將BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學中的研究

甘榮飛+李明照+曹文龍+黃坤+金烏吉斯古楞

【摘要】隨著我國社會經濟的不斷發展與進步，我國建筑行業領域也取得了突飛猛進的成果。其中最為突出的成果在于建筑信息模型在建筑領域的所取得的變革性成果。在我國目前的建筑行業領域所應用的建筑信息模型主要以Auto desk Revit等主流的建筑信息模型軟件，而且BIM建模軟件在建筑領域的應用與發展也越來越被人們認可與接受。但是在高校土木工程專業的課程中對于建筑信息模型軟件的講解依然是傳統的Auto CAD模型為主。為了能夠使學生理論聯系實際，我們必須將BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學中去，并且一定要對于教學工作起到一定的輔助作用。學生在掌握了BIM建模軟件的相關知識與技能之后，要與實際的操作進行實踐，從而與后續的專業課程進行融會貫通，以便學生掌握并了解我國建筑行業的發展情況，掌握先進的技術。

【關鍵詞】建筑信息模型（BIM） ?土木工程制圖教學 ?理論研究

【中圖分類號】G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）11-0025-02

建筑行業的發展可以追溯到古代，并且在漫長的歷史中逐漸演變成為今天的建筑領域。但是，由于我國經濟、社會長期的處于比較落后的階段，使得我國的建筑領域也長期的存在技術手段落后、生產模式不足、管理方式經驗不足的問題，導致我國的建筑行業盡管發展規模大，但是實際效益卻不高。Auto desk Revit公司在2002年率先提出了建筑信息模型技術，即BIM技術，并且在逐漸發展的過程中被整個建筑領域所接納，從此徹底的將傳統的建筑行業的工作方式造成翻天覆地的變化。在美國，建筑設計和施工企業運用BIM的普及率已經達到了60%，而且對于我國的影響也在逐漸增強?；谶@樣的現實要求，我國的高校土木制圖教學課程也要做到與時俱進，與行業發展相匹配。

一、BIM在國內應用的現狀

所謂的建筑信息模型，即Building Information Modeling，簡稱BIM。BIM是建筑業通過數字技術的一種直接表達形式。通過計算機技術，事先將建筑物在電腦中進行提前擬建，這樣就能夠在擬建的過程中發現問題并且進行解決?？梢哉f，BIM徹底改變了建筑行業的傳統工作流程，提高了整個建筑領域的工作效率，也避免了建筑行業不必要的浪費。

二、專業繪圖軟件在土木工程制圖教學中的應用

1.應用現狀

我國目前許多的高等院校土木制圖課程在講解《畫法幾何與建筑制圖》這一課程中，已經能夠將Auto CAD的相關理論知識與實踐教學。其中，根據Auto CAD在二維環境下的可講解投影理論習題時，通過利用Auto CAD的直線命令和捕捉功能所繪制的圖形，在一定程度上要比板書或者PPT更加的準確。而對于基本形體、組合體的問題，通過Auto CAD的三維建模功能，能夠在繪圖界面分別顯示四個視口，然后將H、W、V和軸測圖進行一一對應，從而培養學生空間想象能力，進一步深化學生對于投影相關知識的了解。

2.專業軟件與BIM軟件比較的不足之處

盡管Auto CAD軟件能夠培養學生對于空間想象能力的理解，但是最主要的輔助教學功能卻并不明顯。通常情況下，建筑物的構造是非常復雜，而且對于專業性要求較高，這樣的情況下使用Auto CAD軟件進行建模，不僅浪費了大量的時間，而且對于建模的精度也不能夠完全的保證。所以在這樣的情況下就會主要使用Auto CAD的二位圖紙繪制功能，但是這一功能與傳統的尺規繪圖沒有什么區別，所以達不到提高教學質量的要求。

