基于BIM的土建类识图课程信息化教学改革探索

杨国利 王莘晴 杜佳芝

关键词：建筑信息模型（BIM） 可视化  信息技术  高职教育

图纸是工程技术人员的语言，能够熟练及正确识读专业施工图、能够参与图纸会审是土建专业高职毕业生必须具备的基本职业能力之一。施工图识读一直是土建类专业教学的基础和难点。高职土建专业学生生源复杂，有普高生、单招生、对口中职生，也有文科生，还有理科生，他们的学习背景、基础能力差异明显，学生厌学现象普遍存在。对这些学生来说，学习识图类课程最大的难点就在于空间想象力不足，且传统的教学方式不够形象逼真。然而，基于专业特点，学校无法完全实现让学生在学校实训室全程模拟建筑施工过程，分散的工地资源也很难与教学计划进度相吻合。传统识图教学方法是从二维到三维的，教学效果较差。如何解决这些矛盾，在课堂教学中尽可能模拟真实的场景，保证教学质量;如何让学生成为课堂的主体，使其乐学、好学、会学;如何培养出适应时代发展的建筑类合格人才，已成为当下高職院校急需解决的迫切问题。

BIM即建筑信息模型，是建筑行业颠覆性的变革，它三维可视、直观、动态。随着BIM技术的认可和推广，建筑业急需高校顺应时代发展，培养出能够解决工程实际问题的BIM人才。BIM技术在大部分高职院校已经受到重视，但是目前专业教学已严重滞后于行业发展需求。部分高校初步设置了一些BIM相关课程应用于专业教学，但是尚未形成比较成熟而完整的课程体系。基于BIM技术的高职土建类专业课程改革还只是初步的，尚未形成系统的、有层次的、架构合理的培养体系，研究成果和实践经验较少，因此，基于BIM技术的高职土建类专业课程改革研究与实践亟待开展。

信息化教学具有数字资源丰富、交流互动即时、协同共建共享、碎片时间学习、开放与个性发展等独特的优势。

本文针对土建专业学生识图学习普遍存在的难点问题，以Revit建筑设备信息模型为载体，对土建类识图课程信息化教学的改革进行研究，并将其应用于教学实践，对实践效果进行分析，以期为土建类识图课程及相近课程教学改革提供参考。

一、教学分析

1.课程定位

高职土建识图类课程是专业基础课，一般在大一第一学期或者第二学期开设，对于学生来说是一个全新的领域，同时也是引领学生进入建筑领域的启蒙课程，对这门课程的学习效果将会影响后续课程的学习。即如果在这门课程学习中，学生能够体会到学习的成就感、学习的乐趣以及学习专业的愿望，那么在后续课程中，将会达到事半功倍的学习效果。

2.教学目标与教学重点

土建类识图课程知识目标是使学生掌握建筑物的各个组成部分的构造知识点。能力目标是使学生具备快速和正确识读施工图纸的能力。素养目标是培养学生自主学习、团队协作和可持续发展能力。

3.学情分析与教学难点

高职土建识图类课程是专业基础课，一般在大一第一学期或者第二学期开设。授课对象排斥一言堂、一本书的传统教学模式;缺乏专业练习，识图绘图效率低;自主学习、自主探究意识缺乏，团队协作能力不足。另外，实际项目局部区域的隐蔽性、不可逆性以及CAD图纸的二维局限性使学生难以全面观测系统实物。基于以上特点，确立教学难点为：工程案例平面图、系统图、详图转换与对应;案例二维施工图与实物对应转换;学生自主学习能力和团队协作能力提升。

二、信息化教学改革策略

传统识图类课程教学方法的不足：建筑物在施工图纸中都是通过平面图、立面图、剖面图和详图等二维方式来表达，传统识图教学也是需要学生从二维到三维，反复推敲平、立、剖、详图之间的关系，而且还会涉及与其他专业图纸的交互对应，这就要求学生具备较强的空间思维能力。但是多数学生空间思维能力比较弱，学习过程中出现“难教、难学”的局面。为了达到教学目标，突破教学难点，提出以下信息化教学改革策略。

策略一：课程以具体工程案例的CAD施工图纸及对应的BIM三维模型作为主要载体，以实用、够用为原则，设置两大基于工作程序的递进任务，驱动教学即（课堂任务）识读实际工程项目CAD施工图纸，（课后拓展任务）基于工程项目案例建立BIM三维信息模型、生成剖面图、明细表和漫游动画等。

