐富設計手段。

二、3Dmax課程存在問題及改革任務

室內、景觀設計師的培養是一項艱巨的系統工程。為了適應各種工程建設快速發展的需要，不僅要求高質量及快速施工技術，而且在設計上應考慮較高的經濟效益。為此，學生必須具有較強的實踐能力和創新能力。同時，學生在培養過程中嚴重依賴實驗教學，運用先進的信息技術進行環境設計課程的教學，對學生的設計技術能力和實際應用能力起著重要的作用。

計算機輔助設計（3Dmax）課程是環境設計教學的專業核心課程。根據大規模本科教育的需要和多樣化的人才培養，以及主要面向本地企業的學生就業特點和相對缺乏適合環境設計專業學生學習的高質量資源，在信息技術背景下，應積極應對高校人才培養。改進和深入探討基于案例的開放式建筑設計教學信息平臺的創新，將網絡教學、協作學習與傳統教學模式相結合，有效提升環境設計課程教學質量。根據學生知識、能力和素質的培養要求，BIM技術課程體系可以構建多層次的專業知識培訓、工程能力培養和創新素質培養的虛擬仿真模塊。

從信息時代環境設計專業核心課程教學模式的改革入手，分析環境設計專業核心課程設置面臨的現狀和問題，提出信息化輔助和大數據分析等課程設置的改革方向。提出BIM技術在環境設計專業核心課程中的應用，為環境設計教學體系的改革提供新的思路。

三、3Dmax課程改革措施

通過在計算機輔助設計（3Dmax）引入大數據和建筑信息模型（BIM）等各種思想和技術，在教學方法、教學時間和教學內容等方面都會發生相應的變化。為了使學生在設計過程中掌握建筑信息的分析手段，教師介紹BIM輔助課程建設系統。通過熟悉BIM技術的基本理論，學生可以掌握BIM軟件的常用應用技術和管理軟件的相關應用技術。利用BIM技術軟件進行建模，應用BIM設計與施工綜合技能，進行項目管理和BIM應用案例分析和綜合應用能力。在課程建設中，根據“鞏固基礎訓練、注重能力培養、理論與實踐相結合、支持學科競賽、依靠科研創新”的原則，系統構建課程資源，主要分為五個教學模塊：（1）BIM項目管理部分;（2）BIM建筑景觀室內環境分析部分;（3）BIM空間分析部分;（4）BIM設計表達部分;（5）BIM數字表達部分。

綜上所述，通過改革創新教學方法，引導學生地科研興趣和科學思維。通過BIM技術輔助課程設計和3Dmax軟件學習和數據統計分析，不僅加深了對專業課程的理解，提高了專業技能，還開發了數據增強設計的新解決方案。

四、BIM技術結合3Dmax課程改革創新點與難點

1.創新點：

（1）在信息時代的大背景下，將數據驅動設計方法引入到環境設計課程中是大勢所趨，本項目以3Dmax課程為例，進行虛擬與真實的結合，形成設計實踐、科研項目和教學需求的設計課程教學資源。

（2）在BIM輔助的3Dmax課程體系建設中，可以將BIM三維圖形數據無縫地快速轉換成VR軟件系統，然后通過VR軟件在各種VR硬件設備上顯示。然而在傳統3Dmax課程中卻無法讓學生置身于其中進行實踐學習。

（3）通過各種模擬實驗，學生可以生動、有效地把握不同客戶的需求差異。

（4）BIM結合了傳統設計和先進的信息技術，可以幫助學生對整個設計、施工和運營階段的實際理解。BIM涵蓋了從可視化圖形到建筑室內景觀設計行業的生命周期信息，可以將設計和施工管理模式集成在一個模型中，分階段完成各個專業環節的實驗教學。

（5）開發基于BIM技術和GIS技術的三維可視化虛擬現實技術的應用，構建基于BIM的虛擬仿真平臺是構建多學科、跨學科的虛擬仿真實驗平臺的重點。