基于BIM技术的高职“建筑识图与构造”课程教学改革研究

吴佳南 徐卫星

(1.宁波城市职业技术学院 景观生态学院，浙江 宁波 315100；2.浙江工商职业技术学院 建筑与艺术学院， 浙江 宁波 315012)

建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM) 是近年来出现在建筑业中最重要的信息化技术。BIM是贯穿于建设项目全生命周期的系统工程，从项目策划、可行性研究、建筑设计、施工到后期的运营管理，几乎建设项目所有信息都以数字化形式表达，以多维参数模型为信息载体，并且在不同阶段，不同参与方使用不同软件，建立对应的项目信息模型，输入数据与信息，通过查看、修改，保证各环节信息的实时共享和及时交流，以达成各方技术和规范的相互统一，确保建设项目按时保质的完成[1]。BIM技术作为建筑业信息化的重要组成部分，在工程设计、施工和运行维护全过程中有着非常重要的应用，因此，建筑信息化产业呼唤更多的BIM技术人才的快速成长。高职院校作为大量技术人才的培养基地，有必要将BIM技术融入高职建筑工程技术专业课程教学中，培养一批具有创新意识、掌握创新工具的新型工程技术人才，这不仅为教学改革提供了新思路，同时也顺应了行业的市场需求和发展。

1 “建筑识图与构造”课程教学存在的问题

“建筑识图与构造”课程是建筑工程技术专业的职业技能基础核心课，其教学目的是培养学生具备建筑施工图、结构施工图制图与识图能力以及掌握从事建筑七大部分(基础、墙、梁柱、楼板、屋顶、楼梯、门窗与变形缝)的施工与管理、民用建筑方案设计等工作应具备的基本知识、基本技能和操作能力， 培养建筑施工与管理、工程监理及建筑工程预决算等方面工作所需的一线高技能专业人才。“建筑识图与构造”课程内容主要包括：识读与绘制建筑形体及构件的三视图、识读与绘制房屋建筑施工图(建施图)、识读与绘制房屋建筑结构施工图(结施图)等。 因此，“建筑识图与构造”课程的实践性很强，学生的制图与识图能力是“建筑识图与构造”课程的重要教学目标。目前在“建筑识图与构造”课程的教学过程中，主要存在以下问题。

1.1 课程知识点多，课程教学时间有限

“建筑识图与构造”课程一般在大一学年开设。大一学年公共课众多，而该课程知识点较多，一般每个星期安排4学时，要完成教学任务，时间紧张。另外，高职学生自学能力差，课前基本不预习，而课上知识点众多，教师课堂指导过程中无法做到面面俱到，难以保证所有学生的学习质量。

1.2 学生对图纸的二、三维转换理解困难

“建筑识图与构造”课程所使用的图纸都是二维图纸，学生对这些二维图纸的由来不清楚，导致学生在识读图纸过程中二维与三维之间形象转换存在困难，学生难以理解。

1.3 实训教学虚拟软件技术滞后于行业主流发展软件

随着建筑行业信息化的不断发展，新技术、新产品不断涌现，各种仿真虚拟教学软件众多纷杂，纷纷进入各高职院校实训室。然而，目前建筑企业行业信息化主流建模软件是Revit，但各高职院校实训室安装的软件却不尽是该软件，因此造成学生实训的BIM软件与建筑行业所需的BIM软件存在各自为营现象，所培养的毕业生不能很好地与建筑行业信息化发展相匹配。

2 基于BIM技术的“建筑识图与构造”课程教学模式改革

2.1 明确教学目标

制定“建筑识图与构造”课程教学目标，需要考虑两方面要素：一方面结合国家建筑领域信息化技术的快速发展引起的行业市场对BIM技术人才的需求；另一方面结合BIM技术融入高职“建筑识图与构造”课程教学中，利用 BIM 技术工具软件Revit建立三维的建筑信息模型，其三维、动态、虚拟的教学场景，使传统的“建筑识图与构造”课程变得不再枯燥，有利于提高学生建筑识图能力，全面提升专业基础技能。因此，建筑工程技术专业的“建筑识图与构造”课程教学目标可以定位为：借助BIM三维软件基础上熟练掌握识读建筑形体及构件的三视图、剖面图、断面图及轴测图的能力；借助BIM教学软件基础上熟练掌握识读建筑工程图的能力；借助BIM三维建模软件熟练绘制建筑工程图的能力。