策略二：BIM三维信息模型和漫游动画，三维可视化，实现具象认知，降解知识难点，帮助学生实现二维图纸和三维模型，平面图、系统图的相互转换，在学生的参与中轻松解决识图重难点问题。手机学习即e建筑快速看图看模型，扫描二维码查看百度云盘学习资源，使学习不受时间、空间限制，提高学习效率。

三、信息化教学实施过程

1.课前

教师设计和布置学习任务，准备学习资源，并发布至网络教学平台，要求学生结合教材、学习资源、网络，自学中央空调系统组成、理解其工作原理、用CAD软件绘制原理图并提交到云班课。学生登录教学平台，领取学习任务。小组协作完成任务。同时，教师评价学生预习成果，并准备工程案例的Revit模型和漫游视频。

2.课中

首先，教师点评学生课前预习任务完成情况;通过图片引导巩固学生自学成果，明确中央空调系统工作原理;通过电子教室发放示例案例CAD图纸和Revit模型，学生观看Flash动图，以组为单位分析基本构造形式及其相对位置。

接着，教师通过电子教室向学生发放课堂识图任务，学生分组讨论进行初读，并总结和记录初读过程中存在的问题。

然后，教师通过Revit信息模型和Navisworks漫游视频演示建筑内部的三维布局，帮助学生建立直观的感性认知;利用Revit三维可视化，结合剖面框工具、多视口对应等方式帮助学生实现三维模型与二维图形的自由切换，帮助学生解决识图问题，突出教学重点，突破教学难点。

最后，学生基于BIM三维模型完成任务书内容并提交结果。

3.课后

教师通过网络教学平台发布单元测试题和拓展案例施工图纸，学生独立完成单元测试;各小组以抽签方式领取拓展任务，在读懂图纸的基础上进行中央空调系统Revit模型及对应漫游动画的创建，并提交成果。通过三维模型进一步巩固和促进提升识图能力，同时也提升学生的BIM操作技能，使学生能力全面提升。

教师在网络教学平台上提供配套的BIM操作小视频、模型资源、二维码、专家连线等，学生在课后复习和拓展环节遇到困难可点击相关资源和链接有针对性地解决问题。模型无法完全取代建筑實物，为进一步建立健全课程资源库，教师应鼓励学生收集整理建筑物及其构建模型及其对应实物图，学生作为课程资源的建设者，不仅巩固了专业知识，同时也培养了其自主学习、网络学习能力，使学习过程更有成就感。

另外，可通过成立识图社团或者识图兴趣小组，以学校BIM大师工作室为依托，与施工单位、科研院所及软件开发公司等进行合作，师生共同参与企业项目，共同推动BIM技术在高职土建类专业“落地”，使基于BIM的土建识图类课程教学与行业需求对接。

四、信息化教学考核评价

课程采用过程性考核方式，分为学生自评、互评和教师总评的方式，课前、课中、课后加权平均结合亮点加分计取平时成绩，使学生实时了解自己的成绩与排名，及时查漏补缺。学生情况得以及时反馈，能够让教师根据现状调整教学并督促学习。

激励机制为，积极参与课程资源建设的学生、乐于帮扶他人以及模型作品评价较高的小组可以得到额外加分，以此来激发学生学习的热情。

五、小结

本文以建筑信息模型为载体，将BIM技术有机融入土建类识图课程教学中，实现了建筑构造的具体化、直观化，实现了对施工现场的场景漫游，增加了学生的感性认知。学生通过模型观摩漫游认识构造，通过图纸生成、模型剖切等方式，完成三维模型到二维图纸的转换，既实现了建筑物的真实模拟，又实现了课程知识点和技能点的融会贯通，三维建模过程可进一步提高和巩固学生图纸识图、辨图能力、空间想象能力。此外，识图、建模等小组协作任务有效培养了学生分析解决问题的能力和团队协作能力。信息化教学手段的应用，线上线下师生互动，师生共建课程资源，课前、课中、课后的教学设计和实施，既增加了学生学习的交互性、趣味性、成就感，又拓宽了学生学习的时空，形成了较为科学合理的教学改革实施方案。整个教学过程形成学生识图能力培训模式，循序渐进，符合认知规律，能够有效实现教学目标，突破教学难点。

参考文献：

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[2]刘镇.“互联网 +BIM”支撑下的高职土建类课程混合式教学融合与创新[J].辽宁农业职业技术学院学报，2018（20）.

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[4]韦婷婷.浅谈BIM在职业晚枝中工程造价技术人才培养[J].施工技术，2016（11）.

[5]韦婷婷.运用BIM技术的建筑识图与构造课程教学改革探究[J].山西建筑，2017（43）.

（作者单位：四川交通职业技术学院）