建筑構(gòu)造與識(shí)圖課程中BIM技術(shù)的應(yīng)用

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摘要:建筑構(gòu)造與識(shí)圖課程是建筑類專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)bim技術(shù)在該課程中的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行研究，以達(dá)到促進(jìn)BIM技術(shù)與專業(yè)課程的融合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程與教學(xué)效果優(yōu)化的目的，有利于提高學(xué)生的建筑工程識(shí)圖能力和BIM技術(shù)應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞:建筑構(gòu)造與識(shí)圖，BIM技術(shù)，教學(xué)應(yīng)用

1概述

BIM(BuildingInformationModeling)是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱。BIM技術(shù)以建筑模型作為建筑信息的載體，被應(yīng)用到從設(shè)計(jì)到施工及運(yùn)行維護(hù)整個(gè)項(xiàng)目壽命周期，它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性、信息完備性、參數(shù)化、一體化八大特點(diǎn)，可將項(xiàng)目各參與方集合在同一平臺(tái)上，共享同一建筑信息模型，利于項(xiàng)目可視化、精細(xì)化建造，BIM技術(shù)對(duì)整個(gè)建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有著極為深遠(yuǎn)的意義?！督ㄖ?gòu)造與識(shí)圖》是建筑類專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要研究建筑的構(gòu)造原理、構(gòu)造組成、構(gòu)造方法和建筑工程施工圖的圖示方法、識(shí)讀方法，是設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、預(yù)算以及管理人員所必須具備的基本知識(shí)和技能。該課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，對(duì)識(shí)圖能力的培養(yǎng)和對(duì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的理解直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，當(dāng)前課程教學(xué)中使用的建筑工程施工圖紙依然是二維形態(tài)的，需要學(xué)生擁有很強(qiáng)的空間想象能力，而學(xué)生的空間想象能力非常有限，對(duì)于初步接觸施工圖的學(xué)生來(lái)講理解起來(lái)比較困難，因此教學(xué)效果并不是很理想。利用BIM技術(shù)可將二維的施工圖紙轉(zhuǎn)化為三維的建筑模型，學(xué)生不僅可以看到二維施工圖，也可以看到形象的三維立體模型，能夠部分解決學(xué)生空間想象能力差和理論與實(shí)踐脫節(jié)的問(wèn)題，從而提高課程教學(xué)效果，因此本文主要研究如何將BIM技術(shù)應(yīng)用于《建筑構(gòu)造與識(shí)圖》的課程教學(xué)中。此外，在大一建筑構(gòu)造與識(shí)圖課程中融入BIM技術(shù)，也為后續(xù)的其他專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，對(duì)于大二學(xué)習(xí)BIM技術(shù)應(yīng)用課程起到了一個(gè)很好的銜接作用。

2基于BIM技術(shù)的建筑構(gòu)造與識(shí)圖課程教學(xué)設(shè)計(jì)

2．1課程標(biāo)準(zhǔn)改革

開(kāi)設(shè)建筑構(gòu)造與識(shí)圖課程的目的是使學(xué)生掌握建筑構(gòu)造的基本知識(shí)和原理、建筑識(shí)圖與制圖的基本知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生一定的空間思維和想象能力，最終使學(xué)生具備熟練識(shí)讀常見(jiàn)的施工圖紙和繪制中小型民用建筑施工圖的能力，并為后續(xù)課程奠定必要的專業(yè)基礎(chǔ)?；贐IM技術(shù)的課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)在傳統(tǒng)的課程標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上融入BIM技術(shù)，將BIM技術(shù)貫穿在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。將BIM技術(shù)應(yīng)用于課程中，有助于提高學(xué)生的空間思維能力，以及增強(qiáng)學(xué)生的施工圖識(shí)圖和繪制能力。并且課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步優(yōu)化，突出重難點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)章節(jié)選取有代表性的建筑模型，植入BIM模型資源包，知識(shí)點(diǎn)匹配具體的二維圖紙和三維模型，展示直觀清晰，提高教學(xué)有效性。

2．2課程資源準(zhǔn)備

該課程教學(xué)資源包括配套的教材、習(xí)題集以及電子資源包，其中電子資源包括PPT課件、圖片、視頻、二維圖紙以及三維模型等等，植入BIM技術(shù)的課程資源需要增加BIM三維模型的資源，我們使用圖書(shū)館以及教學(xué)樓的圖紙進(jìn)行建模，形成了校園建筑的模型庫(kù)，再運(yùn)用于課程教學(xué)當(dāng)中，結(jié)合校園實(shí)際場(chǎng)景的體驗(yàn)對(duì)比，加深對(duì)學(xué)生建筑構(gòu)造的印象，使得學(xué)生能夠更快的識(shí)讀圖紙，實(shí)現(xiàn)二維向三維的空間轉(zhuǎn)換(見(jiàn)圖1)。

