CAD和Revit技术应用于“建筑识图与构造”课程教学的路径研究

张 燕, 阚玉萍

(扬州工业职业技术学院, 江苏 扬州 225000)

“建筑识图与构造”课程是高职院校建筑工程专业一门理论与实践紧密相结合的课程,更是学习后续专业核心课程的基础,其主要内容包括基本制图知识，建筑物组成、原理、构造以及识读建筑施工图,课程总体目标是培养学生识读实际建筑施工图的能力、施工图纠错能力以及进行建筑施工图设计的能力[1]。

根据高职院校的教学安排,“建筑识图与构造”课程开设在大学一年级,共两学期,其中第一学期的主要任务是建筑识图部分的学习,第二学期的主要任务是建筑构造部分的学习。在传统的“建筑识图与构造”课程教学过程中,教师主要采用PPT课件展示课程内容对应的知识点,通过讲授的方法进行教学。由于课程本身知识点多而杂,仅通过平面的教学资源进行讲授,学生感到抽象难懂。同时,教学过程中对于“绿色建筑”“装配式建筑”“智能建筑”等新型知识点及其相对应的实践操作项目很少[2]。

CAD和Revit课程具有提高学生空间想象能力、识图能力以及建模能力的特点,将CAD和Revit技术应用于“建筑识图与构造”课程,通过构建虚拟建筑模型提高学生的空间体验。该项课程改革的实施可提高专业知识的融合性,增加知识的趣味性,带动课堂氛围的活跃度,有效提高教学效果。

1 CAD和Revit技术应用于“建筑识图与构造”课程的优势

1.1 提升识图的能力

施工图是工程师相互沟通的语言,识读施工图是建筑工程专业学生必须具备的能力。调查数据显示高职学生普遍存在空间想象能力较弱的情况,因此学生在学习和识读建筑施工图的过程中,不能根据二维图纸构思出三维模型,对施工图中“泛水”“散水”等问题的理解也具有很大的难度。将CAD和Revit技术应用于“建筑识图与构造”课程,可以向学生立体直观展示建筑三维模型,将二维图纸与三维实体模型对应起来,提高了学生的空间想象能力,便于理解与记忆,有效地提升学生识读施工图的能力[3]。

1.2 降低知识点的难度

将CAD和Revit技术应用于建筑识图与构造课程,可以将原本枯燥难以理解的建筑构造部分,通过建立的三维实体模型呈现给学生,与此同时学生还可以动态多角度地观察模型的构造,让重难点知识变得更为简单易懂,有效降低知识点的难度,提高学习效果。

1.3 提高学习的积极性

利用CAD和Revit的三维建模工具对课程配套的实际工程图纸进行整体建模,不仅可以向学生进行全方位立体展示,还可以实现建筑平面图、立面图、剖面图之间的相互切换,这种动态的操作过程可以有效吸引学生的注意力,让学生的识图过程更具有趣味性,进而有效激发学生的兴趣,提高他们的学习积极性。

1.4 营造良好的课堂学习氛围

根据当代大学生喜欢操作、爱好动画的特点,让学生亲自进行CAD和Revit实操,将建筑各个节点及构造的二维知识点转化为三维模型,如基础、墙体、门窗、屋顶、楼梯等,不仅让他们体验到工地的真实感,还让整个教学过程充满动画的氛围,增加学生的参与度及积极性,从而营造良好的课堂学习氛围。

2 CAD和Revit技术应用于“建筑识图与构造”课程教学的路径研究

2.1 建立全新的课程教学理念

“建筑识图与构造”课程最鲜明的特点是具有抽象性,因此要求学生具有一定的空间想象能力,这对于部分学生来说具有一定的难度。虽然教师可以通过增加情景教学环节来提高学生对建筑实体的认知,增加学生的空间感,如带领学生进入建筑施工现场,但真实的施工现场不仅具有一定的安全隐患,还会因施工单位接受相关检查、验收,不允许学生随时进入工地现场进行实景教学。随着虚拟技术的不断发展,建筑专业相关虚拟技术不仅得到了众多高校的普遍认可,还得到了大力的推广和实践。所以,教师需建立全新的建筑识图与构造课程教学理念,在课堂中增加三维立体模型的使用,将建筑知识和虚拟技术有效融合。

2.2 构建虚拟建筑模型

在学习的过程中,学生不仅要学懂具体的知识点,还要做到课程间的融会贯通,才能在掌握知识的基础上解决工程实际问题。学生普遍缺乏实践经验,对建筑空间尺度和空间形态的把握比较薄弱。根据CAD平面布置图,让学生通过Revit软件的实操,准确建立建筑施工图所对应的三维建筑模型,通过虚拟建筑模型的构建,学生像搭积木、拼乐高一样,将建筑所对应的三维模型逐层建立起来[4],这样不仅使学生的建筑专业相关的知识得到了融会贯通;还解决了教师讲授过程中口头表达不充分的问题。通过实操,学生还可以清晰观察构件与整体建筑物之间的空间关系,空间的可视化将有助于学生提升他们的建筑技能知识[5]和分析模型,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[6],有效解决高职院校建筑工程专业教师在讲授理论知识过程中存在的枯燥、单一问题。

2.3 创建虚拟构件模型

建筑构造做法通常是由不同的材料组合在一起,最终组成不同功能的构造做法。传统“建筑识图与构造”课程中,对于构件层次主要是通过图片来展现,学生只能看到构造的平面做法,不能透过表面看到其内部构造。将CAD和Revit技术融入到建筑识图与构造的课堂中,用软件可以建立比例为1∶1的建筑模型,使用旋转命令可以让学生360度任意角度观察节点的构造,还可以使用放大和缩小命令,让学生能清晰看到每个节点的细部构造做法,同时教师还可以设置建筑节点的构造层次、节点的材质等信息,将工程中一些常见的错误案例展现出来,让学生进行对比并学会判断正误,在体验岗位工作的同时可加深对知识的理解。

2.4 通过模型查漏补缺

建筑施工图主要由建筑施工说明、总平面图、平面图、立面图、剖面图和建筑节点详图组成。将CAD和Revit技术融入“建筑识图与构造”课程,通过观察建筑施工图和三维模型的匹配程度,让学生针对模型中遗漏或建错的部分,进行补充和修改完善;对于建筑构造部分,学生还可以根据软件具体分析其细部构造层次,查找并判断构造层次之间是否有错误。因此,构建虚拟建筑模型,不仅可以起到查漏补缺的作用,还可以加深学生对知识的理解,提高知识应用能力。

2.5 构建虚拟施工场景

将Revit技术融入建筑识图与构造课程,可以构建虚拟施工场景,让学生直观地观察建筑内部组成与构造,提高他们的三维空间感,达到亲临施工现场的效果[7];另外,通过Revit技术,还可以实现三维模型中的漫游功能,在三维建筑内部实现模型平移、转换位置以及定时测量等任务[8]。这种构建虚拟施工场景的教学方法,可以有效实现情境教学,提高学生的积极性,增强学生的实操能力。

3 结语

将CAD和Revit技术融入“建筑识图与构造”课程不仅能激发学生的学习兴趣,调动他们学习的积极性,将复杂的重难点知识转换成简单易懂的内容,还能够培养学生二维看图和三维识图的能力,增强学生的三维空间想象能力,有助于学生理解建筑构造及做法,提升学生专业技能的应用能力。将CAD和Revit技术融入教育体系中,还可以更进一步地促进教育体系的发展,使其更好地适应现代教育发展的要求,为建筑行业培育更多的应用型人才。