基于建筑信息模型（BIM）的房屋建筑學教學內容和拓展路徑研究

董翠萍 李 政 王思佳 劉 洋 辛全英 劉 芳

（河北科技師范學院 河北·秦皇島 066004）

房屋建筑學是土木工程專業的一門專業必修課程，課程主要闡述了民用和工業建筑設計與構造的基本原理及應用知識。該課程是為了學生建筑設計和建筑構造的基本技能——三維空間想象力、邏輯思維能力和圖紙表達與輸出能力，是學生后續課程展開學習的重要理論與實踐基礎。就目前的培養方式很難滿足現代建筑工程的要求，若將BIM技術與房屋建筑學課程相結合，勢必會給這門課程帶來新的亮點。本文針對傳統教學模式下得房屋建筑學課程中存在的問題，以及房屋建筑學課程中應用 BIM 技術所帶來的優勢，提出針對在BIM理念下對房屋建筑學教學內容的新模式。

1 房屋建筑學課程現狀

房屋建筑學課程主要分為理論教學與課程設計兩個部分，課程安排一般集中在大二上學期，先經過48學時的理論講授，在學期末進行為期一周的課程設計，一般是繪制一幢建筑的施工圖，是對工程制圖、計算機輔助設計以及房屋建筑學理論課程的一個全面的理解。經過幾輪的教學實踐，發現如下問題：

1.1 “講”——PPT演示，輸出量大，課堂效果不好

在理論教學過程中教師采用傳統媒體教學，向學生輸出大量的專業知識，以二維圖形的方式向學生展示相關教學節點，這種培養方式需要學生有較高的三維想象力，但是對于想象力較差的學生是很難理解的。即使學生能想象出來構件的樣子，但是對構件與構件的連接方式與位置能夠深入理解也是有一定難度的。這也造成教師教學壓力過大。就我校現狀，一個房建老師帶三到四個班，每班30人左右，老師無法做到針對作業與課程設計點對點指導，以致學生學習的“云里霧里”。

因此，想做到學生能夠深入掌握知識的要點、難點，就要將實物以三維的模式向學生呈現出來，讓學生從理性認識升華至感性認識，從而加深記憶。

1.2 “學”——只聽不練，輸入量小，課程設計效果差

無論是建筑設計還是建筑構造，我們常采用平面圖、立面圖、剖面圖和節點詳圖等方式來表達，這無疑還停留在用二維圖形來表達三維的建筑。但是對于初學者而言，能把平立剖圖紙對應起來就有很大的難度，更何況將節點詳圖回歸到建筑上。

所以說引入BIM技術進行教學輔助，可以讓學生更加直觀的感受建筑，同時也讓教學內容更加形象，直觀。減少傳統教學中反復修改圖紙增加工作量的困擾，提高學生的興趣與教學質量。

2 房屋建筑學課程教學使用BIM的優勢

BIM是通過三維數字技術，建立集成建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，對工程項目全過程數據進行詳盡表達。它具有三維可視性、協調性、模擬性、優化性和可出圖性五大基本特點。常用的BIM建模軟件有Autodesk公司的Revit，Bently，ArchiCAD。其中Revit更適合與房屋建筑學課程。

2.1 BIM的三維可視化

建筑行業中三維可視化是非常有必要的，利用Revit設計的三維模型，可以清楚的看到建筑的實際情況，提升建筑的合理性。我們可以在授課中打開建筑模型，觀看我們平時難以觀察的節點模型，比如說基礎、女兒墻、天溝，進行局部放大詳細講解。這樣學生不僅可以清楚的看到節點的構造層次，還能針對這些節點進行剖析。同時還可以用軟件自帶的線框及真實等表達方式，使同學有更清晰的認識。

2.2 BIM技術的協調性及優化性

協調性一方面體現在各專業的配合上，另一方面還體現在圖紙的配合度上。從施工角度來說，常常會出現某些管線影響門的開啟方向，或管線與結構體出現打架的情況，這主要是由于各專業溝通較差的原因。BIM的碰撞檢查可以有效的避免這種現象的發生，優化設計圖紙。同時BIM技術以實現多個專業協同設計。