三、將BIM建模軟件引入土木工程制圖教學的探討

1.臺大MOOC課程的示范

臺灣大學與Autodesk公司在2007年簽訂了雙方的合作協議，旨在共同研究BIM，并且在2009年，臺大土木工程系成立了工程信息仿真與管理研究中心，成為發展BIM相關技術與應用的重要交流平臺。而且，在臺大開設的mooc課程也逐漸的滲透著BIM的相關內容。在2014年的9月份，土木工程系的康仕仲教授在對于圖學技能劃分為三個部分，其中分別包含了2dCAD、3DCAD、BIM和動畫影片等內容，參考圖例一。

圖一 ?Coursera平臺上的《工程圖學》課程中對工程師圖學工具的分類

2.Revit 2015 教學實踐

由于Revit在教學環節中的應用并不明顯，所以我們沒有辦法通過問卷調查的形式或者組織班級進行教學實踐，但是通過“基于Revit軟件的建筑信息模型構建”這一課題的研究能夠為Revit教學實踐提供一定的研究資料。如圖二所示：

圖二 基于Revit軟件的建筑信息模型構建的“大柵欄.北京坊”工程建筑、結構模塊模型圖

在Revit教學實踐的過程中，參加教學的學生通過自學與教師指導的方式進行學習，并且獲得了BIM專業團隊工程師的技術指導與幫助。每天的學習時間在1—2個小時之間，學習周期為一周。通過這一周期的學習，學生能夠掌握簡單的Revit團建的操作流程，并且根據所提供的參考資料進行簡單的建筑物的建模工作。在學習20—30天之后，學生能夠獨立的完成建模。在整個學習實踐的過程中，學生遇到的難點要比學習Auto CAD的難點多出許多，而且對于Revit能夠進行參考的資料也不充足。

3.BIM建模軟件引入土木工程制圖教學的可行性

BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學課程中，既能夠體現出建筑行業發展的趨勢，又能夠使學生提高學習的能力，提前適應今后的工作。由于BIM建模軟件要比Auto CAD軟件的操作更加簡單，而且整個的建模過程中非常的形象化，所以Auto CAD與傳統的教學方式相結合，不僅能夠提高學生的空間想象能力，也能夠培養學生的動手操作能力。

通過Auto CAD進行建筑物的三維建模，如果只是通過試圖定位，就要不斷的對于用戶的坐標進行變換，導致整個的建模過程泰國復雜，而通過Revit軟件能夠多視角的進行建模，通過多重尺寸的精準定位，保證建模的質量精確無誤。

四、結束語

建筑行業的發展可以追溯到古代，并且在漫長的歷史中逐漸演變成為今天的建筑領域。為了能夠使學生理論聯系實際，我們必須將BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學中去，并且一定要對于教學工作起到一定的輔助作用。學生在掌握了BIM建模軟件的相關知識與技能之后，要與實際的操作進行實踐，從而與后續的專業課程進行融會貫通，以便學生掌握并了解我國建筑行業的發展情況，掌握先進的技術。

參考文獻：

[1]趙雪鋒，李炎鋒，王慧琛.建筑工程專業BIM技術人才培養模式研究[J].中國電力教育，2014，（2）.

[2]何關培.BIM和BIM相關軟件[J].土木建筑工程信息技術，2010，02，（04）.

[3]楊遠豐.BIM時代設計軟件與制圖標準的相互對接[J].建筑技藝，2013，（01）.

[4]李紅群.AUTO CAD與建筑制圖組合教學方法研究[J].中國科技信息，2005，（22）.

[5] 賀靈童.BIM在全球的應用現狀 [J]. 工程質量，2013，31（03）：12-19.

[6]陳宜.淺談BIM（Revit）的軟硬件配置[J].建筑創作，2011，（12）：146-151.

[7]紀穎波，周曉茗，李曉桐.BIM技術在新型建筑工業化中的應用[J].建筑經濟，2013，（8）.

課題項目：吉林省教育科學“十二五”規劃課題（GH150721）