BIM技术在建筑制图类课程中的应用研究

■钟美慧

(齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

在当今快速发展的建筑行业中，建筑制图是一个至关重要的环节。传统的制图方法逐渐被BIM技术所取代，这项技术以其全面、精确和高效的特点，为建筑行业带来了革命性的变化。在建筑制图类课程中，BIM技术的应用已经成为不可忽视的趋势，它为学生提供了更加现代化和综合化的学习体验。

一、BIM技术的概念和作用

BIM技术，是一种在建筑和工程领域中广泛应用的数字化技术。它通过创建、管理和可视化建筑项目的全面信息模型，实现对项目的协同设计、施工和运营管理。BIM技术在整个建筑生命周期中发挥重要作用，从设计和规划阶段到施工和维护阶段，提供了全面的建筑信息和数据支持。BIM技术的核心是建筑信息模型，它是一个三维的数字表示，包括建筑的几何形状、空间关系、材料、构造和组件等信息。与传统的二维平面图相比，BIM模型更加精确、全面，可以提供更多的信息和细节。通过BIM技术，建筑师、工程师、施工人员和业主可以在同一个平台上共享和协同工作，从而提高效率、减少错误和冲突，并优化整个建筑项目的执行过程。

BIM技术的作用可以在以下几个方面体现。设计和规划阶段：BIM技术可以帮助设计师创建真实的三维模型，以便更好地可视化设计意图。设计师可以对模型进行修改和优化，并通过模拟和分析工具评估设计的可行性和性能。此外，BIM技术还支持设计团队之间的协同工作，促进设计决策的共享和交流。施工阶段：BIM模型可以为施工人员提供准确的信息和指导，从而实现更高效的施工过程。施工人员可以使用BIM模型进行协调、冲突检测和物料管理，减少施工错误和延误。此外，BIM技术还可以支持施工进度的模拟和优化，提前发现潜在的问题并采取措施进行预防。运营和维护阶段：BIM模型不仅包含建筑的物理信息，还可以集成各种设备和系统的数据。这使得建筑运营人员能够更好地管理和维护建筑设施。通过BIM技术，运营人员可以追踪设备的运行状态、计划维护活动，并进行能源管理和效率分析。

二、基于BIM技术的建筑制图课程教学优势分析

（一）培养学生工程意识

BIM 技术在建筑制图课程中的应用可以帮助学生培养工程意识，即将设计理念和创意转化为可行的工程方案的能力。传统的二维制图方法难以直观展现建筑的三维空间关系，而BIM 技术以三维模型为基础，能够更真实、直观地展现建筑设计的空间特征和结构细节。通过学习和实践BIM技术，学生可以深入理解建筑设计与施工之间的关系，更好地掌握建筑项目的整体规划和协调能力[1]。

（二）提高建筑制图课程信息化教学能力

BIM技术作为一种集成化的数字化建模工具，可以极大地提升建筑制图课程的信息化教学能力。传统的制图教学主要依靠纸质图纸和手工绘制，信息传递存在一定的局限性和误差。而BIM技术可以将设计数据、建筑材料、结构参数等信息集成到建模软件中，实现数据的准确、高效传递。通过BIM技术，学生可以学习和掌握数字化建模工具的使用，提高制图过程中的精确性和效率，同时也可以培养学生的信息处理和管理能力[2]。

（三）培养学生对建筑结构的感性认识

建筑结构是建筑设计中的重要组成部分，对于建筑师而言，理解和掌握建筑结构的原理和特点至关重要。BIM技术可以将建筑的结构信息与模型相结合，帮助学生实现对建筑结构的感性认识。通过BIM技术，学生可以观察和分析建筑结构在三维模型中的呈现，理解不同结构形式对建筑性能和外观的影响[3]。这种感性认识能够加深学生对建筑结构的理解和把握，培养他们在实际设计中运用结构知识的能力。

