BIM技术融入建筑构造与识图课程教学改革研究

连 芸 檀秋芬

（芜湖职业技术学院 安徽·芜湖 241003）

1 目前课程教学现状

“建筑构造与识图”是高职院校土建类专业的主干课程之一，主要内容包括投影理论、建筑构造知识和建筑图的形成、表达与识读等内容，是从事工程设计、施工、预算等工作所必须掌握的基础知识和基本技能。结合本校及相关院校的调研情况了解到该课程目前还是传统教学方式为主，即按照教材内容顺序讲解各部分内容、课程资源也仅限于PPT 和教材配套图纸和习题集，学生空间思维能力的培养很难满足课程目标要求。目前“建筑构造与识图”课程教学主要存在以下几点问题：

（1）学生基础知识薄弱，学习兴趣不高。高职院校的学生，普遍存在学习自觉性较差，基础较弱的问题。他们进入大学后接触的第一门专业课就是知识体系庞大的“建筑构造与识图”，通常这门课课时较多，作业量较大，这就使得大部分学生存在畏难情绪，而且课程本身知识点又多又杂，再加上传统教学方法直观性差，不能很好地激发他们的空间想象能力，对“建筑构造与识图”课程的学习兴趣也就逐渐减低。

（2）课程知识点多，对学生学习能力要求高。“建筑构造与识图”课程内容包含大量制图、投影、三维等知识点，要求学生具有良好的三维空间想象能力，能根据三视图想象出三维立体，反过来根据空间几何体画出其三视图，完成二维与三维的任意切换，这对学生学习能力要求很高。对于单一几何体，学生可以很快建立起三维空间，但是要对生活中经常看到各种建筑物、构筑物建立三维空间，对于还没有系统地学习专业相关基本知识的大一学生，有很大的难度。另外由于对建筑物的认识缺乏整体性，所以在面对建筑施工图纸时，很难将图纸与工程实体对应起来。

（3）实践教学效果不理想。对于“建筑构造与识图”课程，把实际施工现场作为课堂，对照实体对建筑施工图进行分析讲解是好的实践教学方法。但是这种方法局限性很大，不便于操作。首先，施工现场存在诸多安全隐患，大量学生进出施工现场会影响施工进度和场地安全管理；[1]其次，建筑施工是一个长期过程，现场教学只能结合施工现场当时进度进行，不能实行系统性学习；最后施工现场的讲解只能一带而过，往往流于表面，不能达到预期教学效果。

2 BIM技术融入“建筑构造与识图”课程中的教学改革实施

“建筑构造与识图”是一门理论性和实践性很强的科目。在传统的教学模式中，平面图纸既是知识点又是教学工具，从组合体到整个建筑物一套图纸的识读，跨度较大，对于空间概念刚建立起来的学生来说难度很大。BIM 技术的三维可视化特点，使BIM 模型能够生动形象的展现建筑物的三维特征。目前revit 软件是一款实现BIM 技术的很好载体，利用revit 软件可以方便地在二维视图与三维视图之间切换，全方位了解建筑物各部位构造，能有效地激发学生学习兴趣，达到预估的学习效果。

2.1 改变教学模式

传统课堂还是以二维施工图讲解为主，满堂灌的教学模式下学生对课程掌握程度很大程度上取决于学生自身三维空间想象能力的高底。把BIM 技术引入课堂教学，应用revit 软件详细展示建筑物各部位三维视图及二维视图，引导学生分析二维视图与三维视图的联系，从而让学生掌握基本建筑特征，将二维与三维的不同进行分析，思考并提出问题。引导学生主动发现问题，分析问题，带着问题在revit 软件建立三维模型，利用软件生成平面图、立面图、剖面图，加深三维实体、二维图纸及房屋建筑构造等知识的感性认识。

2.2 规划教学内容

新的教学模式，要求教师不能完全按照课本进行教学过程安排，即要求教师重新规划教学内容，按照模型建立，模型分析的思路调整教学内容，而不是完全按照教材零散地讲解各部分内容。

