基于BIM智能建筑模型仿真實訓的《建筑結構與識圖》課程改革

趙文溪 孫猛

【摘要】鑒于《建筑結構與識圖》課程知識內容抽象難理解、與00后學生的思維特征不相匹配等問題，本文在課程體系構建中以BIM智能建筑模型仿真實訓為載體，借助虛擬現實技術，使專業知識學習具象化，提高教學質量，促進人才培養質量的提高。

【關鍵詞】BIM;《建筑結構與識圖》;課程改革

1、實施背景

高職教育是國家重點建設的教育模式，主要為培養適應生產、建設、管理、服務第一線所需要的高等技術應用型專門人才。人才培養目標是為城市基礎設施建設而服務，需根據市場需求來實時調整課程安排。學生是學習過程的主體，課程方案的設置應以讓學生最大程度接受為目標。

建筑結構構造與識圖是高職建筑工程施工類和管理類專業的一門重要必修課程[1]，以往一些課程環節的設置與目前00后學生的思維特征不相匹配。那么，如何完善《建筑結構與識圖》課程建設，是作為專業課教師亟待解決的問題。

2、實施過程

2.1基本思路

2.1.1由教師為中心轉變成以學生為中心

學生在學習上的特點、存在的問題一定程度上影響了學生的成長，表現在培養出來的學生不能很好適應社會發展的要求，學生的學習能力和實際應用能力一般，因而需要對高職學生學情進行分析，改善教學模式。

在教學過程中，學生是教學的主體，教師應起到的是引導作用。以學生為本，與學生建立一條良好的溝通渠道，參考他們的意見，聆聽他們的心聲，使學生樂于參與到課堂教學的每個環節中，積極構建歡快、和諧、高效的課堂。

2.1.2以課本為中心轉變為以項目為中心

傳統課本內容冗長繁瑣，教學組織不夠緊密，不易于學生理解，學生往往通過死記硬背來掌握內容，教學效果一般。因此，改變填鴨式教學模式，以《建筑結構與識圖》課程資源平臺為載體，將“互聯網+”思維融入教學，將紙質教材與數字資源有機整合，建立項目化教學模式，通過模擬工程總體及各分項工程的建造過程，保證學生掌握所需的知識點和技能點，以達到教學的目標。

2.1.3以課堂為中心轉變為以實訓為中心

隨著建筑施工管理的規范化，學生人數的增加，帶領學生到施工現場實習的困難越來越大，而且在施工現場只能看到某一時刻的施工環節，而不能看到施工的全過程。在“互聯網+”時代下，引入“互聯網+教育+建筑”理念，在BIM虛擬仿真實訓基地，學生能夠直觀地學習建筑結構相關知識，激發學生的學習興趣。改變傳統教學模式，實行“理、實、學、做”教學模式。

2.2基本方法

2.2.1啟發式教學方法

教授過程中可以巧妙設疑，以啟發學生的學習思維。如在講授腳手架工程時預設幾個關鍵性問題，通過問題引導學生進行熱烈的討論，各抒己見，使“我要聽”變成“我要說”的課堂，學生們在討論中學到了專業知識，并解決了心中的問題難點。

2.2.2情景式教學方法

《建筑結構與識圖》課程中涉及到的內容多、范圍廣，知識體系也比較復雜，由于學生很少接觸到實際工程項目，單憑語言描述講解，學生接受程度一般。以BIM智能建筑模型為載體，將實訓學習與專業知識節點一一對應，并借助虛擬現實技術，使專業知識學習具象化，還原施工過程，使學生猶如身臨其境，更直觀地學習建筑結構圖的相關知識。

2.2.3任務式教學方法

通過《建筑結構與識圖》課程資源平臺，教師下達實訓任務，學生可以在平臺實訓模式下進入到圖紙。平臺具有強大的處理功能和高度智能化、直觀生動的操作界面，讓學生能夠動態觀察三維軟件創建的實體模型，建立空間幾何形體的整體概念。平臺不僅明顯提高了教學效率，輕松地搬走了學生的“絆腳石”;同時，提高了學生的空間想象力，為后續的實踐課打下了一定的識圖基礎。

2.3教學過程

2.3.1課程講授

《建筑結構與識圖》課程資源平臺是基于BIM技術、3dsmax三維模型軟件開發的識圖軟件，地物顯示效果極其逼真，圖紙與模型完全做到三維可視化，圖紙與三維構件一一對應，可以進行360度旋轉、縮放、細部構造觀察，直觀地展示三維構件與圖紙的投影關系。

