试论BIM技术在《建筑构造与识图》课程教学中的应用

试论 BIM技术在《建筑构造与识图》课程教学中的应用

叶剑梅

广州城建职业学院 广东 广州 510925

摘要：在建筑类专业课程中，建筑构造与识图课程属于一门非常重要的基础课程，全面分析与研究BIM技术在《建筑构造与识图》课程教学中的应用，实现BIM技术与专业课程的高效融合，达到教学过程与效果的提升目睹，对学生的建筑工程识图能力以及BIM技术的应用能力具有一定的提升作用。

关键词:建筑构造与识图；BIM技术；教学应用

前言：作为高等教育教学课程体系中的重要课程之一，建筑识图与构造课程的关键性不言而喻，在培养专业化、技能化建筑人才等方面发挥着重要作用。在该课程教学改革中，充分深入应用BIM技术，对于提高课程教学效果，促进教学改革质量提升具有关键作用，本文就此展开了探讨。

1BIM技术

所谓的BIM技术就是建筑信息模型，是近些年来建筑业继CAD技术改革之后的再一次革新。由于其自身具备的优势，在建筑行业得到了广泛的认可。以建筑模型为载体的BIM技术能够在建筑项目中广泛的应用，凭借BIM技术参与者能够直观的了解到建筑项目综合各个方面的信息，同时保持高度的协同，使得建筑产效大大提升。作为一种新型的建筑模型技术，BIM技术的优势在信息表现方面变得尤为突出，让建筑工程的各方面信息变得更有直观性、协调性、关联性、集成性以及联动性。借助三维数字制图工具的BIM技术，能够以数据的形式构建建筑信息数字实体，这些数字实体的特性与功能得到了优化，无论是在功能结构还是建筑的几何关系上都更加具备整体性。以BIM技术软件系统为建筑工程信息数据的基础，建立起一个三维立体化的模型，表现形式灵活丰富，有机结合三维以及二维形式，协调性以及关联性优势更加明显。此外，BIM技术构建的三维立体模型能够以更强的直观性以及可视性展现成果。

2BIM技术在《建筑构造与识图》课程教学中应用的可行性

随着经济社会发展节奏的持续加快，建筑工程事业迎来了前所未有的重大发展机遇，工程规模与建设质量显著提升，对现代化高技能建筑工程人才产生了强烈需求。在当前高等教育教学体系中，建筑识图与构造课程是一门极为重要的专业基础课程，旨在传授建筑制图识图、构造分析等方面的专业知识，具有理论性与技能性相结合的突出特征。通过该课程的课堂教学，可逐渐培养学生的建筑工程专业思维，强化专业意识，提高专业技能，以更好地融入到后期就业岗位中去。BIM技术具有显著的可视化、形象化、立体化特点，可将相对抽象的建筑识图与构造知识进行具体化展示，使学生能够通过三维模型直接感知复杂的课程知识要点。长期以来，国内各大高校纷纷采取了相关措施，在强化BIM技术的实际应用效果方面做出了大量有益探索，积累了丰富宝贵的实践经验。尽管如此，但BIM技术由于中依旧存在教学手段单一、教学内容陈旧、理论与实践脱节等共性问题。因此，在当前背景下积极引入BIM技术，具有极为深刻的现实意义。

3建筑识图与构造课程教学的现状

建筑识图与构造课程一般在大学一年级的时候开设，学生掌握了一定的几何基础知识，但是对建筑物的空间分析能力缺乏，特别是将平面图纸与建筑空间结构联系起来比较困难，建筑工程类专业学生不仅要读懂建筑施工图还要读懂结构施工图。无论是建筑施工图还是结构施工图都是以点、线、面的平面图纸呈现给学生，但实际的建筑物是三维立体的。因此,学生在学习过程中，要识读施工图，就得由抽象的二维图纸联想出相应的三维建筑物才能读懂施工图，而建筑构造更是体现了建筑构件内部特点。但对于缺乏工程经验的大多数学生来说，识读二维图纸显得抽象，特别是构造节点等复杂部位的识图，学生容易失去学习兴趣。

虽然近些年来，教师在教学中不断地创新，思考借助多媒体课件、三维动画以及建筑实物等多种教学手段相结合的方法进行教学，能够较为生动直观的展示建筑的空间结构，也激发了学生的学习热情，学生识图能力也有了提高。但三维动画时间短，建筑模型不能体现建筑构件内部构造等因素的制约，学生学习识图与构造课程仍然被动，部分学生对识图与构造课程的学习积极性仍然不高。

4基于BIM技术的建筑构造与识图课程教学设计

4.1课程标准改革

开设建筑构造与识图课程的目的是使学生掌握建筑构造的基本知识和原理、建筑识图与制图的基本知识和方法,培养学生一定的空间思维和想象能力,最终使学生具备熟练识读常见的施工图纸和绘制中小型民用建筑施工图的能力,并为后续课程奠定必要的专业基础。基于BIM技术的课程标准应当在传统的课程标准基础上融入BIM技术,将BIM技术贯穿在整个教学过程中。将BIM技术应用于课程中,有助于提高学生的空间思维能力,以及增强学生的施工图识图和绘制能力。并且课程教学内容应当进一步优化,突出重难点,结合教学章节选取有代表性的建筑模型,植入BIM模型资源包,知识点匹配具体的二维图纸和三维模型,展示直观清晰,提高教学有效性。