（1）在“投影法”理论教学中，采用以“体”为主的教学思路，[2]在revit软件中，立体的三视图及三维立体图的表达直观清晰，通过三维形体的多角度观察激发学生的学习兴趣。如：传统课堂中的“组合体视图”这部分内容往往要求学生绘制组合体的三视图，对于复杂形体遮挡部分学生看不到，而学生又不具备良好的三维空间的想象力，所以在绘图时，很难正确绘出合格的三视图，尤其对于一些线、面的处理。利用revit 软件建立组合体的三维模型，能够生动而直观的对物体从多视角进行观察分析，并能把其投影准确清晰的展示出来，这就便于学生分析模型，理解二维与三维的关系，轻松绘制组合体三视图，并掌握组合体投影相关知识点。

（2）在“建筑构造”理论教学部分，主要讲述建筑物各部位的构造。分散的讲解各部位，在学生的三维空间中很难建立建筑物的整体轮廓，应用revit 软件把建筑物三维模型展示在学生面前，各个构造节点也可以单独呈现在学生面前，便于学生理解部分与整体的关系，进而对建筑构造有更深刻的了解。如：在学习墙身构造知识的时候，由于墙身本身相对复杂，从檐口到勒脚的构造往往是教学难点，虽然在教材中各节点详图绘制比较详细，但是其构造层次对于学生较难理解。通过在revit中绘制墙体、女儿墙，天沟、散水、勒脚等构造，学生不仅可以理解各部分的功能和作用，而且对于整段墙身的构造层次，构造做法的认识更加具体，同时对于学生识读施工图也是一个很好的锻炼。

（3）剖面图的识读与绘制在“建筑构造与识图”教学过程中的难点，对于大部分学生来说，想象建筑物的三维立体就已经很困难，再在脑海中把建筑物内部三维构件起来更是难上加难。利用revit 软件通过改变剖面的剖切位置，剖切范围，轻松形成建筑物的剖面图，操作过程加深学生剖面图知识的理解。另外，通过软件的三维显示及“属性”面板操作，使剖面图变得更加直观清晰，从而帮助学生理解建筑物的构造形式。

3 课程改革预期达到效果

（1）利用在revit 软件中对建筑物三维模型进行缩放、旋转等操作，甚至通过漫游“进入”建筑物，全方位观察建筑物，便于学生理解和掌握投影知识原理。在revit 软件中三维模型创建过程就是学生读图过程，通过不断对比二维图形和三维模型，读懂二维图纸就能创建正确的三维模型，这个过程类似于“游戏升级”，有利于激发学生学习兴趣。这种教学模式既能帮助掌握知识点，又能增加课堂上的趣味性和可感知性，帮助学生理解和阅读工程图纸。例如剖面图知识点时，一般会以牛腿柱的构造情况进行讲解，学生在revit软件中建立牛腿柱的三维模型，可以通过不同角度观察，甚至在三维模型上直接修改，三维模型上的修改直接同步到二维视图，对应三视图就容易读懂。

（2）revit 软件的三维模型除了能够反映出全部构造节点，直观显示整体工程构造，还可将节点按施工顺序分层分段展示其构造原理与做法。[3]教学过程中以学生熟悉的三维模型为实例进行讲解或演示并分析，在良好的视觉体验下，学生可以全面地认识各类构造节点，并且，在对模型调整、修改的过程总，加深对工程构造节点的构造原理及做法的理解，为后续课程学习奠定基础。例如图1 墙体的构造层次的编辑，构造做法通过类真实形式显示出来，加速了学生的理解过程。

图1 墙体编辑与显示

4 小结

BIM 技术在土建类课程中的应用已是趋势必然，基于BIM技术的“建筑构造与识图”课程改革不仅可以在学习过程中调动学生学习兴趣，提高学习的积极性，同时也有利于学生能力素质的培养。在探索基于BIM 技术的“建筑构造与识图”课程的教学改革中学生自己创建的可视化模型，还能为应用于“建筑施工技术”“建筑结构”“建筑工程计量与计价”等课程的学习中，这对于学生系统地理解本专业所学具有重要意义。BIM 技术的应用必将推动高职土建类人才培养质量的提升。