2．3應(yīng)用軟件與平臺(tái)

BIM技術(shù)在課程中的應(yīng)用與軟件關(guān)系緊密，特別涉及到建模軟件Revit，其中Revit軟件除了具有建模功能外，還能夠自動(dòng)生成圖紙和明細(xì)表，一方面在學(xué)習(xí)建筑構(gòu)造部分的時(shí)候，可以將軟件中的構(gòu)造模型與知識(shí)點(diǎn)中的細(xì)部構(gòu)造對(duì)應(yīng)起來(lái)，另一方面在學(xué)習(xí)建筑識(shí)圖的過(guò)程中，還能夠結(jié)合三維模型對(duì)應(yīng)二維圖紙，幫助學(xué)生更好理解建筑符號(hào)、建筑平面圖、立面圖以及剖面圖等各種圖紙的表達(dá)。另外在應(yīng)用中還采用了建筑仿真平臺(tái)以及超星教學(xué)平臺(tái)，利用BIM相關(guān)資源建立建筑仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，包括建筑構(gòu)造與識(shí)圖的模塊，以及相應(yīng)的施工圖識(shí)讀案例，為二維圖紙到三維模型的教學(xué)轉(zhuǎn)換提供軟件基礎(chǔ)，學(xué)生可以通過(guò)建筑仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)觀看動(dòng)畫(huà)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)練習(xí)。

2．4教學(xué)方法創(chuàng)新

相對(duì)于傳統(tǒng)的理論教學(xué)方法，本課程采用了模擬教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法以及線上線下混合式教學(xué)模式。通過(guò)三維仿真平臺(tái)建筑動(dòng)畫(huà)模擬教學(xué)，例如在講解墻體細(xì)部的時(shí)候，展示墻體模型的構(gòu)造，讓學(xué)生掌握建筑的尺度、材料、做法等。通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)，例如在講解樓梯章節(jié)的時(shí)候，布置學(xué)生繪制樓梯圖紙，創(chuàng)建三維模型，通過(guò)三維模型和二維圖紙的對(duì)應(yīng)關(guān)系，掌握樓梯識(shí)圖與制圖。學(xué)生除了在校的課堂學(xué)習(xí)外，還能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)超星學(xué)習(xí)通觀看PPT和視頻，完成測(cè)試和作業(yè)，實(shí)現(xiàn)線上和線下混合模式教學(xué)。

3BIM技術(shù)在建筑與構(gòu)造識(shí)圖課程的教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐

3．1課前準(zhǔn)備階段

教師將學(xué)習(xí)文檔、課件、視頻和任務(wù)單等課程資源上傳到超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)超星學(xué)習(xí)通消息，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程預(yù)習(xí)，查看學(xué)習(xí)文檔和課件，觀看課前學(xué)習(xí)視頻，熟悉仿真軟件和建模軟件，下載學(xué)習(xí)任務(wù)單，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3．2課中實(shí)施階段

課中實(shí)施階段是課程非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，決定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量，采用模擬教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，具體包括5個(gè)環(huán)節(jié):學(xué)習(xí)情境構(gòu)建、重點(diǎn)知識(shí)講授、典型任務(wù)、師生教學(xué)互動(dòng)、課堂總結(jié)評(píng)價(jià)。

3．2．1學(xué)習(xí)情境構(gòu)建在建筑構(gòu)造識(shí)圖課程傳統(tǒng)教學(xué)中，存在學(xué)生缺乏建筑構(gòu)造的情境展示，缺乏對(duì)構(gòu)造層次的分解、建筑空間的體驗(yàn)等問(wèn)題，通過(guò)BIM技術(shù)的引入可以隨時(shí)讓學(xué)生在建筑三維模型中漫游，深入認(rèn)識(shí)各個(gè)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的層次、材料、做法、尺度等等，還可以體驗(yàn)建筑構(gòu)造與結(jié)構(gòu)的空間形體，將二維圖紙和三維模型一一對(duì)應(yīng)，進(jìn)行平面和空間的隨時(shí)轉(zhuǎn)換，使學(xué)生處于三維立體的建筑空間情境中，有助于學(xué)生把握建筑構(gòu)造組成，分析建筑形體空間，增強(qiáng)圖紙識(shí)讀能力。

