結合BIM技術的房屋建筑學課程設計教改研究

孫明

摘 要 課程設計是房屋建筑學課程不可缺少的實踐性教學環節，需要綜合運用工程制圖、計算機輔助設計、房屋建筑學的理論知識，是土建類非建筑學專業建筑知識的總結與實踐。針對房屋建筑學課程設計中學生缺乏主觀能動性，教師指導工作量大，設計安排不合理的問題，結合BIM技術對房屋建筑學課程設計進行教學改革，調整設計安排，使課程設計緊密聯系課程體系，符合建筑業的發展趨勢，值得在未來的教學改革中深入探索。

關鍵詞 BIM 房屋建筑學 課程設計

房屋建筑學是土木工程專業的一門專業基礎必修課，主要包括民用建筑和工業建筑的建筑設計以及建筑構造，課堂講授以民用建筑的建筑設計和建筑構造為主。[1]房屋建筑學課程設計是土木工程、工程管理等土建類非建筑學專業的學生進行的第一次獨立建筑設計，以培養學生的想象力和對建筑的實踐認知能力為目標，使學生獨立運用理論知識及使用技術標準、設計規范等專業技能得到進一步的加強。[2]如何通過房屋建筑學課程設計提高學生建筑素養，鞏固房屋建筑學課程與制圖課程所學知識，為后續專業課學校打好基礎，成為土木工程專業教學體系中不可忽視的問題。

1 房屋建筑學課程設計教學現狀

課程設計作為房屋建筑學實踐性教學環節，既是學生對房屋建筑學課程理論的全面體現，同時是學生進一步理解建筑設計理論、了解建筑設計步驟、學習建筑設計規范的重要環節。[3]房屋建筑學課程設計基本都開設在大二上學期或下學期，任務為繪制一棟房屋的完整建筑施工圖，是工程制圖、計算機輔助設計、房屋建筑學課程理論知識的綜合運用。經過長期的教學實踐，發現各高校課程設計中普遍存在以下問題：

（1）學生缺乏主觀能動性。房屋建筑學課程設計雖然綜合了之前的制圖類課程內容，但與后續課程關聯小。設計采用手工繪圖或者先用CAD繪圖再手工描圖的模式，工作量大，耗時長，很多學生不愿意花時間去思考、鉆研設計內容。尤其在選題一致的情況下，設計缺乏深度和新意，雷同率高，還有學生直接從網上下載圖紙試圖蒙混過關。

（2）教師指導工作量大。隨著房地產行業的飛速發展，土建類專業招生火爆，一個標準班的學生有40人，一名教師至少要指導兩個班的學生。整個設計過程中教師至少要對每個學生的建筑平面方案、建筑立面、建筑剖面進行三次指導，這么多的指導工作讓教師分身乏術，力不從心。

（3）設計時間安排不合理。課程設計的時間有兩種安排，一種是在房屋建筑學理論課程結束后，在期末專門安排一周時間讓學生在指定教室進行設計繪圖。此時期末考試臨近，學生應考壓力大，難以集中精力進行課程設計，教師也無法一周全天守在教室監督學生。另一種是設計與房屋建筑學同步，學生在課余時間自己尋找教室或者在宿舍里進行繪圖，教師在授課間隙對設計進行指導。這種安排模式的缺點是教師指導時間無法保證，很多學生等到最后要上交圖紙前再趕工，設計質量低下。

隨著計算機技術的發展，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）的興起，為房屋建筑學課程設計改革帶來了新的方向。

2 結合BIM的課程設計改革探索

2.1 BIM概況

BIM是通過三維數字技術，建立集成建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，對工程項目全過程數據進行詳盡表達。[4]BIM技術將傳統繪制二維施工圖的過程，變為建立三維立體模型的同時生成二維圖紙，軟件使用者在交互界面的每一個操作都能直接在二維圖紙和三維模型上同步體現，設計完成的建筑模型再結合時間的概念，構成4D模型對工程進行綜合管理。[5]我國高等院校都在積極探索將BIM技術融入課程的教學改革，現在教學中最常用的方法就是在將課程中書面文字轉換為生動立體的可交互式施工現場模擬場景，[6]在實踐教學中讓學生通過可視化的三維立體建筑信息模型對建筑設計過程及施工現場環境產生直接深刻的感性認識。[7]

2.2 結合BIM技術在課程設計教學

將BIM技術融入教學體系后，房屋建筑學課程設計因為緊跟制圖類理論課程，開設時間早，作為學生第一次運用BIM技術進行完整建筑設計的實訓課程，在課程體系中起著承前啟后的重要樞紐作用，其在課程體系中位置如圖1所示。

在開始房屋建筑學課程的學習時，先安排學生按照畢業設計要求選題，然后在課程設計中完成畢業設計的建筑設計部分。課程設計先使用BIM建模軟件Revit繪制建筑方案，經教師指導后繪制三維建筑模型，然后根據三維模型生成的二維圖形，結合制圖規范的要求修改為標準的施工圖，打印出來作為作業上交。

課程設計在房屋建筑學理論課程中平面設計內容講解完畢后的第6周開始，設計過程采取機房集中指導與學生業余時間繪圖相結合的方式，其中教師需要每周在機房指導2節課，其余時間開放機房讓學生自行學習，進度安排如表1所示。

布置設計任務后，將機房在課余時間開放8周，變為設計教室。教師每周在固定的時間去機房檢查學生階段成果，對學生個人疑問進行單獨指導，對在設計中普遍存在問題進行歸納總結，落實。設計時間在第6周-13周，各門課程都還沒有結束，學生沒有備考壓力。教師指導時間充裕。

在房屋建筑學課程設計中建立的BIM模型，在結構設計課程上作為進行手算和計算機分析的依據，之后再根據結構計算結果補充BIM模型的配筋，調整建筑設計不合理的地方。BIM模型還可以被土木工程施工中使用的管理軟件Navisworks及工程經濟學課程上使用魯班、廣聯達等造價軟件直接讀取，用于檢查模型構件是否存在碰撞沖突的情況，模擬施工進度，自動生成工程量，進而以此為基礎編寫施工組織設計和造價文件。

3 結語

在房屋建筑學課程設計中引入BIM軟件Revit，使課程設計與BIM系列軟件在課程體系的應用教學緊密聯系到一起。作為設計成果的建筑模型可以用于后續專業課程和畢業設計，讓他們更加重視課程設計。新穎的設計手段可以激發學生的學習熱情，符合建筑業的發展趨勢，值得在未來的教學改革中深入探索。

參考文獻

[1] 廖榮.房屋建筑學課程教學探討[J].高等建筑教育，2013.22（5）：99-101.

[2] 王秀珍，劉丹.淺析房屋建筑學課程設計教學中的管理控制——以湖南工程學院為例[J].湖南工程學院學報（社會科學版），2012（1）：95-97.

[3 安巧霞，孫三民.房屋建筑學課程設計教學改革與實踐[J].科教導刊（下旬），2016（11）：109-110.

[4] 齊岳，張俊華，趙文軍.結合BIM技術的房屋建筑學課程改革探討[J].高等建筑教育，2014.23（6）：147-149.

[5] 李久林.大型施工總承包工程BIM技術研究與引用[M].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[6] 鐘煒，張馨文，姜騰騰.BIM仿真在工程項目管理課程教學改革中的應用研究[J].土木建筑工程信息技術，2013.5（6） ：7-11，34.

[7] 王芳，張志強. 融合BIM技術的應用型土木工程專業實踐教學平臺的優化與應用[J].高等建筑教育，2016.25（1）：155-157.