2.2 运用教学方法

2.2.1BIM三维教学识图法 目前，在建筑工程施工中，指导施工的仍然是二维建筑工程图纸，但是传统的二维建筑工程图纸识图方法由于其枯燥难懂、识读中二维与三维思维转换困难，使得学生接受信息量小、教师教学效率低下，进而导致识图教学过程中学时少、内容多的矛盾非常突出，严重影响教学进程与效果。因此，课程需要引入BIM三维教学识图法，利用BIM模型三维、动态、虚拟的教学场景，提高学生识图的兴趣。比如在识读建筑工程平面图中，识读的二维平面图纸从三维BIM模型导出，二维与三维比对着识读，增强学生识读图纸过程中二维与三维思维的转换能力。另外，在识读剖面图教学中，按照建筑平面图上的剖切方向在BIM模型中将其虚拟剖切，再动态投影形成二维的建筑剖面图，这一动态的虚拟教学场景，使得学生对剖面图的形成及如何识读有了清晰的理解与掌握，再结合手机上安装的BIM浏览器App,让学生随时随地移动学习识读。

2.2.2BIM三维建模绘图法 在应用BIM三维识图的基础上，在这一阶段要求学生通过BIM三维建模软件Revit根据上一阶段的典型建筑工程图纸所示内容，建立一个完整的三维建筑模型。相对于CAD二维绘制工程图法，BIM三维建模绘图法，学生在建成三维各层构件模型的同时，完成二维平面图及三维模型，通过窗口界面相互切换随时查看，加深理解。

2.2.3BIM三维漫游感知法 在传统的“建筑识图与构造”课程教学中，学生识图基本上基于二维图纸进行，对整个建筑的三维形象以及内部的空间细节等均缺乏真实的感知，因此通过BIM漫游，可以深入建筑内部及外部任意位置了解建筑形象，使得学生形成整体的建筑形象感知，促进建筑识图教学任务的快速完成。在具体教学中，学生可借助BIM软件Revit打开项目文件，在识图选项“三维视图”中选择漫游按钮，进入漫游路径绘制模式，根据想要漫游的路径目标完成漫游路径绘制，开启漫游。除了在电脑中进行课堂BIM三维漫游感知应用外，学生也可以通过手机上安装的BIM浏览器App，选择项目文件打开，点击“漫游”按钮，选择漫游速度，进行环绕查看或定点查看，学生可以随时随地学习感知建筑三维形象。

2.3 完成课程设计

该环节是学生在完成前期某项目建筑施工图平立剖及详图识图任务基础上，将该能力运用到项目BIM三维建模实践中来。教师选择面积适中的建筑项目让学生完成，通过完成二维图纸识读到三维模型设计全过程课程设计任务，深入了解建筑内外部空间形象。教学任务完成后，教师要求学生能够熟练地进行建筑施工图识图，并在此基础上结合BIM三维建模，完成三维模型来感受建筑的内外空间形象及构造，训练学生综合运用识图知识和项目BIM三维建模实践中所获得的经验进行施工指导的能力。课程设计主要包括二维图纸识读和BIM三维建模两个阶段。

(1) 二维图纸识读。该阶段教师按照建筑施工图中的平立剖及详图识图顺序循序渐进地要求学生完成某一具体任务。在开展某一具体任务时，教师基于移动信息化的混合式教学方法进行：一是课前学，课前教师在手机端发布预习任务单及预习目标，上传本次任务的知识点微课(包括二维图纸及三维模型相互转换的动态虚拟动画及可在手机上观看的模型)供学生学习，并布置测试检验学生课前预习知识掌握程度；二是课中学，教师在课中安排提问、抢答及难点答疑，并进行本次任务的重要内容、重点、难点讲授，安排学生进行头脑风暴及讨论，课中结束前再安排学生进行识图测试(该测试基于计算机识图软件进行)，检验学习效果；三是课后学，课后教师在手机端安排学生进行重点和难点讨论及答疑。通过系列学习，为后续BIM三维建模奠定坚实的基础。

(2) BIM三维建模。该阶段要求学生在熟读建筑施工图的基础上完成，BIM三维建模过程中，平立剖及详图同步建模完成，实时更新。教师在开展该阶段教学任务时，主要基于教学做一体化的教学模式进行：一是课前学，课前教师在手机端发布预习任务单，上传某阶段的三维建模微课供学生学习，鼓励学生在观看微课后尝试建模；二是课中教学做，课中教师随机抽选学生就课前发布的任务进行简单建模操作以检验预习效果，教师再进行重点和难点讲授，并布置课中必须完成的阶段任务，学生根据上传的微课视频学习，完成 BIM三维建模阶段任务并上交，期间，教师穿插学生中间进行答疑辅导；三是课后学，课后教师在手机端安排学生进行重点和难点讨论及答疑，并上传下一个任务微课视频供学生学习。

3 结语

“建筑识图与构造”课程作为建筑工程技术专业核心基础课程，是后续专业核心课程得以顺利学习的保障。因此，高职院校非常有必要将BIM技术融入“建筑识图与构造”课程教学中，利用 BIM软件创建三维建筑信息模型，其三维、动态、虚拟的教学场景，使传统的“建筑识图与构造”课程变得不再枯燥，有利于提高学生的学习兴趣与积极性，提高学习效果，促进学生识图技能的提升，为学生后续核心专业课程的学习打下坚实的基础。