3．2．2重點(diǎn)知識(shí)講授在構(gòu)建學(xué)習(xí)情境的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，對(duì)重難點(diǎn)的知識(shí)要進(jìn)行及時(shí)講解與梳理，例如講授平屋面的防水構(gòu)造時(shí)，運(yùn)用建筑虛擬仿真平臺(tái)，結(jié)合屋頂?shù)娜S模型展示屋面的泛水構(gòu)造與檐口構(gòu)造，講授樓梯的構(gòu)造時(shí)，結(jié)合樓梯的二維圖形和三維模型，分析樓梯的構(gòu)造組成與尺度關(guān)系，讓學(xué)生理解建筑構(gòu)造節(jié)點(diǎn)更加直觀清晰，加深對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的印象，從而達(dá)到教學(xué)目的(見(jiàn)圖2)。

3．2．3典型任務(wù)在理論學(xué)習(xí)鋪墊之后，由教師教學(xué)任務(wù)，通過(guò)BIM技術(shù)和教學(xué)資源庫(kù)，教師可以創(chuàng)建結(jié)合具體教學(xué)單元的多個(gè)任務(wù)，例如創(chuàng)建建筑局部構(gòu)件、建筑單體模型、建筑門窗族、圖紙和明細(xì)表等等。投影部分可以提供建筑模型，讓學(xué)生自主對(duì)模型進(jìn)行視圖縮放、查看、旋轉(zhuǎn)、剖切，觀察、透視、漫游等。建筑構(gòu)造部分可以讓學(xué)生創(chuàng)建小型構(gòu)件，例如獨(dú)立基礎(chǔ)、疊層墻體、疊合樓板、平行雙跑樓梯、防水平屋面、門窗族等等。建筑施工圖部分可以讓學(xué)生結(jié)合三維模型，創(chuàng)建相應(yīng)圖紙，如平面圖、立面圖、剖面圖、局部詳圖和門窗明細(xì)表等。

3．2．4師生教學(xué)互動(dòng)根據(jù)任務(wù)的難易程度，學(xué)生可以以個(gè)人或者小組的形式完成，結(jié)合BIM技術(shù)的任務(wù)實(shí)施，小組可以分工合作共同完成，收集素材、組織文字、創(chuàng)建模型、制作PPT、匯報(bào)作品，每個(gè)人發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，互相交流補(bǔ)充完善，教師可以及時(shí)掌握學(xué)生任務(wù)實(shí)施情況并且從旁指導(dǎo)，學(xué)生還可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上傳成果，實(shí)時(shí)留言評(píng)價(jià)交流，實(shí)現(xiàn)師生良性教學(xué)互動(dòng)。

3．2．5課堂總結(jié)評(píng)價(jià)學(xué)生完成課堂任務(wù)后，教師結(jié)合學(xué)生任務(wù)完成情況做總結(jié)評(píng)價(jià)，重點(diǎn)分析任務(wù)完成過(guò)程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題以及解決方法，再點(diǎn)評(píng)各小組任務(wù)的完整度和完成質(zhì)量，學(xué)生還可以在超星教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行投票，選出最優(yōu)秀的小組。

3．3課后擴(kuò)展階段

課后擴(kuò)展階段是學(xué)生對(duì)于課堂學(xué)習(xí)的進(jìn)一步補(bǔ)充和提高，主要采用的是線上模式，學(xué)生可以在超星學(xué)習(xí)通進(jìn)行相關(guān)模塊的擴(kuò)展練習(xí)，還可以結(jié)合BIM三維虛擬仿真再到實(shí)地建筑進(jìn)行考察體驗(yàn)，同時(shí)在線上發(fā)表想法建議與老師進(jìn)行互動(dòng)交流。

4結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)給建筑行業(yè)帶來(lái)了深刻的變革，在建筑專業(yè)的教育中融入BIM技術(shù)也是必然趨勢(shì)，在不斷的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)對(duì)于建筑構(gòu)造與識(shí)圖的課程改革發(fā)揮了較大的作用。在理論與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中植入BIM技術(shù)，無(wú)論是從二維圖形到三維模型的轉(zhuǎn)換，再?gòu)娜S模型到二維圖形的倒推，還是從建筑的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)到建筑的整體構(gòu)成，以及從建筑投影到工程施工圖的識(shí)讀與繪制，建筑信息模型貫穿教學(xué)始終，呈現(xiàn)的模型以及模型中包含的各種各樣的信息，傳遞給學(xué)生更直觀清晰的感受和更有深度的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)對(duì)于建筑構(gòu)造與識(shí)圖課程應(yīng)用的意義。

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作者：嚴(yán)瑾 單位：長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院