建筑構(gòu)造與識圖課程中BIM技術(shù)的應(yīng)用

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摘要:建筑構(gòu)造與識圖課程是建筑類專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對bim技術(shù)在該課程中的應(yīng)用過程進(jìn)行研究，以達(dá)到促進(jìn)BIM技術(shù)與專業(yè)課程的融合，實現(xiàn)教學(xué)過程與教學(xué)效果優(yōu)化的目的，有利于提高學(xué)生的建筑工程識圖能力和BIM技術(shù)應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞:建筑構(gòu)造與識圖，BIM技術(shù)，教學(xué)應(yīng)用

1概述

BIM(BuildingInformationModeling)是建筑信息模型的簡稱。BIM技術(shù)以建筑模型作為建筑信息的載體，被應(yīng)用到從設(shè)計到施工及運(yùn)行維護(hù)整個項目壽命周期，它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性、信息完備性、參數(shù)化、一體化八大特點，可將項目各參與方集合在同一平臺上，共享同一建筑信息模型，利于項目可視化、精細(xì)化建造，BIM技術(shù)對整個建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展有著極為深遠(yuǎn)的意義。《建筑構(gòu)造與識圖》是建筑類專業(yè)開設(shè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要研究建筑的構(gòu)造原理、構(gòu)造組成、構(gòu)造方法和建筑工程施工圖的圖示方法、識讀方法，是設(shè)計、施工、監(jiān)理、預(yù)算以及管理人員所必須具備的基本知識和技能。該課程是一門實踐性很強(qiáng)的課程，對識圖能力的培養(yǎng)和對構(gòu)造節(jié)點的理解直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，當(dāng)前課程教學(xué)中使用的建筑工程施工圖紙依然是二維形態(tài)的，需要學(xué)生擁有很強(qiáng)的空間想象能力，而學(xué)生的空間想象能力非常有限，對于初步接觸施工圖的學(xué)生來講理解起來比較困難，因此教學(xué)效果并不是很理想。利用BIM技術(shù)可將二維的施工圖紙轉(zhuǎn)化為三維的建筑模型，學(xué)生不僅可以看到二維施工圖，也可以看到形象的三維立體模型，能夠部分解決學(xué)生空間想象能力差和理論與實踐脫節(jié)的問題，從而提高課程教學(xué)效果，因此本文主要研究如何將BIM技術(shù)應(yīng)用于《建筑構(gòu)造與識圖》的課程教學(xué)中。此外，在大一建筑構(gòu)造與識圖課程中融入BIM技術(shù)，也為后續(xù)的其他專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，對于大二學(xué)習(xí)BIM技術(shù)應(yīng)用課程起到了一個很好的銜接作用。

2基于BIM技術(shù)的建筑構(gòu)造與識圖課程教學(xué)設(shè)計

2．1課程標(biāo)準(zhǔn)改革

開設(shè)建筑構(gòu)造與識圖課程的目的是使學(xué)生掌握建筑構(gòu)造的基本知識和原理、建筑識圖與制圖的基本知識和方法，培養(yǎng)學(xué)生一定的空間思維和想象能力，最終使學(xué)生具備熟練識讀常見的施工圖紙和繪制中小型民用建筑施工圖的能力，并為后續(xù)課程奠定必要的專業(yè)基礎(chǔ)?；贐IM技術(shù)的課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)在傳統(tǒng)的課程標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上融入BIM技術(shù)，將BIM技術(shù)貫穿在整個教學(xué)過程中。將BIM技術(shù)應(yīng)用于課程中，有助于提高學(xué)生的空間思維能力，以及增強(qiáng)學(xué)生的施工圖識圖和繪制能力。并且課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步優(yōu)化，突出重難點，結(jié)合教學(xué)章節(jié)選取有代表性的建筑模型，植入BIM模型資源包，知識點匹配具體的二維圖紙和三維模型，展示直觀清晰，提高教學(xué)有效性。

2．2課程資源準(zhǔn)備

該課程教學(xué)資源包括配套的教材、習(xí)題集以及電子資源包，其中電子資源包括PPT課件、圖片、視頻、二維圖紙以及三維模型等等，植入BIM技術(shù)的課程資源需要增加BIM三維模型的資源，我們使用圖書館以及教學(xué)樓的圖紙進(jìn)行建模，形成了校園建筑的模型庫，再運(yùn)用于課程教學(xué)當(dāng)中，結(jié)合校園實際場景的體驗對比，加深對學(xué)生建筑構(gòu)造的印象，使得學(xué)生能夠更快的識讀圖紙，實現(xiàn)二維向三維的空間轉(zhuǎn)換(見圖1)。

