基于BIM技術的線上線下混合式建筑工程制圖教學

程 婉

（沈陽城市學院，遼寧沈陽 110000）

2020年，教育學習方式從傳統課堂走進網絡線上教學，帶來了前所未有的機遇與挑戰。教師對于線上授課從開始的陌生逐步走向成熟，線上教學從本質上提升了教師的教學研究能力。對于一些軟件項目實踐課而言，通過網絡教學，準確把握學生的學習方法和學習效果，以達到良好的操作能力，需要教師通過改變教學方法，改善教學策略和模式，使學生在網絡學習過程中真正獲得相應的知識和技能[1]。

1 CAD軟件在教學中的運用情況

建筑工程制圖是以AUTOCAD繪圖軟件操作、建筑工程施工圖識圖等為主要教學內容的課程。通過本課程的學習，學生能夠了解建筑工程制圖流程，熟悉工程制圖相關規范，掌握建筑工程制圖的相關要求及計算機繪圖軟件的操作方法，具備運用計算機繪圖軟件繪制建筑相關圖紙的能力。

學習本課程后，學生能夠正確識讀圖紙，使用計算機繪圖軟件繪制圖紙。AUTOCAD這款軟件已經在我國建筑、工業、機械等多個領域發揮著強大的二維繪圖功能，對我國各領域的建設發展起到了至關重要的作用。但在教學過程中，學生缺乏對三維實體的空間想象力，利用CAD軟件繪制平面圖形時，對一些復雜圖形的繪制和建筑施工圖、結構圖識讀存在一定困難。學生初學CAD軟件時，基本是以抄繪的方式對軟件的各項繪圖、編輯、標注等功能進行學習，這種學習方式過于基礎和表面化。學生對建筑實物整體形態缺乏直觀認識，對圖紙識讀能力差，缺乏正向設計能力。

2 BIM技術發展概要

建筑信息模型（BIM）技術的應用為建筑從設計、施工、運維提供了全方位、全過程的技術改革[2]。BIM技術具有可視化、可模擬、可出圖及優化性等特點，將BIM技術應用于土建類專業課教學過程中，可以激發學生的學習興趣，讓學生在缺乏實踐條件的情況下，通過BIM技術模擬真實情境，以建筑信息模型為載體，高度還原建筑，模擬建筑建設的全過程和管理模式，達到“所見即所得”的效果。

學生可以對建筑信息進行收集和整理，結合信息技術方面的知識，與實際施工技術相結合，更好地了解建筑本身存在的邏輯關系，進一步提高學習效果、提高教學質量。

3 BIM技術與CAD設計軟件融合的必要性

BIM技術的發展被稱為是建筑行業的第二次革命，成熟的CAD技術為BIM技術提供了支撐，掌握CAD技術是學習BIM技術的基礎和前提，通過CAD技術的學習可以使學生了解和掌握建筑平面、立面、剖面、軸側、結構施工圖等圖紙的設計方法以及識圖技巧。BIM技術可以輔助CAD技術建立三維模型，使學生更直觀地觀察建筑建造的全過程。通過BIM技術碰撞檢測，可以有效檢查二維圖紙中存在的設計不合問題，避免返工的情況，縮短施工工期，培養學生基本的建筑設計能力。

CAD軟件可以創建三維模型，進行渲染和漫游，為學生學習和掌握三維模型建立提供了平臺。CAD軟件的三維設計功能受到了一定限制，無法從模型中讀取建筑的實際使用信息，渲染和漫游功能也無法作為CAD學習的主要內容，通過CAD軟件學習三維建模在實際教學中的運用沒有普及。

建筑信息模型技術在三維建模方面提供了強大的功能和支撐，建筑信息模型技術最大的優點在于BIM技術軟件幾乎可以搭載建筑的所有參數，BIM技術提供了一個虛擬建造的過程，學生在學習如何建模的同時也學習和加深了對建筑各部分信息的理解。建筑的各項信息隨著模型的建立同時儲存在模型之中，學生需要的信息可以進行統計和調用，為建筑后期的建造和運維提供數據支撐。鑒于目前建筑設計建造技術要求的提高，通過對建筑工程制圖課程內容的調整，增加了建筑信息模型的基礎理論知識和操作技巧等課程的內容。

4 基于BIM技術的建筑工程制圖課程

4.1 互動講授

在授課過程中，CAD技術和BIM技術課程所占課程比例一致。學生先學習AUTOCAD軟件，再學習REVIT軟件，由淺入深對這兩種軟件的操作命令進行學習。兩款軟件均由ATUODESK公司開發設計，一些二維的繪圖命令例如直線、圓、圓弧等基本操作命令基本一致，學習CAD軟件可以為后續學習REVIT軟件奠定基礎。

