“互聯網+”的BIM系統可視化在環藝教學中的研究

劉曉曼

關鍵詞：“互聯網+” BIM系統 環藝教學 空間設計 應用研究

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2022）08-0145-03

引言

BIM建筑信息化幫助教學手段多元化，在“新文科”背景下，對教師的教學能力要求不斷提高，教學手段不斷創新。互聯網技術被廣泛應用于社會中的各個領域，并形成了“互聯網+行業”的新模式，為我國社會的發展、經濟的進步提供了強大的助力。在此背景下，互聯網與教育行業的融合也成為了一種必然的趨勢，逐漸衍生了多媒體教學、遠程教學等方式，為教育行業的創新發展創造了有利的條件。而在環境藝術設計專業中，不僅需要有特定的互聯網軟件支持日常教學工作，還要能夠更加系統且高效地完成施工繪圖、三維建模以及統計分析等工作，這就需要基于“互聯網+”背景構建BIM系統，以便助力環藝教學成效的穩定提升。

環藝是一門綜合性強、專業要求高的課程，且包含的內容非常豐富。在具體教學中，教師不僅要注重指導學生學習各種理論知識，幫助其夯實基礎，還要關注實踐探索環節，及時創新授課的方法和內容，并積極發揮互聯網優勢構建BIM系統，不斷簡化教學過程、深化學生印象，由此提升他們的學習效果，促使其在參與中吸收和內化所學內容，同時學會靈活應用，繼而從根本上提升他們的學習質量，為他們綜合能力的發展奠定堅實的基礎。受到高校及各個企業的重點重視，學校作為人才培養搖籃，在教學中需要加強人才培養和改革工作，來適應市場發展的需要，滿足社會的同時突然學生就業空間。BIM又稱為建筑信息模型，最早用于建筑行業，屬于一種數字化工具，伴隨著技術的不斷發展，它被廣泛用于各行業中，將其用到環藝設計工作，可以有效地完善設計的可視性、協調性、模擬性和出圖特征。傳統模式下設計，大多是通過CAD平面軟件來進行平面設計，之后利用3D軟件將其制作成立體模型，這樣的情況下導致最終的設計效果不理想，降低資源利用效率。

一、BIM概述

（一）基本概念

BIM主要指的是建筑信息模型，最先是被應用于建筑行業，能夠提供各種準確且科學的數據，實現建筑行業的信息化管理。具體來講，BIM是依托于三維模型的一種設計思想或是方法，屬于資源集合體，且其中的幾何和非幾何信息能被共享，也可以對各種數據進行整合，并實現數字化表達目標，主要步驟包括設計、施工、運營、過程和結果。

（二）應用優勢

以往的環藝設計工作中，設計者往往是借助CAD之類的圖形軟件完成平面設計任務，然后再使用三維軟件對平面圖進行加工和處理，使之成為立體的模型。這種情況下，環藝設計的工作量會非常大，也會因為平面圖的獨立性，導致立體設計出現問題，不僅不利于設計質量的提升，且會影響資源利用率。此時通過應用BIM技術，可以依托各種數據，更為直觀且立體地完成場景構建與模擬工作，有利于設計者基于更加真實的環境進行設計，簡化他們的工作過程，同時不斷提升其設計質量和效率。另外，BIM技術可以用來統計設計中需要的材料，分析其屬性和市場價格，然后做出預算，以便增強設計成本預算的準確性，且可以用來修改和更新數據，使之更加符合當下的市場需求，并滿足設計者的需要。當前，很多學校已經充分意識到了BIM技術在環藝教學中的重要性，也在不斷開發該技術與教學工作的融合機制，并據此進行教學改革，旨在加深教育信息化程度，推動教學創新步伐，為環藝教學質量的提升、人才的發展奠定堅實的基礎[1]。

二、行業需求現狀以及向建筑信息化建模的發展趨勢

隨著“互聯網+”被上升為國家戰略行動后，互聯網正逐步從消費業向傳統產業進軍，建筑行業已悄然步入產業互聯網時代。但長期以來建筑行業一直以來表現出從業者素質較低，互聯網程度低，信息不透明、生產、管理成本高等特征。

與傳統認知中的純藝術專業不同，環境藝術設計專業不僅需要學習美術知識，形成良好的審美情趣，也需要立足實際，學習豐富多彩的技術類課程，保證理實結合。只有這樣，學生們才能在畢業之后更為順利地就業，同時適應行業要求，與建筑企業、裝修公司等對接起來，以良好的專業能力和職業素養完成崗位工作，進而實現高質量發展的目標。

