BIM技術在《工程制圖與識圖》課程中的應用

李真

（南寧學院，廣西 南寧 530200）

《工程制圖與識圖》是土木工程大類各專業學生的一門學科基礎必修課。提高《工程制圖與識圖》課程的教學質量，不僅可以讓學生具備較強的工程圖紙閱讀能力和繪制能力，還有利于提升學生空間想象能力與空間分析能力，使其滿足造價員、施工員、放樣員以及監理員等多個工作崗位的招聘需求。而且，學生只有具備一定的快速識讀工程圖紙的能力和繪制工程圖紙的能力，才能夠為后續更加專業、更加深奧的課程學習打好基礎。將BIM技術應用到《工程制圖與識圖》課程中，在提高《工程制圖與識圖》課程的教學效率與教學質量方面，作用十分關鍵。但如何將BIM技術應用到《工程制圖與識圖》課程中，還需要進行深入的研究。

1 BIM技術的概述

BIM技術，是當前最先進的一種利用數字信息來對工程項目信息進行表達的科學技術。這種技術的應用可以應用到整個工程建設的全過程，例如設計階段、施工階段、運行階段以及拆除階段等。這種技術不僅對三維數字技術與三維模型數據庫進行充分的應用，還對各種模型進行高度集成，例如工程圖形模型、管理行為模型以及工程數據模型等[1]。也正因為如此，BIM技術的應用表現出明顯的協調性與優化性。除此之外，與其他應用技術相比，BIM技術在模擬性、可出圖性以及可視化性還有突出的優勢。

BIM技術涉及的內容非常多，可以全面描述工程中的各類信息，并保證描述的細致性與有效性，例如設計信息、施工信息以及維護信息等[2]。其中，設計信息又細分為以下幾種：①建筑結構類型信息；②建筑物原材料信息；③建筑工程性能信息；④工程對象名稱信息等。施工信息又細分為以下幾種：①工程原材料信息；②工程質量信息；③工程施工進度信息；④工程人力信息；⑤工程施工成本信息等。維護信息又細分為以下幾種：①工程安全性能信息；②工程耐久性信息等。另外，BIM技術的應用，還可以對工程項目的建設成本、環境影響以及能源消耗進行深入的分析、預測與控制，實現工程全過程的集成化管理。

2 《工程制圖與識圖》課程在傳統教學過程中存在的問題

作為一門工程類專業基礎課程，《工程制圖與識圖》課程的內容不僅涉及三維投影方面的內容，還涉及大量的工程制圖標準與規定。與此同時，為了確保學生可以在完成課程學習之后可以勝任相關工作，還涉及圖紙識圖等方面的內容。學生如果打算在未來從事工程類工作，例如設計、預算、監理等，就必須要對《工程制圖與識圖》課程的學習予以重視[3]。在傳統的教學模式下，《工程制圖與識圖》的教學主要以多媒體教學和教師演示為主，整個教學過程主要存在以下幾方面的問題。

①工程造價專業的學生學習基礎參差不齊，且情緒化現象比較嚴重，沒有從整體上對實際工程有正確的認識。而且，傳統的教學方法并沒有較強的直觀性，要想提高課堂教學效率，具有較高的難度；②《工程制圖與識圖》課程的教學需要學生實現二維思維到三維思維的轉變。要想證明學生已經完成思維的轉變，需要學生具備較強的學習能力，能夠參照平面三視圖將三維立體圖繪制出來。雖然學生在日常生活中經常看到建筑工程、橋梁工程或者公路工程的施工建設，但是工程結構基礎理論不夠，單純參照二維工程圖紙，很難在大腦中形成三維空間概念，并繪制三維立體圖形。而且，單純面對平面圖，很難將其與工程實體聯系在一起；③絕大多數情況下，工程施工現場是最理想的教學場所，可以讓學生根據自己的實際學習逐一觀察二維圖紙和三維工程，并展開相應的研究。但是，工程施工現場存在很多隱蔽性構件，很難滿足《工程制圖與識圖》的教學所需。而且，學生隨意進出工程施工現場，還會影響施工現場的安全管理以及施工進度。所以要想在工程施工現場完成教學任務，存在較大的阻礙。而BIM技術是一種非常先進的工程技術，將其應用到《工程制圖與識圖》課程教學中，可以將工程施工現場的實際情況呈現到課堂中，進而以一種逼真的畫面加深學生對施工現場的了解。這樣一來，學生既可以產生濃厚的學習興趣，又可以高質量高效率地完成學習任務。

