BIM技术在《建筑识图与构造》课程中的教学探讨

徐俊娟

◆摘  要：《建筑识图与构造》作为建技专业的一门专业必修课，由于课程自身的特点给教师的教和学生的学都带来了一些困难。笔者在自身教学实践的基础上提出了把BIM技术融入到建筑识图与构造课程中，借助BIM技术建立的三维模型，通过旋转观察、剖切观察等方式，让学生能够轻松地将二维图形与三维模型之间建立应有的联系，帮助高职学生更好的理解建筑平面图纸要表达的内容和建筑各个构件在空间的相互关系，调动学生学习的积极性，改善教学效果。

◆关键词：BIM;建筑识图与构造;教学分析

我校建筑识图与构造课程要求学生理解建筑构造的基本原理，掌握房屋各部分组成及典型构造做法，并能够识读工程施工图。该课程是学生学习建筑结构、工程概预算、基础工程等专业课的基础，同时图纸是用来指导施工、管理等技术的重要文件，也是工程界用来沟通交流的媒介，凡是从事建筑工程的技术人员都离不开图纸，若不能正确识读工程施工图和理解有关构造做法，那么就会影响建筑物的安全或寿命，可能造成工程事故，因此本课程对学生的就业至关重要。

一、BIM 技术的含义及特点

1.BIM的概念

BIM是建筑信息化模型的简称，它以工程项目的相关信息数据为依据，通过利用数字信息技术模拟建筑物的真实情况，为工程项目相关人员在工程设计、管理、施工、运行、维护等方面提供便利，并且实现信息共享，为工程项目的建设提供集成化平台。BIM主要应用在建筑设计、结构设计、项目管理、施工管理等方面，并且经过长期的技术研发和工程应用，已得到建筑业界的广泛认可。

2.BIM技术的特点

传统建筑设计需要技术人员经过多次修改、更改讨论等才能完成。在建筑业不断发展的进程中，CAD、天正和其他方法逐渐出现，手动绘图转换为更高级别的电子内容，BIM技术的特点表现在以下几个方面。

（1）信息一体化

BIM模型是所有项目信息、数据数字化的成果，由3D模型生成的数据库是该模型的核心部分，该模型有多部分内容，如建筑体的内部空间关系和几个部分的存储。BIM技术的设计过程和特定信息的整合完全放弃了原有的CAD方法，在设计领域具有一定的实用价值。

（2）实现多方协同，信息共享

在设计时，BIM可以为每个参与单位、每个环节建立良好的合作途径，并为项目的相关参与者准备充分的现实信息，同一建筑模型可以以多种方式使用，如BIM模型可以直接用于建筑模拟、结构分析和其他部分，真正实现了各参与方信息共享，便于多方协同工作。

（3）方案优化简易化

建筑项目的设计和完成是一个动态且需要不断优化的过程，BIM技术出现之前，各专业图形之间在软件上是没有关联的，若需要修改某个图纸的，则相关的图纸都需要修改，这种情况是需要各专业技术人员自己判断需要修改哪些相关图纸和相关位置，容易造成疏漏，而利用BIM软件创建数字模型后，图纸之间是由模型相关联的，修改一处则处处修改，大大减少了技术人员的工作量，并能够对设计方案随时进行调整和优化。

二、教学分析

教学设计的目的是为了提高教学效果，而学生是学习活动的主体，教学设计取得成效的关键在于学生，因此进行教学设计前必须对学习者进行剖析。

1.学习者分析

高职学生的数学、几何知识薄弱，学习主动性较低，自我控制力差，但他们动手能力强，善于从个性化角度理解问题和解决问题，对网络信息技术表现出浓厚的兴趣，把BIM融入课程中，可将平面图纸要表达的内容以三维模型展示，加强学生对三视图的理解，激发学生学习的主动性。

2.教学目标分析

本课程以顺应社会需求为宗旨，以培养施工图识读和能力和工程应用能力为主线，提出的教学目标如下。

（1）熟悉投影基本知识和现行房屋建筑制图的要求，能运用投影原理绘制简单形体的三视图。

（2）掌握建筑的有关构造措施，了解房屋各部分的常用构造做法;能根据房屋的功能要求、建筑材料的供应情况和施工技术等选择恰当的构造方案。

（3）掌握房屋施工图的基本知识;能正确、熟练地阅读中等复杂程度的各种建筑施工图和结构施工图，能进行图纸会审。

（4）具有严肃认真的学习态度和实事求是、一丝不苟、科学严谨、爱岗敬业、团结合作的精神。

三、BIM技术在《建筑识图与构造》课程中的应用

《建筑识图与构造》课程主要包括两个模块，模块一建筑识图，模块二建筑构造，模块一主要介绍了建筑工程图纸制图规定、建筑图纸的绘图原理——正投影以及建筑施工图和结构施工图的识图方法，模块二主要介绍了房屋各部分组成及典型构造做法，这些知识都比較抽象、复杂，通过图纸或图片学生很难形成整体性的认识，BIM技术的引入能很好的解决这个问题，真正实现“教、学、做一体”。在下面分两部分介绍如何在教学中应用BIM技术提升学生的学习效果。

