BIM技術融入建筑構造與識圖課程教學改革研究

連 蕓 檀秋芬

（蕪湖職業技術學院 安徽·蕪湖 241003）

1 目前課程教學現狀

“建筑構造與識圖”是高職院校土建類專業的主干課程之一，主要內容包括投影理論、建筑構造知識和建筑圖的形成、表達與識讀等內容，是從事工程設計、施工、預算等工作所必須掌握的基礎知識和基本技能。結合本校及相關院校的調研情況了解到該課程目前還是傳統教學方式為主，即按照教材內容順序講解各部分內容、課程資源也僅限于PPT 和教材配套圖紙和習題集，學生空間思維能力的培養很難滿足課程目標要求。目前“建筑構造與識圖”課程教學主要存在以下幾點問題：

（1）學生基礎知識薄弱，學習興趣不高。高職院校的學生，普遍存在學習自覺性較差，基礎較弱的問題。他們進入大學后接觸的第一門專業課就是知識體系龐大的“建筑構造與識圖”，通常這門課課時較多，作業量較大，這就使得大部分學生存在畏難情緒，而且課程本身知識點又多又雜，再加上傳統教學方法直觀性差，不能很好地激發他們的空間想象能力，對“建筑構造與識圖”課程的學習興趣也就逐漸減低。

（2）課程知識點多，對學生學習能力要求高。“建筑構造與識圖”課程內容包含大量制圖、投影、三維等知識點，要求學生具有良好的三維空間想象能力，能根據三視圖想象出三維立體，反過來根據空間幾何體畫出其三視圖，完成二維與三維的任意切換，這對學生學習能力要求很高。對于單一幾何體，學生可以很快建立起三維空間，但是要對生活中經常看到各種建筑物、構筑物建立三維空間，對于還沒有系統地學習專業相關基本知識的大一學生，有很大的難度。另外由于對建筑物的認識缺乏整體性，所以在面對建筑施工圖紙時，很難將圖紙與工程實體對應起來。

（3）實踐教學效果不理想。對于“建筑構造與識圖”課程，把實際施工現場作為課堂，對照實體對建筑施工圖進行分析講解是好的實踐教學方法。但是這種方法局限性很大，不便于操作。首先，施工現場存在諸多安全隱患，大量學生進出施工現場會影響施工進度和場地安全管理；[1]其次，建筑施工是一個長期過程，現場教學只能結合施工現場當時進度進行，不能實行系統性學習；最后施工現場的講解只能一帶而過，往往流于表面，不能達到預期教學效果。

2 BIM技術融入“建筑構造與識圖”課程中的教學改革實施

“建筑構造與識圖”是一門理論性和實踐性很強的科目。在傳統的教學模式中，平面圖紙既是知識點又是教學工具，從組合體到整個建筑物一套圖紙的識讀，跨度較大，對于空間概念剛建立起來的學生來說難度很大。BIM 技術的三維可視化特點，使BIM 模型能夠生動形象的展現建筑物的三維特征。目前revit 軟件是一款實現BIM 技術的很好載體，利用revit 軟件可以方便地在二維視圖與三維視圖之間切換，全方位了解建筑物各部位構造，能有效地激發學生學習興趣，達到預估的學習效果。

2.1 改變教學模式

傳統課堂還是以二維施工圖講解為主，滿堂灌的教學模式下學生對課程掌握程度很大程度上取決于學生自身三維空間想象能力的高底。把BIM 技術引入課堂教學，應用revit 軟件詳細展示建筑物各部位三維視圖及二維視圖，引導學生分析二維視圖與三維視圖的聯系，從而讓學生掌握基本建筑特征，將二維與三維的不同進行分析，思考并提出問題。引導學生主動發現問題，分析問題，帶著問題在revit 軟件建立三維模型，利用軟件生成平面圖、立面圖、剖面圖，加深三維實體、二維圖紙及房屋建筑構造等知識的感性認識。

2.2 規劃教學內容

新的教學模式，要求教師不能完全按照課本進行教學過程安排，即要求教師重新規劃教學內容，按照模型建立，模型分析的思路調整教學內容，而不是完全按照教材零散地講解各部分內容。