三、BIM技术教学现状

BIM 技术是一种以数字模型为基础的集成化建模方法，已经在建筑行业得到广泛应用。首先，BIM技术教学需要相应的软件和教学资源支持。目前市场上有多种BIM 软件可供选择，例如，Autodesk Revit、Graphisoft ARCHICAD、Bentley AECOsim 等[4]。这些软件提供了丰富的建模工具和功能，能够帮助学生进行建筑设计和制图的实践。同时，教育机构和软件开发商也提供了相应的教学资源和课程支持，使学生能够系统地学习和掌握BIM技术。其次，在建筑相关专业的教学中，越来越多的课程开始引入BIM技术内容。这些课程涵盖了BIM 的基本原理、建模技术、协同设计、施工模拟等方面的内容。通过这些课程，学生可以逐步了解和掌握BIM技术在建筑设计和制图中的应用，提高他们的实践能力和专业水平。最后，BIM技术教学注重实践能力的培养。学生通常需要完成一系列的实践项目，通过实际操作来学习和应用BIM技术。这些项目可以是真实的建筑设计任务，也可以是模拟的练习项目[5]。同时，教育机构和行业组织也会提供一些项目案例，供学生参考和学习，使他们能够更好地理解和掌握BIM技术在实际项目中的应用。BIM技术的应用涉及多个学科领域，包括建筑设计、结构工程、机电工程等。因此，在BIM技术教学中，需要加强不同学科之间的交叉合作，鼓励学生进行团队合作和协同设计。这样可以培养学生的综合能力和团队合作精神，提高他们在实际工作中的适应能力。

四、BIM技术在建筑制图类课程中的应用措施

（一）实现二维教学模式向三维模式的创新突破

传统的建筑制图课程通常以二维平面图为主要教学内容，学生在纸上进行手绘或CAD 绘图。然而，BIM技术的应用可以实现从二维到三维的创新突破，为学生提供更全面、直观的建筑制图体验。通过引入BIM软件，如REVIT，学生可以学习和实践建筑模型的创建、编辑和展示，将建筑设计转化为真实且可视化的三维模型。教师和学生在REVIT 软件平台上共同创建BIM建筑模型，通过采用“整体- 局部- 整体”的教学方式展示，并通过360°虚拟漫游的形式提供身临其境的体验[6]。以“建筑的组成”为例，教师首先提供相关数据资料，引导学生逐步建立建筑模型，以展示整体建筑框架的效果。其次，教师指导学生创建建筑的各个局部模型，包括基础、墙体、楼板层、地坪、楼梯、屋顶和门窗等细节构造。最后，当建模完成后，学生可以利用软件提供的平移、旋转、缩放和漫游等功能，以不同视角查看建筑模型，从而增强他们的空间思维能力，并培养他们对建筑结构的感性认识。通过使用REVIT 软件创建BIM建筑模型，教师和学生可以充分利用该软件的功能和特点进行教学。学生在教师的指导下，逐步完成建筑模型的构建过程，通过实践操作和模型展示，深入理解建筑的组成和构造原理。此外，通过360°虚拟漫游功能，学生仿佛置身于建筑模型中，实时体验建筑的空间感和环境氛围。这种互动体验能够激发学生的兴趣和好奇心，提高他们对建筑设计和空间布局的理解能力和欣赏能力[7]。

（二）以赛促学，提升学生学习热情

以赛促学是一种有效的教学方法，通过组织BIM技术应用的比赛和项目实践，可以激发学生对学习的兴趣和热情，促使他们更深入地学习和应用BIM技术。首先，通过设立多个类别的BIM技术应用比赛，如建筑设计、结构分析、施工模拟等，可以为学生提供一个展示和交流的平台。比赛可以根据不同的专业领域和技术要求设置多个类别，吸引学生积极参与。参赛学生可以在比赛中展示他们的BIM技术应用成果，包括建筑模型的创意设计、构造分析、材料选择等方面的表现[8]。这种竞争可以激发学生的学习动力，培养他们的创新思维和解决问题的能力。其次，项目实践将学生置身于真实建筑项目中，要求他们在团队合作中运用BIM技术完成设计、施工等任务。通过参与项目实践，学生可以将BIM技术应用于实际场景中，深入了解建筑设计和施工的全过程，并面对实际问题寻找解决途径。在项目实践中，学生需要与团队成员密切合作、协调工作，理解和满足项目需求。这种实践经验可以提高学生的实际操作能力、团队合作能力和解决问题的能力，为他们未来从事建筑行业奠定坚实的基础。此外，比赛和项目实践还可以促进学生与行业的紧密联系[9]。比赛可以邀请行业专家、学术界权威担任评审，为学生提供与专业人士交流的机会。项目实践可以通过与建筑行业的企业合作，将真实项目引入课程中，使学生能够接触到行业实践和最新的技术发展。这种与行业的联系可以帮助学生更好地了解行业需求和趋势，提高他们的就业竞争力。

