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        BIM技術(shù)在《建筑識圖與構(gòu)造》課程中的教學(xué)探討

        2021-07-23 20:29:54徐俊娟
        速讀·中旬 2021年2期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)分析

        徐俊娟

        ◆摘? 要:《建筑識圖與構(gòu)造》作為建技專業(yè)的一門專業(yè)必修課,由于課程自身的特點給教師的教和學(xué)生的學(xué)都帶來了一些困難。筆者在自身教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上提出了把BIM技術(shù)融入到建筑識圖與構(gòu)造課程中,借助BIM技術(shù)建立的三維模型,通過旋轉(zhuǎn)觀察、剖切觀察等方式,讓學(xué)生能夠輕松地將二維圖形與三維模型之間建立應(yīng)有的聯(lián)系,幫助高職學(xué)生更好的理解建筑平面圖紙要表達(dá)的內(nèi)容和建筑各個構(gòu)件在空間的相互關(guān)系,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,改善教學(xué)效果。

        ◆關(guān)鍵詞:BIM;建筑識圖與構(gòu)造;教學(xué)分析

        我校建筑識圖與構(gòu)造課程要求學(xué)生理解建筑構(gòu)造的基本原理,掌握房屋各部分組成及典型構(gòu)造做法,并能夠識讀工程施工圖。該課程是學(xué)生學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)、工程概預(yù)算、基礎(chǔ)工程等專業(yè)課的基礎(chǔ),同時圖紙是用來指導(dǎo)施工、管理等技術(shù)的重要文件,也是工程界用來溝通交流的媒介,凡是從事建筑工程的技術(shù)人員都離不開圖紙,若不能正確識讀工程施工圖和理解有關(guān)構(gòu)造做法,那么就會影響建筑物的安全或壽命,可能造成工程事故,因此本課程對學(xué)生的就業(yè)至關(guān)重要。

        一、BIM 技術(shù)的含義及特點

        1.BIM的概念

        BIM是建筑信息化模型的簡稱,它以工程項目的相關(guān)信息數(shù)據(jù)為依據(jù),通過利用數(shù)字信息技術(shù)模擬建筑物的真實情況,為工程項目相關(guān)人員在工程設(shè)計、管理、施工、運行、維護(hù)等方面提供便利,并且實現(xiàn)信息共享,為工程項目的建設(shè)提供集成化平臺。BIM主要應(yīng)用在建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、項目管理、施工管理等方面,并且經(jīng)過長期的技術(shù)研發(fā)和工程應(yīng)用,已得到建筑業(yè)界的廣泛認(rèn)可。

        2.BIM技術(shù)的特點

        傳統(tǒng)建筑設(shè)計需要技術(shù)人員經(jīng)過多次修改、更改討論等才能完成。在建筑業(yè)不斷發(fā)展的進(jìn)程中,CAD、天正和其他方法逐漸出現(xiàn),手動繪圖轉(zhuǎn)換為更高級別的電子內(nèi)容,BIM技術(shù)的特點表現(xiàn)在以下幾個方面。

        (1)信息一體化

        BIM模型是所有項目信息、數(shù)據(jù)數(shù)字化的成果,由3D模型生成的數(shù)據(jù)庫是該模型的核心部分,該模型有多部分內(nèi)容,如建筑體的內(nèi)部空間關(guān)系和幾個部分的存儲。BIM技術(shù)的設(shè)計過程和特定信息的整合完全放棄了原有的CAD方法,在設(shè)計領(lǐng)域具有一定的實用價值。

        (2)實現(xiàn)多方協(xié)同,信息共享

        在設(shè)計時,BIM可以為每個參與單位、每個環(huán)節(jié)建立良好的合作途徑,并為項目的相關(guān)參與者準(zhǔn)備充分的現(xiàn)實信息,同一建筑模型可以以多種方式使用,如BIM模型可以直接用于建筑模擬、結(jié)構(gòu)分析和其他部分,真正實現(xiàn)了各參與方信息共享,便于多方協(xié)同工作。