1.建筑识图部分

在传统教学中，建筑图识读部分目的是使学生通过二维图形的识读，在大脑中勾勒出建筑物或构件三维的形状和特点，对于部分空间想象能力不好的同学或较为复杂的形体，教师很难表述或讲解的清楚，此时可利用BIM技术建立的数字三维模型，通过旋转观察、剖切观察等方式，让学生能够轻松地将二维平面图形与三维立体模型之间建立相关的联系，使学生更容易理解三视图和三维形体之间的关系（如图1），提高了学生的读图能力，培养了学生的空间感，解决了传统教学的难点，有效激发高职学生的学习兴趣。

2.建筑构造部分

在建筑构造知识的学习中，对于柱梁节点、柱梁板节点、屋面构造、楼梯、檐沟等较为复杂的构造节点，通过传统教学，学生很难明白各节点的构造做法。下面以楼梯间为例，借助BIM技术教师可将楼梯三维各向展示，学生可通过不同角度去观察和理解楼梯的各个构件梯段、梯梁、梯柱、框架梁、休息平台、楼板等之间的相互关系，如图2所示。同时，使用BIM技术创建的三维立体模型，还能实现第一视角（或第三视角）的建筑物内部漫游，帮助高职学生更好的理解建筑各个构件在空间的相互关系，降低了学生对建筑构造认识的难度，也调动了学生学习知识的主观能动性。

教师在教学过程中，应当以实际项目为载体，尽量选取学校周边的实体建筑为原型，从而实现CAD图纸、三维BIM模型、实体建筑三种资源的完美结合，这样的学习方式可让学生更好的理解该课程的知识点。

四、BIM技术对教师的要求

1.选择骨干教师参加培训并开展专项研究

BIM技术是建筑行业新技术。从普及教学到深化应用的发展过程中，所有的教师都需要挤出大量的业余时间来学习。为了更快更好地掌握这项新技术，我院应根据BIM技术的特点，选择一批基础知识扎实、有上进心的骨干教师，利用寒暑假进行校外培训。从长期发展的角度来看，国内BIM技术的发展才刚刚起步。为了发展这个专业，一些教师甚至要为转型培训做准备，为即将到来的变革做出更大的努力。在进行BIM技术基础学习时，在各自专业方向上要有特别的突破。让教师在不同的专业方向上学习，他们将在未来的课堂教学中发挥作用，学生也会受益匪浅。

2.开展教师BIM技术技能竞赛，增强教师的实践能力

与企业合作，以BIM实际项目为基础，开展各类BIM技术竞赛，邀请企业专家进行评判，竞赛作品能直接被企业使用，这样不仅能增强教师团队的BIM技术实践操作能力，还能加强教师与企业的沟通和联系，共同受益。

3.鼓励教师参与BIM技能研究，建立教师资格聘任制

建筑类的高职教育要贴合建筑领域对BIM技术人才的需求，而拥有BIM技术资质的教师是首要保障。为此，必须建立规范的内部教师管理体系，制定BIM技术的学习计划，要求专业教师在规定的时间内学习并掌握各类BIM应用软件，并取得相应水平的BIM技能考核证书及BIM师资证书，才能具备BIM技术教学与培训资格。目前，中国建设教育协会已经有了初、中级证书的评审标准，考试使用的软件也从原来的Revit软件发展到现在使用的PKPM、广联达、鲁班等软件。在中国建设教育协会的指导下，大型建设集团正准备培养高层次人才，由中国建设教育协会对通过考核达到技能标准的颁发高级证书。

五、小结

随着建筑业信息技术的发展，《建筑识图与构造》课程教学内容的展示、教学过程设计、教学效果评价等都可以利用BIM技术来实现，在虚拟现实的环境下，学生利用BIM技术建立各种建筑模型，从轴线、墙体、门窗、楼板、屋顶等建筑构件，了解完整的施工流程，真正实现做中教、做中学。

参考文献

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