而在房屋建筑學引入BIM的技術，針對缺乏繪圖經驗的學生來說，可以大大減少他們修改圖紙的時間，使畫圖水平和效率顯著提升。

2.3 BIM技術的模擬性

當繪制完二維圖形，建筑模型也同步生成。對于空間想象力差的同學得到了有效的鍛煉，也讓學生對空間尺度有更具體的把握和推敲。

2.4 BIM技術的互通性

全專業的配合才能最大程度的發揮 BIM 技術在房屋建筑學課程上的應用。針對這些數據還可以擴展到建筑的日照分析，光環境分析，風環境分析等，使項目的可行性大大提高，提升了學生學習的積極性，培養高素質高技能的人才，實現校企無縫銜接。

3 BIM技術與房屋建筑學課程的融合

利用 BIM 技術建立三維模型可以清晰直觀看到建筑內部功能與細部構造的情況，可以更加直觀的分析建筑，不僅減少教師枯燥的語言講解，還提升了學生對建筑的認知和理解，同時還推廣了BIM的應用。

3.1 在理論教學中滲透BIM技術

傳統的理論教學，老師用語言以及二維圖形來描繪建筑功能與細部構造，如果利用BIM技術來輔助教學可以有助于學生更加直觀的看到建筑及其構造層次，增強教學的趣味性、生動性，可以讓學生更好的接受知識。在備課的過程中，將構件的二維圖形用三維模型表達出來，通過對比觀看效果會更好，針對女兒墻、檐溝、基礎等，這些平時不易看到的部位，可以利用Revit繪制出各個構件的整體構造，可以從全方位讓學生觀察到構件的形態以及構件與構件的連接形式。

3.2 在課程設計中應用BIM技術

房屋建筑學課程設計只有為期一周的時間，任務繁重。學生接到任務書后，利用CAD或者天正繪制出來的二維圖紙，對于新手而言，學生很難想象出來二維圖紙建成之后的樣子，而且還會將大量的時間用在反復修改圖紙上。如果將BIM技術引入到課程設計，無論繪制的平面圖還是繪制立面圖，都可以直接轉化為三維模型，讓學生直接看到所設計建筑的雛形，既能減少修改圖紙的時間，同時將節約下來的時間用在對建筑設計知識的理解上。

時間 指導內容第1-3次課 啟迪思路，熟悉Revit功能第4-10次課 方案初步指導第11-12次課 確定方案，檢查模型的完整性，提出修改意見第13-14次課 檢查建筑平面圖第15-16次課 檢查建筑剖面圖第17-20次課 檢查建筑立面圖審查 審查大樣圖，整理設計內容，編寫設計說明

為配合理論教學與課程設計中更好的應用BIM技術，可以將原來集中一周的課程設計采用分散式訓練方法，從房屋建筑學理論教學平面設計講完開始進行分散式平面圖繪制，隨著理論課程的進程逐步展開訓練 (進度安排如表1)。教師對階段成果每周固定時間集中檢查，針對學生疑問單獨指導，并對設計中普遍存在的問題歸納總結，集中講解。這種采用隨課程分散訓練的方式，可以有效的避免學生在結課后考試壓力大和其他課程設計時間上沖突的問題。

3.3 在全專業貫穿BIM技術

房屋建筑學課程的先行課程是制圖類理論課，為了保證BIM技術在房屋建筑學課程中的順利進行，在工程制圖課程中也應該開始融入BIM技術，房屋建筑學作為學生第一次開始運用BIM技術進行完整實訓，起到了對課程承前啟后的作用。其在課程體系中的位置如圖1。

圖1：課程體系流程圖分析

房屋建筑學承前是對先行課程工程制圖教學內容的復習鞏固。房屋建筑學中融入BIM軟件Revit，使課程設計與BIM軟件課程體系緊密融合在理論教學課程中，設計成果——建筑模型也可以作為后續課程的和畢業設計的基點，讓學生更加重視課程。新穎的教學手段可以激發學生的興趣和學習熱情，同時也符合建筑業未來的發展趨勢。

4 結語

BIM技術作為當前時代下的新技術正在逐步的應用到實際工程之中，而對于作為推動他廣泛應用的核心取決于操縱他的技術人員對BIM技術的掌握情況。就我國國情而言，現階段培養BIM技術人才的最好方向是高校建筑業大學生，那么對于房屋建筑學融入BIM理念是至關重要的，只有我們未來培養的人才越發優秀，那么BIM技術在建筑行業的推廣和應用才會更加的順暢。