        (3)方案優(yōu)化簡易化

        建筑項目的設(shè)計和完成是一個動態(tài)且需要不斷優(yōu)化的過程,BIM技術(shù)出現(xiàn)之前,各專業(yè)圖形之間在軟件上是沒有關(guān)聯(lián)的,若需要修改某個圖紙的,則相關(guān)的圖紙都需要修改,這種情況是需要各專業(yè)技術(shù)人員自己判斷需要修改哪些相關(guān)圖紙和相關(guān)位置,容易造成疏漏,而利用BIM軟件創(chuàng)建數(shù)字模型后,圖紙之間是由模型相關(guān)聯(lián)的,修改一處則處處修改,大大減少了技術(shù)人員的工作量,并能夠?qū)υO(shè)計方案隨時進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

        二、教學(xué)分析

        教學(xué)設(shè)計的目的是為了提高教學(xué)效果,而學(xué)生是學(xué)習(xí)活動的主體,教學(xué)設(shè)計取得成效的關(guān)鍵在于學(xué)生,因此進(jìn)行教學(xué)設(shè)計前必須對學(xué)習(xí)者進(jìn)行剖析。

        1.學(xué)習(xí)者分析

        高職學(xué)生的數(shù)學(xué)、幾何知識薄弱,學(xué)習(xí)主動性較低,自我控制力差,但他們動手能力強,善于從個性化角度理解問題和解決問題,對網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)表現(xiàn)出濃厚的興趣,把BIM融入課程中,可將平面圖紙要表達(dá)的內(nèi)容以三維模型展示,加強學(xué)生對三視圖的理解,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

        2.教學(xué)目標(biāo)分析

        本課程以順應(yīng)社會需求為宗旨,以培養(yǎng)施工圖識讀和能力和工程應(yīng)用能力為主線,提出的教學(xué)目標(biāo)如下。

        (1)熟悉投影基本知識和現(xiàn)行房屋建筑制圖的要求,能運用投影原理繪制簡單形體的三視圖。

        (2)掌握建筑的有關(guān)構(gòu)造措施,了解房屋各部分的常用構(gòu)造做法;能根據(jù)房屋的功能要求、建筑材料的供應(yīng)情況和施工技術(shù)等選擇恰當(dāng)?shù)臉?gòu)造方案。

        (3)掌握房屋施工圖的基本知識;能正確、熟練地閱讀中等復(fù)雜程度的各種建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖,能進(jìn)行圖紙會審。

        (4)具有嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和實事求是、一絲不茍、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)合作的精神。

        三、BIM技術(shù)在《建筑識圖與構(gòu)造》課程中的應(yīng)用

        《建筑識圖與構(gòu)造》課程主要包括兩個模塊,模塊一建筑識圖,模塊二建筑構(gòu)造,模塊一主要介紹了建筑工程圖紙制圖規(guī)定、建筑圖紙的繪圖原理——正投影以及建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖的識圖方法,模塊二主要介紹了房屋各部分組成及典型構(gòu)造做法,這些知識都比較抽象、復(fù)雜,通過圖紙或圖片學(xué)生很難形成整體性的認(rèn)識,BIM技術(shù)的引入能很好的解決這個問題,真正實現(xiàn)“教、學(xué)、做一體”。在下面分兩部分介紹如何在教學(xué)中應(yīng)用BIM技術(shù)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

        1.建筑識圖部分

        在傳統(tǒng)教學(xué)中,建筑圖識讀部分目的是使學(xué)生通過二維圖形的識讀,在大腦中勾勒出建筑物或構(gòu)件三維的形狀和特點,對于部分空間想象能力不好的同學(xué)或較為復(fù)雜的形體,教師很難表述或講解的清楚,此時可利用BIM技術(shù)建立的數(shù)字三維模型,通過旋轉(zhuǎn)觀察、剖切觀察等方式,讓學(xué)生能夠輕松地將二維平面圖形與三維立體模型之間建立相關(guān)的聯(lián)系,使學(xué)生更容易理解三視圖和三維形體之間的關(guān)系(如圖1),提高了學(xué)生的讀圖能力,培養(yǎng)了學(xué)生的空間感,解決了傳統(tǒng)教學(xué)的難點,有效激發(fā)高職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