在《建筑結構與識圖》的教學中，以課程資源平臺為基礎，真實表現建筑、裝飾、安裝、結構的細節與圖紙實現——對應。點擊結構圖構件可以清晰看到內部細節構造及參數，三維圖形配以平法標注一一對應，便于理解。三維梁模型配對結施平法梁圖，為便于學生識別鋼筋將平法標識與三維鋼筋以同一顏色標識。三維鋼筋模型真實細致，完全正確對照平法標識以及真實鋼筋綁扎來布置鋼筋位置。

在教學過程中可以通過互動式交互模式進行構件鋼筋的組合，模擬施工過程。學生可以選擇鋼筋的根數、級別、直徑和彎折形狀，拼裝到構建中。并且每一張圖都配置詳細索引，更好的引導學生學習實訓。學生只需點擊需要查看的結構部件，就能夠實現平面構件3D可視化。

在教學中引入三維信息模型技術，用圖文并茂的多媒體課件，動態反映框架結構、剪力墻結構等各個構造節點的做法[2]。既直觀生動的教學既能激發學生的空間想象力，又彌補了語言表述方面的缺憾。運用學習通等APP教學平臺，在促進學生自主學習的同時，加強師生的交流互動，增強了學生對基本構件的構造要求及對“平法”制圖規則的理解。

2.3.2實訓實踐

（1）BIM智能建筑模型

以校內BIM智能建筑模型為依托，由教師帶領學生分階段進行現場講授和實訓，將實物配筋情況與“平法”施工圖版面進行直觀對比，采用“圖物兩對照、看圖查實物、照物辯識圖”的方法進行讀圖實訓。通過“平法”制圖規則、構造措施與實際配筋的直觀對比[3]，學生能夠很快熟悉“平法”施工圖的制圖規則，掌握“平法”施工圖的識圖要領。如：在框架梁的識圖這一部分，框架梁內的主筋、腹筋、架立筋、箍筋等的具體布置，都可以通過BIM智能建筑模型中的框架梁所外露鋼筋得到展示，加深學生的直觀認識。讓學生看得見，摸得著，就容易理解，也能夠記憶深刻。通過現場教學，學生踴躍提出問題，師生互動答疑解惑， 增強了學生的感性認識， 對提高其學習興趣、激發其求知欲很有幫助。

（2）智能掃描系統

智能掃描系統與實體模型內部節點一一對應，學生可以通過APP掃碼獲取到老師正在講解的構件內容，包括圖文解讀、施工影像、BIM資源、試題考核等，隨掃隨學，情景再現施工過程，加深理解與認識。如：在框架梁的識圖這一部分，掃碼即可得到梁內部鋼筋具體構造。

3、實際成果

3.1學生的歡迎度高

在《建筑結構與識圖》課程中，以BIM智能建筑模型仿真實訓區為載體，應用形式多樣的教學模式，如：課程資源平臺、掃碼APP、實體建筑等，受到學生的廣泛關注。

3.2學生的掌握度高

興趣是最能打動學生的地方，在教學過程中，以形式多樣的教學方法，輔以各類教學設備，激發了學生的學習興趣，從被動學到我要學，并主動圍繞實訓過程中的問題向老師提問，掌握程度較好。

3.3學生的應用度廣

《建筑結構與識圖》是一門承上啟下的課程，對今后其他專業課程的學習和工作有著非常重要的意義。通過BIM技術虛擬現實，加強課程與生活實際的聯系。教師也需要運用相應的軟件，動態模擬場景，使之更加逼真。由此提高教學的效率，增強學生的實踐能力。

參考文獻：

[1]劉彩玲.建筑識圖課程教學改革探究[J].楊凌職業技術學院學報，2016（2）：69-71.

[2]劉建邦.“平法”施工圖融入建筑結構構造與識圖教學實踐研究[J].黃河水利職業技術學院學報，2020（4）：88-91.

作者簡介：

趙文溪（1989-），女，遼寧營口人，講師，碩士研究生，主要從事高職建筑工程類專業的教學與研究工作，研究方向為建筑結構與建筑施工。

孫猛（1988-），男，遼寧盤錦人，講師，碩士研究生，主要從事高職建筑工程類專業的教學與研究工作，研究方向為建筑施工與BIM建模。