2．3應(yīng)用軟件與平臺

BIM技術(shù)在課程中的應(yīng)用與軟件關(guān)系緊密，特別涉及到建模軟件Revit，其中Revit軟件除了具有建模功能外，還能夠自動生成圖紙和明細(xì)表，一方面在學(xué)習(xí)建筑構(gòu)造部分的時候，可以將軟件中的構(gòu)造模型與知識點中的細(xì)部構(gòu)造對應(yīng)起來，另一方面在學(xué)習(xí)建筑識圖的過程中，還能夠結(jié)合三維模型對應(yīng)二維圖紙，幫助學(xué)生更好理解建筑符號、建筑平面圖、立面圖以及剖面圖等各種圖紙的表達(dá)。另外在應(yīng)用中還采用了建筑仿真平臺以及超星教學(xué)平臺，利用BIM相關(guān)資源建立建筑仿真實訓(xùn)平臺，包括建筑構(gòu)造與識圖的模塊，以及相應(yīng)的施工圖識讀案例，為二維圖紙到三維模型的教學(xué)轉(zhuǎn)換提供軟件基礎(chǔ)，學(xué)生可以通過建筑仿真實訓(xùn)平臺觀看動畫學(xué)習(xí)知識點，并進(jìn)行相應(yīng)的實訓(xùn)練習(xí)。

2．4教學(xué)方法創(chuàng)新

相對于傳統(tǒng)的理論教學(xué)方法，本課程采用了模擬教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法以及線上線下混合式教學(xué)模式。通過三維仿真平臺建筑動畫模擬教學(xué)，例如在講解墻體細(xì)部的時候，展示墻體模型的構(gòu)造，讓學(xué)生掌握建筑的尺度、材料、做法等。通過任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)，例如在講解樓梯章節(jié)的時候，布置學(xué)生繪制樓梯圖紙，創(chuàng)建三維模型，通過三維模型和二維圖紙的對應(yīng)關(guān)系，掌握樓梯識圖與制圖。學(xué)生除了在校的課堂學(xué)習(xí)外，還能夠通過網(wǎng)絡(luò)平臺超星學(xué)習(xí)通觀看PPT和視頻，完成測試和作業(yè)，實現(xiàn)線上和線下混合模式教學(xué)。

3BIM技術(shù)在建筑與構(gòu)造識圖課程的教學(xué)應(yīng)用實踐

3．1課前準(zhǔn)備階段

教師將學(xué)習(xí)文檔、課件、視頻和任務(wù)單等課程資源上傳到超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，通過超星學(xué)習(xí)通消息，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程預(yù)習(xí)，查看學(xué)習(xí)文檔和課件，觀看課前學(xué)習(xí)視頻，熟悉仿真軟件和建模軟件，下載學(xué)習(xí)任務(wù)單，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3．2課中實施階段

課中實施階段是課程非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，決定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量，采用模擬教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法來實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，具體包括5個環(huán)節(jié):學(xué)習(xí)情境構(gòu)建、重點知識講授、典型任務(wù)、師生教學(xué)互動、課堂總結(jié)評價。

3．2．1學(xué)習(xí)情境構(gòu)建在建筑構(gòu)造識圖課程傳統(tǒng)教學(xué)中，存在學(xué)生缺乏建筑構(gòu)造的情境展示，缺乏對構(gòu)造層次的分解、建筑空間的體驗等問題，通過BIM技術(shù)的引入可以隨時讓學(xué)生在建筑三維模型中漫游，深入認(rèn)識各個構(gòu)造節(jié)點的層次、材料、做法、尺度等等，還可以體驗建筑構(gòu)造與結(jié)構(gòu)的空間形體，將二維圖紙和三維模型一一對應(yīng)，進(jìn)行平面和空間的隨時轉(zhuǎn)換，使學(xué)生處于三維立體的建筑空間情境中，有助于學(xué)生把握建筑構(gòu)造組成，分析建筑形體空間，增強(qiáng)圖紙識讀能力。