3 BIM技術在《工程制圖與識圖》課程中的應用優勢

3.1 激發學生的學習興趣

在BIM技術的應用過程中，三維虛擬建造技術可以將二維設計圖紙直接轉換為三維模型。這樣一來，學生就可以直接對平面設計圖紙與三維模型進行對比、分析，提高對工程圖紙的識讀能力。也就是說，BIM技術的應用不僅解決了學生很難從二維平面圖紙轉換到三維空間實體的問題，還讓學生積極主動的沉浸到專業知識的學習與研究當中，深刻理解工程結構知識，并將其轉化為自己的能力。

3.2 增強《工程制圖與識圖》課堂的趣味性

BIM技術的應用，可以讓學生直接通過旋轉功能、放大功能、剖面構建功能的使用全方位、多角度的觀察三維模型，幫助學生快速了解三視圖繪圖原理[4]。如果運用小組合作學習法，先根據實際情況對學生進行分組，然后再讓學生以小組為單位進行討論學習，還可以隨時利用BIM技術驗證討論中的爭議點和矛盾點，通過科學事實來幫助學生正確理解相關知識點。由此可見，BIM技術的應用，可以讓學生通過視覺觀察更加直觀地了解與工程實體有關的信息，進而增強整個教學課堂的可感知性，使教學過程生動有趣，幫助對工程圖紙有一個更加深入、準確的理解和識別。

3.3 提高課堂教學效率

BIM技術的應用不僅可以通過三維模型將工程構造與構造節點反映出來，還可以按照施工順序分層分段的將節點的構造原理與做法展示出來。在此基礎上進行講解或者演示，既可以減輕教師的教學壓力，又可以讓學生清晰地了解構造節點。所以，BIM技術的直觀性特點與現場感特點，可以有效縮短課堂教學實踐，提高課堂教學效率。

4 BIM技術在《工程制圖與識圖》課程中的應用策略

4.1 優化教學理念

①遵循實用性、必需性以及夠用性原則，進行基礎理論知識的教學；②如果理論知識在實際工程建設中的應用頻率較高，且理解難度較大，那么將這部分理論知識進行精簡；③BIM技術的應用，可以直接根據工程構造生成三維立體圖形，并對相應的數字模型進行描述。所以教師可以將傳統的而為平面制圖教學理念，更新為以三維立體制圖為主的新型教學理念。

4.2 完善教學體系

在傳統的教學模式下，教師通常會將制圖理論與計算機二維繪圖結合起來。而為了幫助學生理解，又需要對幾何理論原理以及幾何元素的投影表達進行重點講解，并通過平面圖、立面圖以及剖面圖的應用來描述建筑施工圖紙[5]。但是，這樣的教學模式，并沒有涉及與三維立體繪圖有關的知識點，學生的學習狀態也非常被動。

要想改善這一點，需要對相應的教學體系進行完善。首先，在課堂教學中，先借助BIM技術構建三套中小型工程圖紙的三維立體模型。然后圍繞這三套實際工程圖紙，將課堂教學內容分成多個子項目，確保每一個項目中都包含學生需要掌握的關鍵知識點。其次，將計算機繪圖與理論教學融合在一起，并根據BIM三維繪圖，進行教學，提高工程造價專業人才的培養質量。

4.3 更新教學手段

在傳統的《工程制圖與識圖》課程教學中，教師最常用的教學手段就是板書、PPT、二維CAD以及“文字+圖片”。殊不知，這些傳統的教學手段，已經表現出明顯的滯后性，很難激發學生的學習欲望。要想改善這一現狀，將BIM技術應用到《工程制圖與識圖》課程中，需要應用以計算機三維繪圖為主的教學手段，通過BIM技術的應用構建三維實體模型，然后為課堂教學效率的提高打好基礎。

4.4 調整教學內容

優化傳統的教學內容，建議從以下幾方面入手：①精簡畫法幾何部分的教學內容，重點刪除過于復雜、冗余、不合時宜的內容，并借助實際工程圖紙設計教學活動，為學生創造進入工程施工現場進行學習的機會[6]；②創設三維立體模型學習環境，降低相關內容的學習難度，確保學生可以順利掌握相關知識要點，并將其轉化為自己的能力；③將CAD二維繪圖與三維實體識圖教學結合在一起，同時提升學生的識圖能力和制圖能力。

5 結語

綜上所述，BIM技術已經成為《工程制圖與識圖》課程中必不可少的存在。但是，要想借助BIM技術實現《工程制圖與識圖》課程教學質量的提升，就需要不斷結合《工程制圖與識圖》課程的教學現狀，對教學理念、教學內容、教學手段進行創新和優化，構建全新的教學體系。