目前 BIM 技術在設計建模階段的應用已經比較成熟，國際上類似于 Revit、ArchiCAD、MagiCAD 等 BIM 軟件超過百種，正逐步進入施工、管理等深度系統性應用：根據調查顯示，有近六成的用戶認為從設計階段向施工階段延伸是 BIM 發展的特點，并且四成以上的用戶認為工程施工是 BIM 應用最具價值的階段。

三、環境藝術設計專業教學現狀

環境藝術設計專業綜合性很強，其包含的教學內容非常豐富，既有基礎的史論課，也有專業性極強的課程。在教學過程中，教師們不僅需要教授豐富的理論知識，讓學生夯實基礎，還要關注實踐教學模塊，引導他們學以致用，以便使之利用更加優質的作品來傳遞個人的審美觀念、審美取向，輔助增強其學習成效。但是目前的環藝教學活動中仍然存在較多問題，首先是追求形式，所設計的作品比較單調，表達趨于片面化，即很多教師在指導學生學習時，都比較側重于講授理論知識和基本的形式、技巧，片面追求外在的藝術表達效果，如顏色、空間造型等，但是并未立足整體去分析和思考，設計時對于內涵的把握也不夠準確，以致于所設計的作品往往立意很高，但是最終呈現出來的卻不盡如人意，很難體現出意蘊美，其次是思想與手法方面存在問題，環藝設計不是單一存在的活動，其需要與各領域、各課程結合起來，還要關注現代人的審美、市場的需求等，然而在教學實踐中，教師們并不注重培養學生的審美個性、審美風格，教學內容和教學方法比較保守，為學生提供的實踐機會也較少，以致于學生們很難在日常學習中實現較大提升，個人的創造力和審美能力無法得到發展，進而影響最終的教學效果，制約了學生綜合素質的提升[2]。

四、BIM技術與環境藝術人才培養方案的應用

（一）在室內設計中的應用：室內設計是環境藝術專業中的重要模塊，其中很多方面都需要用到BIM技術技術，具體如下：第一，BIM技術可以實現可視化目標，即可以讓設計出來的內容變成可見的，具體指的是利用BIM技術創建三維的圖形，然后呈現在人的眼前，可以清晰地觀察到室內的各種陳設，并預設燈光、材料等，呈現完整、準確且清晰的設計內容，滿足視覺需求[3]。第二，實現參數化建模目標，即可以構建不同的圖元，并及時調整參數，使得不同構件發揮各自的作用，保證圖紙一致。第三，落實協同設計的目標，即室內設計不是獨立板塊，其既要與建筑知識相聯系，也要與其他專業掛鉤，而且無法依靠一人完成所有的設計內容，此時就需要運用BIM技術來構建協同工作的平臺，同時推動數據共享、簡化交流過程，便于設計者在此過程中更為高效地進行管理、分析，提升設計質量。第四，促進各種性能的優化，一般而言，室內設計包含的元素比較多，對于空間、環境的要求很高，此時就可以運用BIM技術添加相應的物理數據，然后傳輸到對應的分析軟件中，再進行整體的剖析和改進，有助于降低失誤率，促進室內設計的整體優化。第五，保證設計管理成效，每當室內設計結束后，可以使用BIM技術對成本、面積、體積體積各種裝置等進行統計，通過精準分析來把握成本，實現管理目標，如圖1。

（二）與景觀設計的關系：在環藝設計中，景觀設計也是一個重要的板塊，主要指的是自然景觀、人工景觀的設計，且主要面向城市、居民區等提供服務[4]。在此模塊中，BIM技術的應用如下：首先，提升可操作性，即可以在進行設計之前利用BIM技術來搜集對應地區的相關信息，包括土壤狀況、水資源等，且可以進行抽象分析、總體評估，然后進行模擬，為后續的設計提供更多有價值的參考。其次，優化地形設計流程，即地形設計是景觀設計的基礎和前提，也是之后施工的主要依據，此時運用BIM技術，可以及時錄入更加完善的數據信息，并導入相關軟件之中，然后形成3D的地形圖，再展開詳細分析和計算，便于之后據此進行施工[3]。

（三）于綠色建筑設計中的應用：進入新時期以后，環藝設計專業不再局限于之前的課程內容，還增添了綠色建筑方面的素材，所以也可以利用BIM技術探索綠色建筑設計工作，以迎合時代需求，保證環藝設計的質量。具體來講，可以使用BIM技術分析綠色建筑的相關要素，包括光環境、雨水環境、相關能耗等，并導出具體的數據，通過總體分析得出最為合理的結論，然后展開具體設計。