3．2．2重點知識講授在構(gòu)建學(xué)習(xí)情境的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識點和技能點，對重難點的知識要進(jìn)行及時講解與梳理，例如講授平屋面的防水構(gòu)造時，運(yùn)用建筑虛擬仿真平臺，結(jié)合屋頂?shù)娜S模型展示屋面的泛水構(gòu)造與檐口構(gòu)造，講授樓梯的構(gòu)造時，結(jié)合樓梯的二維圖形和三維模型，分析樓梯的構(gòu)造組成與尺度關(guān)系，讓學(xué)生理解建筑構(gòu)造節(jié)點更加直觀清晰，加深對重要知識點的印象，從而達(dá)到教學(xué)目的(見圖2)。

3．2．3典型任務(wù)在理論學(xué)習(xí)鋪墊之后，由教師教學(xué)任務(wù)，通過BIM技術(shù)和教學(xué)資源庫，教師可以創(chuàng)建結(jié)合具體教學(xué)單元的多個任務(wù)，例如創(chuàng)建建筑局部構(gòu)件、建筑單體模型、建筑門窗族、圖紙和明細(xì)表等等。投影部分可以提供建筑模型，讓學(xué)生自主對模型進(jìn)行視圖縮放、查看、旋轉(zhuǎn)、剖切，觀察、透視、漫游等。建筑構(gòu)造部分可以讓學(xué)生創(chuàng)建小型構(gòu)件，例如獨(dú)立基礎(chǔ)、疊層墻體、疊合樓板、平行雙跑樓梯、防水平屋面、門窗族等等。建筑施工圖部分可以讓學(xué)生結(jié)合三維模型，創(chuàng)建相應(yīng)圖紙，如平面圖、立面圖、剖面圖、局部詳圖和門窗明細(xì)表等。

3．2．4師生教學(xué)互動根據(jù)任務(wù)的難易程度，學(xué)生可以以個人或者小組的形式完成，結(jié)合BIM技術(shù)的任務(wù)實施，小組可以分工合作共同完成，收集素材、組織文字、創(chuàng)建模型、制作PPT、匯報作品，每個人發(fā)揮自己的特長，互相交流補(bǔ)充完善，教師可以及時掌握學(xué)生任務(wù)實施情況并且從旁指導(dǎo)，學(xué)生還可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上傳成果，實時留言評價交流，實現(xiàn)師生良性教學(xué)互動。

3．2．5課堂總結(jié)評價學(xué)生完成課堂任務(wù)后，教師結(jié)合學(xué)生任務(wù)完成情況做總結(jié)評價，重點分析任務(wù)完成過程中可能會遇到的問題以及解決方法，再點評各小組任務(wù)的完整度和完成質(zhì)量，學(xué)生還可以在超星教學(xué)平臺進(jìn)行投票，選出最優(yōu)秀的小組。

3．3課后擴(kuò)展階段

課后擴(kuò)展階段是學(xué)生對于課堂學(xué)習(xí)的進(jìn)一步補(bǔ)充和提高，主要采用的是線上模式，學(xué)生可以在超星學(xué)習(xí)通進(jìn)行相關(guān)模塊的擴(kuò)展練習(xí)，還可以結(jié)合BIM三維虛擬仿真再到實地建筑進(jìn)行考察體驗，同時在線上發(fā)表想法建議與老師進(jìn)行互動交流。

4結(jié)語

BIM技術(shù)給建筑行業(yè)帶來了深刻的變革，在建筑專業(yè)的教育中融入BIM技術(shù)也是必然趨勢，在不斷的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)對于建筑構(gòu)造與識圖的課程改革發(fā)揮了較大的作用。在理論與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中植入BIM技術(shù)，無論是從二維圖形到三維模型的轉(zhuǎn)換，再從三維模型到二維圖形的倒推，還是從建筑的構(gòu)造節(jié)點到建筑的整體構(gòu)成，以及從建筑投影到工程施工圖的識讀與繪制，建筑信息模型貫穿教學(xué)始終，呈現(xiàn)的模型以及模型中包含的各種各樣的信息，傳遞給學(xué)生更直觀清晰的感受和更有深度的內(nèi)容，從而實現(xiàn)了BIM技術(shù)對于建筑構(gòu)造與識圖課程應(yīng)用的意義。

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作者：嚴(yán)瑾 單位：長沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院