（三）校企合作实现全新教学模式

校企合作在建筑制图课程中的应用具有重要意义。通过与建筑行业的企业进行合作，学生能够接触真实的建筑项目数据和需求，获得实践机会和项目实践平台。这种全新的教学模式为学生提供了与行业接轨的机会，能够有效地培养他们的实践能力和职业素养。在校企合作中，合作企业可以为学生提供真实的建筑项目数据，例如，建筑平面图、立面图和剖面图等。学生可以利用BIM技术将这些数据转化为建筑模型，并进行协同设计和施工模拟。通过与企业的合作，学生能够深入了解真实项目的需求和要求，学习如何在实际情境下运用BIM技术进行建模和设计。这种实践性的学习方法使学生能够更好地理解建筑制图的实际应用，并培养他们解决的问题和合作能力。校企合作还可以为学生提供与行业专业人士互动的机会。合作企业可以派遣技术专家或工程师来指导学生的实践活动，并提供反馈。这样的互动可以帮助学生了解行业标准和最佳实践，并提供实际的职业指导。学生能够从专业人士的经验中获益，提高他们的技术水平和职业素养。此外，校企合作还可以为学生提供实践项目的机会。合作企业可以邀请学生参与真实的建筑项目，如建筑设计竞赛或实际建筑项目的协同设计。学生可以在实际项目中应用所学的BIM技术，与行业专业人士一起工作，锻炼其解决问题和团队合作的能力[10]。这种实践经验不仅能够提升学生的实践能力，还能够为他们未来的就业做好充分准备。

（四）共享建筑信息、模型资源

在建筑制图课程中，共享建筑信息和模型资源是BIM技术应用的又一重要方面。通过共享建筑信息和模型资源，可以为学生提供更广阔的学习和实践平台，促进知识的交流和共享。首先，学生可以通过共享平台获取到丰富的建筑信息，包括建筑图纸、施工细节、材料规格等。这些信息不仅可以作为教学案例使用，还可以激发学生的创造力和设计能力。学生可以参考实际的建筑项目，学习各种建筑构件的细节和特点，拓宽他们的视野。共享建筑信息使学生能够接触到更多的实际案例，提高他们的设计水平和实践能力。其次，通过共享平台，学生可以分享自己创建的建筑模型，与其他同学进行讨论和交流。这种合作和交流可以促进学生之间的互动和学习，激发他们的创造力和创新思维。学生可以从其他同学的作品中学习，借鉴他们的设计理念和技巧。同时，学生也可以将自己的作品展示给他人，接受来自同行的反馈和建议，从而不断改进和提升自己的设计水平。共享建筑模型资源使学生能够建立起良好的合作和学习氛围，推动彼此的成长和进步[11]。

（五）教师在教学中的角色和技能需求的变化

BIM 技术在建筑制图类课程中的应用对教师在教学中的角色和技能需求带来了一系列的变化。传统的建筑制图课程主要侧重于教授二维平面图的绘制技能，而引入BIM技术后，教师需要适应新的教学方法和技能，以更好地指导学生在建筑制图中的应用。首先，教师在教学中的角色从传统的知识传授者转变为引导者和指导者。传统制图课程主要注重教授绘图技术和规范，而BIM技术则更注重实践和应用。教师需要引导学生探索和实践BIM软件的功能，鼓励他们在设计和协作过程中发挥主动性和创造力。教师还需要提供项目案例和实践经验，帮助学生理解BIM 技术在实际建筑项目中的应用。其次，教师需要具备扎实的BIM技术知识和技能。教师应熟悉常用的BIM软件，了解其功能和操作方法。他们需要能够使用BIM软件创建和编辑建筑模型，并能够教授学生使用BIM 工具进行模型分析、协作和数据管理。此外，教师还应了解BIM标准和规范，能够指导学生按照行业标准进行建模和文档化。再次，教师需要具备跨学科的知识和能力。BIM技术的应用涉及多个学科领域，包括建筑设计、结构工程、机械电气工程等。教师需要了解这些领域的基本原理和概念，以便能够在教学中对学生进行综合指导和支持。此外，教师还应具备项目管理和团队合作的能力，以促进学生在BIM环境下的协同工作和沟通能力的培养。最后，教师还需要关注BIM技术的最新发展和趋势。BIM技术是一个不断演进的领域，新的软件版本和功能不断推出。教师需要主动学习和更新自己的知识，以保持与行业的同步。教师还应积极参与行业研讨会、培训和交流活动，与其他教师和专业人士分享经验和最佳实践。

五、结语

综上所述，BIM技术在建筑制图类课程中的应用已经展现出巨大的潜力和前景。通过培养学生的工程意识、提升信息化教学能力和培养对建筑结构的感性认识，BIM技术为学生提供了更加实践性、创新性和与行业接轨的学习体验。然而，我们也要认识到BIM技术应用的挑战和限制，例如，技术的复杂性和学习资源的有限性。因此，教育工作者需要与行业和企业紧密合作，共同推动BIM技术的发展和应用，为学生提供更好的教育资源和实践机会。