4.2课程资源准备

该课程教学资源包括配套的教材、习题集以及电子资源包,其中电子资源包括PPT课件、图片、视频、二维图纸以及三维模型等等,植入BIM技术的课程资源需要增加BIM三维模型的资源,我们使用图书馆以及教学楼的图纸进行建模,形成了校园建筑的模型库,再运用于课程教学当中,结合校园实际场景的体验对比,加深对学生建筑构造的印象,使得学生能够更快的识读图纸,实现二维向三维的空间转换（见图1）。

图1学校教学楼BIM三维模型

4.3应用软件与平台

BIM技术在课程中的应用与软件关系紧密,特别涉及到建模软件Revit,其中Revit软件除了具有建模功能外,还能够自动生成图纸和明细表,一方面在学习建筑构造部分的时候,可以将软件中的构造模型与知识点中的细部构造对应起来,另一方面在学习建筑识图的过程中,还能够结合三维模型对应二维图纸,帮助学生更好理解建筑符号、建筑平面图、立面图以及剖面图等各种图纸的表达。另外在应用中还采用了建筑仿真平台以及超星教学平台,利用BIM相关资源建立建筑仿真实训平台,包括建筑构造与识图的模块,以及相应的施工图识读案例,为二维图纸到三维模型的教学转换提供软件基础,学生可以通过建筑仿真实训平台观看动画学习知识点,并进行相应的实训练习。

4.4教学方法创新

相对于传统的理论教学方法,本课程采用了模拟教学法、任务驱动法以及线上线下混合式教学模式。通过三维仿真平台建筑动画模拟教学,例如在讲解墙体细部的时候,展示墙体模型的构造,让学生掌握建筑的尺度、材料、做法等。通过任务驱动法教学,例如在讲解楼梯章节的时候,布置学生绘制楼梯图纸,创建三维模型,通过三维模型和二维图纸的对应关系,掌握楼梯识图与制图。学生除了在校的课堂学习外,还能够通过网络平台超星学习通观看PPT和视频,完成测试和作业,实现线上和线下混合模式教学。

5BIM技术在建筑识图与构造课程教学改革中的应用实践

5.1BIM技术在建筑识图与构造课程前的应用

在建筑识图与构造课程前，可通过BIM技术构建完善的工程图纸模型，将建筑工程不同的结构样式进行全面准备，通过特定软件系统构建三维立体模型，引导学生清晰地掌握不同建筑图纸与结构样式的各自特点。在该阶段，教师应进行充分备课，梳理建筑识图与构造课程教学的目标知识点，全面熟悉BIM技术的应用方法与关键环节，在课堂教学过程中做到游刃有余，及时回答学生提出的关于建筑识图与构造课程的相关疑难问题，以有利于达到建筑识图与构造课程的总体教学目标。

5.2BIM技术在建筑识图与构造课程中的应用

在《建筑构造与识图》课程学习过程中，需要根据智慧课堂的形式来使用BIM技术，这样有利于快速提高学生对建筑构造和建筑施工图的学习能力。

5.2.1完善智慧课堂，改进课程目标

深入了解课程设计与实施的内容。通过对同类院校及相关企业进行大量的走访调研，针对同类院校中本门课程的设置理念，教学内容。教学方法以及本门课程。的知识点在建筑类相关岗位中的重要性等问题。进行深层次地剖析后，制订了建筑构造与识图课程的教改目标：基于项目化教学理念深入改进建筑构造与识图课程的教学内容，并在教育资源里运用BIM技术。根据其施工图纸做出实际工程BIM模型，结合课程要求与实际工程情况，来做出基本的构造图像。将实践成果用于辅助教学，从而提高教学效力。随着教学方法的改进，把过去以课堂讲授为主的教学方法改造为课堂讲授、任务引领、专题讲解等多种方式。为一体的教学方法。提升学生的学习兴趣，提高学生对本门课程乃至专业的忠诚度，为后续课程提供更好的学习基础。

5.2.2BIM细化构件，提高教学现场感

BIM技术需要构建三维建筑模型，把整个建筑构造全面清晰的映射出来。研究表明，每个节点都有不同的表现方式，不仅严格地按照建筑施工的顺序。同时还可以结合构建呈现，让教学中的难点有所突出。此外，教师可以使用BIM技术作为辅助模型，指导学生观察，使学生能够全面地。掌握节点的功能、构造以及实际材料等。不仅使学生熟悉了节点问题，还降低了教学的难度，而且还使他们能够有效的了解更多的信息。从而提高他们的现场感，促使他们在学习建筑构造与识图课程中更加积极。

