将BIM建模软件引入到土木工程制图教学中的研究

甘荣飞+李明照+曹文龙+黄坤+金乌吉斯古楞

【摘要】随着我国社会经济的不断发展与进步，我国建筑行业领域也取得了突飞猛进的成果。其中最为突出的成果在于建筑信息模型在建筑领域的所取得的变革性成果。在我国目前的建筑行业领域所应用的建筑信息模型主要以Auto desk Revit等主流的建筑信息模型软件，而且BIM建模软件在建筑领域的应用与发展也越来越被人们认可与接受。但是在高校土木工程专业的课程中对于建筑信息模型软件的讲解依然是传统的Auto CAD模型为主。为了能够使学生理论联系实际，我们必须将BIM建模软件引入到土木工程制图教学中去，并且一定要对于教学工作起到一定的辅助作用。学生在掌握了BIM建模软件的相关知识与技能之后，要与实际的操作进行实践，从而与后续的专业课程进行融会贯通，以便学生掌握并了解我国建筑行业的发展情况，掌握先进的技术。

【关键词】建筑信息模型（BIM）  土木工程制图教学  理论研究

【中图分类号】G642                             【文献标识码】A      【文章编号】2095-3089（2015）11-0025-02

建筑行业的发展可以追溯到古代，并且在漫长的历史中逐渐演变成为今天的建筑领域。但是，由于我国经济、社会长期的处于比较落后的阶段，使得我国的建筑领域也长期的存在技术手段落后、生产模式不足、管理方式经验不足的问题，导致我国的建筑行业尽管发展规模大，但是实际效益却不高。Auto desk Revit公司在2002年率先提出了建筑信息模型技术，即BIM技术，并且在逐渐发展的过程中被整个建筑领域所接纳，从此彻底的将传统的建筑行业的工作方式造成翻天覆地的变化。在美国，建筑设计和施工企业运用BIM的普及率已经达到了60%，而且对于我国的影响也在逐渐增强。基于这样的现实要求，我国的高校土木制图教学课程也要做到与时俱进，与行业发展相匹配。

一、BIM在国内应用的现状

所谓的建筑信息模型，即Building Information Modeling，简称BIM。BIM是建筑业通过数字技术的一种直接表达形式。通过计算机技术，事先将建筑物在电脑中进行提前拟建，这样就能够在拟建的过程中发现问题并且进行解决。可以说，BIM彻底改变了建筑行业的传统工作流程，提高了整个建筑领域的工作效率，也避免了建筑行业不必要的浪费。

二、专业绘图软件在土木工程制图教学中的应用

1.应用现状

我国目前许多的高等院校土木制图课程在讲解《画法几何与建筑制图》这一课程中，已经能够将Auto CAD的相关理论知识与实践教学。其中，根据Auto CAD在二维环境下的可讲解投影理论习题时，通过利用Auto CAD的直线命令和捕捉功能所绘制的图形，在一定程度上要比板书或者PPT更加的准确。而对于基本形体、组合体的问题，通过Auto CAD的三维建模功能，能够在绘图界面分别显示四个视口，然后将H、W、V和轴测图进行一一对应，从而培养学生空间想象能力，进一步深化学生对于投影相关知识的了解。

2.专业软件与BIM软件比较的不足之处

尽管Auto CAD软件能够培养学生对于空间想象能力的理解，但是最主要的辅助教学功能却并不明显。通常情况下，建筑物的构造是非常复杂，而且对于专业性要求较高，这样的情况下使用Auto CAD软件进行建模，不仅浪费了大量的时间，而且对于建模的精度也不能够完全的保证。所以在这样的情况下就会主要使用Auto CAD的二位图纸绘制功能，但是这一功能与传统的尺规绘图没有什么区别，所以达不到提高教学质量的要求。

三、将BIM建模软件引入土木工程制图教学的探讨

1.台大MOOC课程的示范

台湾大学与Autodesk公司在2007年签订了双方的合作协议，旨在共同研究BIM，并且在2009年，台大土木工程系成立了工程信息仿真与管理研究中心，成为发展BIM相关技术与应用的重要交流平台。而且，在台大开设的mooc课程也逐渐的渗透着BIM的相关内容。在2014年的9月份，土木工程系的康仕仲教授在对于图学技能划分为三个部分，其中分别包含了2dCAD、3DCAD、BIM和动画影片等内容，参考图例一。

图一  Coursera平台上的《工程图学》课程中对工程师图学工具的分类

2.Revit 2015 教学实践

由于Revit在教学环节中的应用并不明显，所以我们没有办法通过问卷调查的形式或者组织班级进行教学实践，但是通过“基于Revit软件的建筑信息模型构建”这一课题的研究能够为Revit教学实践提供一定的研究资料。如图二所示：

图二 基于Revit软件的建筑信息模型构建的“大栅栏.北京坊”工程建筑、结构模块模型图

在Revit教学实践的过程中，参加教学的学生通过自学与教师指导的方式进行学习，并且获得了BIM专业团队工程师的技术指导与帮助。每天的学习时间在1—2个小时之间，学习周期为一周。通过这一周期的学习，学生能够掌握简单的Revit团建的操作流程，并且根据所提供的参考资料进行简单的建筑物的建模工作。在学习20—30天之后，学生能够独立的完成建模。在整个学习实践的过程中，学生遇到的难点要比学习Auto CAD的难点多出许多，而且对于Revit能够进行参考的资料也不充足。

3.BIM建模软件引入土木工程制图教学的可行性

BIM建模软件引入到土木工程制图教学课程中，既能够体现出建筑行业发展的趋势，又能够使学生提高学习的能力，提前适应今后的工作。由于BIM建模软件要比Auto CAD软件的操作更加简单，而且整个的建模过程中非常的形象化，所以Auto CAD与传统的教学方式相结合，不仅能够提高学生的空间想象能力，也能够培养学生的动手操作能力。

通过Auto CAD进行建筑物的三维建模，如果只是通过试图定位，就要不断的对于用户的坐标进行变换，导致整个的建模过程泰国复杂，而通过Revit软件能够多视角的进行建模，通过多重尺寸的精准定位，保证建模的质量精确无误。

四、结束语

建筑行业的发展可以追溯到古代，并且在漫长的历史中逐渐演变成为今天的建筑领域。为了能够使学生理论联系实际，我们必须将BIM建模软件引入到土木工程制图教学中去，并且一定要对于教学工作起到一定的辅助作用。学生在掌握了BIM建模软件的相关知识与技能之后，要与实际的操作进行实践，从而与后续的专业课程进行融会贯通，以便学生掌握并了解我国建筑行业的发展情况，掌握先进的技术。

参考文献：

[1]赵雪锋，李炎锋，王慧琛.建筑工程专业BIM技术人才培养模式研究[J].中国电力教育，2014，（2）.

[2]何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息技术，2010，02，（04）.

[3]杨远丰.BIM时代设计软件与制图标准的相互对接[J].建筑技艺，2013，（01）.

[4]李红群.AUTO CAD与建筑制图组合教学方法研究[J].中国科技信息，2005，（22）.

[5] 贺灵童.BIM在全球的应用现状 [J]. 工程质量，2013，31（03）：12-19.

[6]陈宜.浅谈BIM（Revit）的软硬件配置[J].建筑创作，2011，（12）：146-151.

[7]纪颖波，周晓茗，李晓桐.BIM技术在新型建筑工业化中的应用[J].建筑经济，2013，（8）.

课题项目：吉林省教育科学“十二五”规划课题（GH150721）