建筑构造与识图课程中BIM技术的应用

摘要:建筑构造与识图课程是建筑类专业一门非常重要的专业基础课，对BIM技术在该课程中的应用过程进行研究，以达到促进BIM技术与专业课程的融合，实现教学过程与教学效果优化的目的，有利于提高学生的建筑工程识图能力和BIM技术应用能力。

关键词:建筑构造与识图，BIM技术，教学应用

1概述

BIM(BuildingInformationModeling)是建筑信息模型的简称。BIM技术以建筑模型作为建筑信息的载体，被应用到从设计到施工及运行维护整个项目寿命周期，它具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、信息完备性、参数化、一体化八大特点，可将项目各参与方集合在同一平台上，共享同一建筑信息模型，利于项目可视化、精细化建造，BIM技术对整个建筑行业的长远发展有着极为深远的意义。《建筑构造与识图》是建筑类专业开设的一门必修专业基础课程，主要研究建筑的构造原理、构造组成、构造方法和建筑工程施工图的图示方法、识读方法，是设计、施工、监理、预算以及管理人员所必须具备的基本知识和技能。该课程是一门实践性很强的课程，对识图能力的培养和对构造节点的理解直接影响后续专业课程的学习，当前课程教学中使用的建筑工程施工图纸依然是二维形态的，需要学生拥有很强的空间想象能力，而学生的空间想象能力非常有限，对于初步接触施工图的学生来讲理解起来比较困难，因此教学效果并不是很理想。利用BIM技术可将二维的施工图纸转化为三维的建筑模型，学生不仅可以看到二维施工图，也可以看到形象的三维立体模型，能够部分解决学生空间想象能力差和理论与实践脱节的问题，从而提高课程教学效果，因此本文主要研究如何将BIM技术应用于《建筑构造与识图》的课程教学中。此外，在大一建筑构造与识图课程中融入BIM技术，也为后续的其他专业课程打下基础，对于大二学习BIM技术应用课程起到了一个很好的衔接作用。

2基于BIM技术的建筑构造与识图课程教学设计

2．1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。

2．2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)。

2．3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。

2．4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。

3BIM技术在建筑与构造识图课程的教学应用实践

3．1课前准备阶段

教师将学习文档、课件、视频和任务单等课程资源上传到超星网络教学平台，通过超星学习通消息，引导学生进行课程预习，查看学习文档和课件，观看课前学习视频，熟悉仿真软件和建模软件，下载学习任务单，明确学习目标。

3．2课中实施阶段

课中实施阶段是课程非常关键的环节，决定学生的学习效果和质量，采用模拟教学法、任务驱动法来实现教学目标，具体包括5个环节:学习情境构建、重点知识讲授、典型任务、师生教学互动、课堂总结评价。

3．2．1学习情境构建在建筑构造识图课程传统教学中，存在学生缺乏建筑构造的情境展示，缺乏对构造层次的分解、建筑空间的体验等问题，通过BIM技术的引入可以随时让学生在建筑三维模型中漫游，深入认识各个构造节点的层次、材料、做法、尺度等等，还可以体验建筑构造与结构的空间形体，将二维图纸和三维模型一一对应，进行平面和空间的随时转换，使学生处于三维立体的建筑空间情境中，有助于学生把握建筑构造组成，分析建筑形体空间，增强图纸识读能力。

3．2．2重点知识讲授在构建学习情境的基础上，引导学生学习理论知识点和技能点，对重难点的知识要进行及时讲解与梳理，例如讲授平屋面的防水构造时，运用建筑虚拟仿真平台，结合屋顶的三维模型展示屋面的泛水构造与檐口构造，讲授楼梯的构造时，结合楼梯的二维图形和三维模型，分析楼梯的构造组成与尺度关系，让学生理解建筑构造节点更加直观清晰，加深对重要知识点的印象，从而达到教学目的(见图2)。

3．2．3典型任务在理论学习铺垫之后，由教师教学任务，通过BIM技术和教学资源库，教师可以创建结合具体教学单元的多个任务，例如创建建筑局部构件、建筑单体模型、建筑门窗族、图纸和明细表等等。投影部分可以提供建筑模型，让学生自主对模型进行视图缩放、查看、旋转、剖切，观察、透视、漫游等。建筑构造部分可以让学生创建小型构件，例如独立基础、叠层墙体、叠合楼板、平行双跑楼梯、防水平屋面、门窗族等等。建筑施工图部分可以让学生结合三维模型，创建相应图纸，如平面图、立面图、剖面图、局部详图和门窗明细表等。

3．2．4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。

3．2．5课堂总结评价学生完成课堂任务后，教师结合学生任务完成情况做总结评价，重点分析任务完成过程中可能会遇到的问题以及解决方法，再点评各小组任务的完整度和完成质量，学生还可以在超星教学平台进行投票，选出最优秀的小组。

3．3课后扩展阶段

课后扩展阶段是学生对于课堂学习的进一步补充和提高，主要采用的是线上模式，学生可以在超星学习通进行相关模块的扩展练习，还可以结合BIM三维虚拟仿真再到实地建筑进行考察体验，同时在线上发表想法建议与老师进行互动交流。

4结语

BIM技术给建筑行业带来了深刻的变革，在建筑专业的教育中融入BIM技术也是必然趋势，在不断的教学实践中发现BIM技术对于建筑构造与识图的课程改革发挥了较大的作用。在理论与实践教学环节中植入BIM技术，无论是从二维图形到三维模型的转换，再从三维模型到二维图形的倒推，还是从建筑的构造节点到建筑的整体构成，以及从建筑投影到工程施工图的识读与绘制，建筑信息模型贯穿教学始终，呈现的模型以及模型中包含的各种各样的信息，传递给学生更直观清晰的感受和更有深度的内容，从而实现了BIM技术对于建筑构造与识图课程应用的意义。

参考文献:

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作者：严瑾 单位：长沙职业技术学院