5.2.3对于建筑构件的识读

建筑构件是建筑工程的关键组成要素，是建筑识图与构造课程的重点与难点问题，因此必须通过BIM技术强化对建筑构件的识读。在建筑构件中，通常包括门框、地面、墙柱、变形缝等诸多方面内容，在BIM技术的可视化功能支持下，对建筑构件运用视图功能，操作不同的命令操作，在三维模型中随意选择某一特定构件进行讲解，引导学生详细了解该建筑构件的结构样式、受力特点、工程应用方法等。同时，学生在学习过程中，可对建筑构件尺寸与规格等进行直观化解析，优化课堂教学整体效果。

5.2.4对于施工图纸的识读

施工图纸是建筑工程的重要文件资料，对施工图纸识读能力是现代建筑工程技能型人才的必备技能，因此必须通过BIM技术的有效运用，提高建筑识图与构造课程中施工图纸识读教学效果。在课堂教学中，教师可通过利用BIM软件的剖面框功能，对施工图纸进行细化标注，详细标明施工图纸的各个关键点位与典型要素，并对施工图纸进行水平剖切，引导学生全面掌握施工图纸所承载的建筑工程基本数据信息。对于存在疑问或者想要做出更为深入了解的施工图纸区域，可点击BIM系统的相关命令按钮，提高施工图纸识读的针对性和有效性。

5.2.5重点知识讲授

在对学习情境进行构建的前提下，指导学生对理论知识点以及技能点进行学习，在第一时间讲解和梳理重难点知识，例如对平屋面防水构造进行讲授时，对建筑虚拟仿真平台进行应用，依据屋顶的3D模型展示屋面的泛水构造以及檐口构造，对楼梯构造进行讲授时，依据楼梯的3D模型和2D模型，对楼梯的构造组成和尺度关系进行分析，使学生更直观、清晰地理解建筑构造节点，加强对关键知识点的理解，进而实现教学目标。

5.2.6师生教学互动

根据任务的难易程度,学生可以以个人或者小组的形式完成,结合BIM技术的任务实施,小组可以分工合作共同完成,收集素材、组织文字、创建模型、制作PPT、汇报作品,每个人发挥自己的特长,互相交流补充完善,教师可以及时掌握学生任务实施情况并且从旁指导,学生还可以在网络教学平台上传成果,实时留言评价交流,实现师生良性教学互动。

5.2.7典型任务发布

在理论学习铺垫之后，教师需对教学任务进行发布，通过BIM技术以及教学资源库，依据具体教学单元，创建多个任务，比如创建建筑局部构件、创建图纸和明细表等。投影部门能提供建筑模型，让学生自主对模型进行视图缩放、旋转，透视以及观察等。建筑构造部门能够让学生对小型构件进行创建，比如独立基础、叠合楼板、防水平屋面等。建筑施工图部分能够让学生依据3D模型，对相应图纸进行创建，如剖面图、平面图、3D立体图、门窗明细表以及局部详图等。

5.2.8借助BIM技术查漏补缺

教师可以借助BIM技术帮助学生查找错误与缺点。对于BIM模型中存在问题的个别节点，通过不断的学习，可以借助BIM技术的细节化自主查询存在问题的节点，明确地指出错误所在。帮助学生全面的了解到自身对知识的掌握程度，强化学生的认知能力，帮助学生进行自我探索，分析问题以及解决问题的实际能力得到提升，教学学生运用建筑构造与识图知识来解决未来工作中遇到的各种实际问题。

5.2.9丰富课下练习作业

在教学任务的实施过程，图识别的基本部分安排学生根据教学视频。独立学习构建基本形态。对基础平面实行切割深入理解。剖面图和断面图的构成原因。在建筑构造和识读部分选择了学生熟悉的小型校园宿舍作为模型操作。首先是画出基本的部件，然后通过图纸将建筑构成BIM三维模型。整个模型形态是三维可见的，它能够有效地帮助学生对。建筑结构节点施工原理的理解。课后练习建模以提高学生逆向识图的能力。在参与建筑项目时，学生积极探索问题分析图纸信息。BIM软件可以将二维图。形转换为三维架构模型，这种教学方法不仅提高了。对图像的认识和识别，而且也提升了学生的自信心。所以说BIM技术的使用能够丰富建筑识图课程的实践练习。

5.3BIM技术在建筑识图与构造课程后的应用

课后复习是建筑识图与构造课程的关键阶段，是巩固课堂所学知识成果的重要途径。在该阶段，可通过BIM技术对课堂视频进行全方位展示，使学生通过课堂视频实现自主学习，使课程理论知识得以有效深化，固化为自我专业化的思维意识与行为规范。在传统课程教学模式下，学生课后复习与巩固缺乏必要引导与参考，而通过BIM技术的运用则完全避免了传统课程教学模式的弊端与不足，在强化学生识图能力、辨图能力等方面起到理想效果，同时强化了课堂教学与课后复习的互动性与趣味性。

结束语：

新课程改革背景下，需要我们必须不断改革创新原有的教学方式，以此来提升教学质量，增强教学效果，将BIM技术应用在建筑构造和识图中，可以在确保教学质量的基础上，激发学生的学习热情，调动学生学习主动性，将抽象的知识理论内容直观的呈现给学生，进而全面提升学生的综合素质，促进学生的全面发展。

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