（四）與智慧設計的關系：隨著互聯網技術的興起，環藝設計中也衍生了智慧設計的內容，此時，也需要利用BIM技術來提升設計的科學性、有效性和實用性。例如，在設計過程中，可以運用BIM技術構建三維模型，通過可視化呈現確定一些細節內容，并及時修改和完善，有利于提升設計的質量，而在計算造價成本時，也可以運用BIM技術來計算所建立模型中的內部數據信息，保證數據的精確性，施工階段也可以發揮BIM技術的優勢，通過預先模擬的形式為施工提供更為精細的數據，還可以應用于管理環節，降低施工風險和成本控制風險[5]。

五、“教學能力創新教學手段多元化”背景下的BIM技術在環藝教學中的應用

（一）教學環境建設

1.教學平臺建設：針對環藝專業教學特點，通過BIM技術建立了一體化教學平臺，突破不同專業間的壁壘，將不同專業串聯。學校要發揮BIM技術時的優勢建立公眾設計平臺，可以是校級的，也可以為不同班級單獨設立平臺，同時在平臺中發布各種對接當下市場的主題任務，要求學生自主實踐和探索，充分對接現實，及時認識到自身的不足，然后針對性探究和思考，從而獲得更為完善的結論，并確立學習目標。

2.實訓室建設：與廣聯達軟件公司等大型BIM研發單位，共同建設BIM裝飾虛擬實驗室，提供軟件升級維護、硬件管理和師資培訓服務。增加相關校企合作單位，為教師提供實地考察學習的機會，提升教師理論水平與實踐能力，相關企業還可選派人員擔任兼職或特聘教師，以緩解初期師資不足的壓力。

3.引入企業BIM項目，促進教學成果轉化：引入BIM項目到高校，深入分析BIM技術在裝飾工程項目中的實際應用，包括新產品、新技術、新工藝、新設備等，并合理轉化為針對院校教育的新知識點。

（二）課程體系建設-結合環藝課程積極開發BIM課程體系教學資源庫

1.崗位能力分析：根據 “人才培養方案與課程標準和設計行業的需求”，學校與教師要加大BIM技術課程的開發力度軟件的應用引進課堂，以便使之更為高效地融入到日常教學活動中，真正發揮效用推動學生更好地學習。將BIM納入人才培養大綱，讓學生在大一就能夠了解到BIM技術的理念和及在工程項目管理中的重要作用。

2.裝飾BIM課程教學進度表：可將BIM相關內容融入到建筑制圖與識圖、房屋建筑學等課程當中，使其更進一步地了解BIM的一些相關應用。進入大二，學生開始進行更多建筑工程管理專業課程的學習。

3.建設BIM教材與課件：教材是課程教學內容的主要載體，教材建設尤其重要。借助設計好的微課課件和教學PPT對他們進行針對性指導，融入BIM技術的相關知識，輔助完善學生的學習思路，使之掌握運用技術優化設計流程、提升設計質量的方法。在BIM技術的幫助下進行操作，通過構建立體模型、統計分析數據等內化知識，不斷圖1 強化其學習的有效性。

以教材建設及教學實踐為內容，致力于課程體系和教學手段的改革創新，將BIM教材內容融入工程項目管理、土建工程造價、安裝工程造價、工程合同管理、工程造價管理等課程中，并通過BIM將原本各自獨立的專業課程進行整合，形成較為完整的知識體系。

4.構建混合教學模式：在互聯網幫助下，專業教師還可以利用BIM技術開展混合式教學活動，即可以推動“線上+線下”教學體系的建立，也可以實現理實一體的目標，同時可輔助學生自導自學，使之在參與中更為高效地掌握專業知識，形成良好的專業技能。例如，借助“線上+線下”教學模式為學生提供更加豐富的學習內容，即可以提前利用信息技術設計微課，將相關的設計理論、思路和方法轉化為視頻，同時插入圖片和案例，保證內容完善，然后借助互聯網分享給學生，讓他們提前依照教材和微課進行自學，并在課下進行操作和實踐，及時總結學習成果，明確已經掌握和尚未掌握的內容。另外，教師可以鼓勵學生自主開展學習活動，即確定設計主題、設計任務、設計方案，然后使用BIM技術進行操作，發現問題后要及時利用特定軟件分析不足之處，再糾正和改進，最終提升學生創新創業能力[6]。由此，可以通過混合式教學為學生提供良好的理論學習、實踐探究、技術分析的機會，不斷完善其學習成效，繼而增強他們的綜合素質，提升環藝教學的質量。

（三）教學服務體系

1.師資培訓：在建筑設計行業發展趨勢下，各高校都嘗試進行BIM技術教改探索，但“雙師型”師資缺乏，2019年教育部“1+X”證書考核評價制度的發布與實施，進一步優化了教師教學內容和授課方式，教師積極申報“1+X”（BIM）考評員師資培訓班，對提高專業教學體系融合起到積極作用。教師不僅要擁有教師資格證，還需具備環藝設計實踐能力以及BIM技術，來指導學生正確地開展實踐作業。