通過CAD軟件學習可以訓練學生對建筑施工圖、平面圖、立面圖、剖面圖的認識，鍛煉學生看圖識圖的能力。學生初步掌握制圖能力后，主要學習REVIT軟件構建建筑三維模型，例如墻體、結構柱、幕墻、族、體量等模型的創建方法。學習REVIT軟件對不同建筑參數的編輯、建模、渲染等內容，可以使圖形從抽象化到具體化、數字化，學生可以更直觀地觀察建筑的外立面和內部構造。

4.2 案例教學

本次課程將三層別墅作為案例進行教學講解。通過案例教學可以使學生掌握軟件的基本操作命令，了解繪圖命令在實際操作過程中的運用方法，學生能夠更快速和直觀地掌握繪制技巧。學生通過對三層別墅各層平面圖、立面圖、剖面圖、節點圖的繪制，基本可以掌握CAD軟件的繪圖編輯命令，圖層建立、尺寸標注、投影關系、建筑圖例等內容的運用，基本掌握建筑圖識圖的能力。

REVIT軟件是三維建模的過程，繪制時還需要借助二維圖形的基本繪制方法建模。REVIT軟件通過建筑不同結構、功能對繪制模型進行分類，使繪制建筑模型更具有針對性和專業性。利用REVIT軟件選擇需要繪制的結構后，需要對建筑結構進行編輯，輸入建筑各部分的具體信息，使模型本身數字化。模型具體形狀的繪制方法與CAD相類似，學生根據CAD繪制的三層小別墅平立剖圖進行數據讀取，基本可以建立小別墅的三維模型。

案例教學可以引導學生綜合運用所學知識對案例內容進行分析推導，形成自己的觀點或結論，培養學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的學習興趣，課程前后銜接得當，內容聯系緊密，有助于培養學生自主學習的能力。

4.3 分組學習

根據學習的不同內容安排2次分組學習，學生需要分工協作完成圖書館二維圖紙繪制以及該圖書館三維模型建立任務，形成完整圖紙和三維模型的漫游，并在課上安排2次小組匯報。學生應根據小組任務的完成成果向教師和同學進行匯報，闡述繪制圖紙和建立模型過程中遇到的問題和困難、解決方式、小組人員分工情況、軟件開發情況、自學內容。該任務培養學生的圖紙識讀、繪制、建模能力，并培養學生團隊協作能力。

4.4 實踐教學

安排課外學時進行實踐教學，學生通過課堂上對基本理論、軟件基本操作的學習，在教師的指導下獨立自主完成課外學習內容。通過十個不同的案例，例如某小學教學樓、宿舍、食堂等工程圖紙，學生可自主選擇繪制圖紙，課下在規定的時間內完成二維圖紙繪制和三維模型的創立，并配合設計說明，完成試驗實訓報告。在實踐教學過程中，教師引導學生綜合運用所學知識對案例內容進行分析推導，形成自己的觀點或結論，培養學生分析解決問題的能力。

5 互聯網技術給線上教學帶來的機遇

線上教學突破了空間和時間的限制，給高等教育帶來了前所未有的挑戰，大部分教師都缺乏線上授課的經驗。對于實踐性、操作性較強的課程而言，如何使學生在線上教學中能獲得最佳的學習體驗、與學生如何增加互動、教學內容與平臺功能融合等問題，在一定程度上給線上教學帶來了困難，選擇合適的教學平臺和軟件對于線上教學至關重要。

本課程全程采用釘釘直播平臺、向日葵遠程屏幕控制軟件，配合超星學習通軟件進行線上授課。上課前教師采用超星學習通軟件發布課前預習、課件、課程說明、教學大綱、考核說明等內容，使學生明確學習目標、學習內容、考核方式，了解課程的重點、難點，學生可以提前預習，提高學習效率。

教師采用釘釘直播平臺進行知識的講解與演示，課中增加與學生互動頻率，提高學生的注意力，引導學生思考問題、解決問題。教師可以通過向日葵軟件查看學生繪制圖紙的進度和效果，實時掌握學生學習情況，了解和掌握學生的學習狀態，及時給予指導和糾正。

相比線下教學，線上教學缺乏教學情境，教學秩序監管存在一定困難。教師除了課上監控學生的學習狀態，課下教師也應采取相應的策略使學生能夠對學習內容進行復習和提問。從課前、課中、課后全方位引導學生進行學習，鼓勵學生自主學習，提高線上教學的學習效率。

6 結語

本課程融合CAD技術與BIM技術進行教學，對于土木專業和建筑學專業的學生雖有一定難度，但對于學生學習其他專業課程起到了至關重要的作用。目前，建筑類行業需要大量的BIM技術型人才，學生學習相關技術有助于未來就業與創業。線上教學給線下教學帶了一定的啟示，線上教學可以提供更豐富的教學和學習資源，為線下教學提供了更全面的教育模式，如何將二者更好地融合是教育工作者今后的重點研究方向。