（1）在“投影法”理論教學中，采用以“體”為主的教學思路，[2]在revit軟件中，立體的三視圖及三維立體圖的表達直觀清晰，通過三維形體的多角度觀察激發學生的學習興趣。如：傳統課堂中的“組合體視圖”這部分內容往往要求學生繪制組合體的三視圖，對于復雜形體遮擋部分學生看不到，而學生又不具備良好的三維空間的想象力，所以在繪圖時，很難正確繪出合格的三視圖，尤其對于一些線、面的處理。利用revit 軟件建立組合體的三維模型，能夠生動而直觀的對物體從多視角進行觀察分析，并能把其投影準確清晰的展示出來，這就便于學生分析模型，理解二維與三維的關系，輕松繪制組合體三視圖，并掌握組合體投影相關知識點。

（2）在“建筑構造”理論教學部分，主要講述建筑物各部位的構造。分散的講解各部位，在學生的三維空間中很難建立建筑物的整體輪廓，應用revit 軟件把建筑物三維模型展示在學生面前，各個構造節點也可以單獨呈現在學生面前，便于學生理解部分與整體的關系，進而對建筑構造有更深刻的了解。如：在學習墻身構造知識的時候，由于墻身本身相對復雜，從檐口到勒腳的構造往往是教學難點，雖然在教材中各節點詳圖繪制比較詳細，但是其構造層次對于學生較難理解。通過在revit中繪制墻體、女兒墻，天溝、散水、勒腳等構造，學生不僅可以理解各部分的功能和作用，而且對于整段墻身的構造層次，構造做法的認識更加具體，同時對于學生識讀施工圖也是一個很好的鍛煉。

（3）剖面圖的識讀與繪制在“建筑構造與識圖”教學過程中的難點，對于大部分學生來說，想象建筑物的三維立體就已經很困難，再在腦海中把建筑物內部三維構件起來更是難上加難。利用revit 軟件通過改變剖面的剖切位置，剖切范圍，輕松形成建筑物的剖面圖，操作過程加深學生剖面圖知識的理解。另外，通過軟件的三維顯示及“屬性”面板操作，使剖面圖變得更加直觀清晰，從而幫助學生理解建筑物的構造形式。

3 課程改革預期達到效果

（1）利用在revit 軟件中對建筑物三維模型進行縮放、旋轉等操作，甚至通過漫游“進入”建筑物，全方位觀察建筑物，便于學生理解和掌握投影知識原理。在revit 軟件中三維模型創建過程就是學生讀圖過程，通過不斷對比二維圖形和三維模型，讀懂二維圖紙就能創建正確的三維模型，這個過程類似于“游戲升級”，有利于激發學生學習興趣。這種教學模式既能幫助掌握知識點，又能增加課堂上的趣味性和可感知性，幫助學生理解和閱讀工程圖紙。例如剖面圖知識點時，一般會以牛腿柱的構造情況進行講解，學生在revit軟件中建立牛腿柱的三維模型，可以通過不同角度觀察，甚至在三維模型上直接修改，三維模型上的修改直接同步到二維視圖，對應三視圖就容易讀懂。

（2）revit 軟件的三維模型除了能夠反映出全部構造節點，直觀顯示整體工程構造，還可將節點按施工順序分層分段展示其構造原理與做法。[3]教學過程中以學生熟悉的三維模型為實例進行講解或演示并分析，在良好的視覺體驗下，學生可以全面地認識各類構造節點，并且，在對模型調整、修改的過程總，加深對工程構造節點的構造原理及做法的理解，為后續課程學習奠定基礎。例如圖1 墻體的構造層次的編輯，構造做法通過類真實形式顯示出來，加速了學生的理解過程。

圖1 墻體編輯與顯示

4 小結

BIM 技術在土建類課程中的應用已是趨勢必然，基于BIM技術的“建筑構造與識圖”課程改革不僅可以在學習過程中調動學生學習興趣，提高學習的積極性，同時也有利于學生能力素質的培養。在探索基于BIM 技術的“建筑構造與識圖”課程的教學改革中學生自己創建的可視化模型，還能為應用于“建筑施工技術”“建筑結構”“建筑工程計量與計價”等課程的學習中，這對于學生系統地理解本專業所學具有重要意義。BIM 技術的應用必將推動高職土建類人才培養質量的提升。