2.BIM應用技能大賽：以賽促學，積極參加省賽和行業比賽，解讀比賽要求、國家標準，將其分解進各個教學模塊中。以便進一步激活教師和學生的思維，使他們在參與中發揮自身的優勢，不斷創新和創造，加強師生之間的交流，教師需要對比賽流程、賽前培訓進行優化，依據所教內容設計合理的練習任務，為學生提供參與、實踐和體驗的機會，不斷強化其思維能力和綜合應用水平，進而提高其學習的有效性。

3.校企合作：學校要和企業進行密切合作，依托BIM技術時構建交流與合作平臺，通過信息共享挖掘更多實踐素材，從而精準把握學生的就業需求、企業對人才的需求，然后制訂更加完善的授課方案、育人體系，便于引導學生高效地發展自我。聘請層次較高的外聘專家，能夠對課程開發進行充分支持，并且能夠提供長期穩定的校外實訓環境。為此，學校需要建立相應的校企合作基地，圍繞教師和學生以及課程內容開展BIM技術開發工作，在工作室中建立完善的公共設計平臺，讓環藝專業的學生可以直面市場，了解市場需求。真正意識到深入公司學習和實踐BIM技術在工作中的優勢。在工作室內還需制定嚴格的管理制度，對學生實行有效的制約和督促，吸引更多企業參與其中。

（四）就業與創業

1.BIM項目實例設計：通過項目實例掌握軟件功能，讓學生體驗從拿到圖紙從識圖、建模、渲染、動畫、VR、智能設備認知到完成整個裝飾BIM裝飾設計項目。從而具備獨立承接項目的能力。

2.BIM+VR服務項目：改變教學模式。傳統的課堂教學以教師的講授為主，通過借助裝飾BIM、VR、智能化技術的新型課程教學模式則要以學生為主，通過新技術、新手段的應用有效激發學生學習的積極性，提升教學的質量和效果。

（五）特色與創新

1.采用1+N的課程開發思路，融入裝飾BIM技術、VR技術、裝飾智能化技術，從室內設計課程、材料工藝課程、裝飾工程預算課程一線打通。

2.建立“貫穿項目資源庫”，以真實工程項目為載體，將所有專業課程教學情境統一到貫穿項目上，著重培養學生的方法能力和系統思維能力。在與學科發展趨勢的相關課程中向學生講授BIM技術的相關理論與概念，BIM的相關歷史以及當前應用的狀態。使學生及時了解可視化、信息化下的環境藝術設計現狀。收集整理項目案例，以難易度適合學生學習的中小型項目為案例，以“項目任務驅動+演示”的教學方法（如圖1），對環藝項目相關知識展開教學，從材料與施工、空間環境分析、施工預算等幾方面來實現學生理論知識和操作技能階梯式優化提升，并對教學成果分析改進。

3.將創新創業教育融入人才培養全過程，學校要不斷優化創新創業教育體系，積極建構創業產業基地，讓學生們在特定環境中孵化各自的創意，并充分發揮BIM技術的作用完成更多設計作品，同時可以與教師、其他同學交流，于良好的氛圍中提升教學的有效性[7]。學校也可以構建集團型體系，以此推動環藝教學工作的順利開展，并能夠從全方位給予學生引導，促使他們不斷進步。

4.推動日常教學與BIM技術的合作

基于環藝專業的相關課程，教師可以基于互聯網，將BIM技術合理應用到日常教學活動中（如圖2），使之充分發揮作用，輔助學生構建設計模型、綜合分析數據，并引導他們利用BIM技術進行設計練習，從而不斷提升他們實踐能力，使之掌握更多設計的技巧、方法以及解決問題的能力，輔助提升BIM技術的應用效果。所以在日常教學過程中，要將其與BIM技術相結合，通過BIM技術與日常教學流程的聯系，將其融合到預習前、上課中和課下幫助學生對BIM技術有更深刻的理解和認知。

結語

在環藝教學中引入BIM系統，是對教育信息化工作的落實，也是促進教學創新、提升教學質量的有效途徑。充分利用BIM技術與項目驅動式教學模式結合，形成環境設計類專業BIM技術創新人才工作室。實現“與行業零距離”的人才培養目標。因此，學校和教師應當充分認識到BIM技術的優勢，結合“互聯網+教育”理念，將其合理融入到日常教學活動中，從而優化課程教學的過程，以先進的技術提升數據采集和整理效率，為學生呈現更為全面的素材、豐富的知識，同時為學生提供更多技術支持，促使他們在參與中對所學專業、課程產生深刻的印象，并靈活運用學過的內容完成各種設計任務，以此不斷提升環藝專業的教學質量，助力學生實踐應用能力的穩定提升。