        2.建筑構(gòu)造部分

        在建筑構(gòu)造知識的學(xué)習(xí)中,對于柱梁節(jié)點、柱梁板節(jié)點、屋面構(gòu)造、樓梯、檐溝等較為復(fù)雜的構(gòu)造節(jié)點,通過傳統(tǒng)教學(xué),學(xué)生很難明白各節(jié)點的構(gòu)造做法。下面以樓梯間為例,借助BIM技術(shù)教師可將樓梯三維各向展示,學(xué)生可通過不同角度去觀察和理解樓梯的各個構(gòu)件梯段、梯梁、梯柱、框架梁、休息平臺、樓板等之間的相互關(guān)系,如圖2所示。同時,使用BIM技術(shù)創(chuàng)建的三維立體模型,還能實現(xiàn)第一視角(或第三視角)的建筑物內(nèi)部漫游,幫助高職學(xué)生更好的理解建筑各個構(gòu)件在空間的相互關(guān)系,降低了學(xué)生對建筑構(gòu)造認(rèn)識的難度,也調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的主觀能動性。

        教師在教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)以實際項目為載體,盡量選取學(xué)校周邊的實體建筑為原型,從而實現(xiàn)CAD圖紙、三維BIM模型、實體建筑三種資源的完美結(jié)合,這樣的學(xué)習(xí)方式可讓學(xué)生更好的理解該課程的知識點。

        四、BIM技術(shù)對教師的要求

        1.選擇骨干教師參加培訓(xùn)并開展專項研究

        BIM技術(shù)是建筑行業(yè)新技術(shù)。從普及教學(xué)到深化應(yīng)用的發(fā)展過程中,所有的教師都需要擠出大量的業(yè)余時間來學(xué)習(xí)。為了更快更好地掌握這項新技術(shù),我院應(yīng)根據(jù)BIM技術(shù)的特點,選擇一批基礎(chǔ)知識扎實、有上進(jìn)心的骨干教師,利用寒暑假進(jìn)行校外培訓(xùn)。從長期發(fā)展的角度來看,國內(nèi)BIM技術(shù)的發(fā)展才剛剛起步。為了發(fā)展這個專業(yè),一些教師甚至要為轉(zhuǎn)型培訓(xùn)做準(zhǔn)備,為即將到來的變革做出更大的努力。在進(jìn)行BIM技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)時,在各自專業(yè)方向上要有特別的突破。讓教師在不同的專業(yè)方向上學(xué)習(xí),他們將在未來的課堂教學(xué)中發(fā)揮作用,學(xué)生也會受益匪淺。

        2.開展教師BIM技術(shù)技能競賽,增強教師的實踐能力

        與企業(yè)合作,以BIM實際項目為基礎(chǔ),開展各類BIM技術(shù)競賽,邀請企業(yè)專家進(jìn)行評判,競賽作品能直接被企業(yè)使用,這樣不僅能增強教師團(tuán)隊的BIM技術(shù)實踐操作能力,還能加強教師與企業(yè)的溝通和聯(lián)系,共同受益。

        3.鼓勵教師參與BIM技能研究,建立教師資格聘任制

        建筑類的高職教育要貼合建筑領(lǐng)域?qū)IM技術(shù)人才的需求,而擁有BIM技術(shù)資質(zhì)的教師是首要保障。為此,必須建立規(guī)范的內(nèi)部教師管理體系,制定BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)計劃,要求專業(yè)教師在規(guī)定的時間內(nèi)學(xué)習(xí)并掌握各類BIM應(yīng)用軟件,并取得相應(yīng)水平的BIM技能考核證書及BIM師資證書,才能具備BIM技術(shù)教學(xué)與培訓(xùn)資格。目前,中國建設(shè)教育協(xié)會已經(jīng)有了初、中級證書的評審標(biāo)準(zhǔn),考試使用的軟件也從原來的Revit軟件發(fā)展到現(xiàn)在使用的PKPM、廣聯(lián)達(dá)、魯班等軟件。在中國建設(shè)教育協(xié)會的指導(dǎo)下,大型建設(shè)集團(tuán)正準(zhǔn)備培養(yǎng)高層次人才,由中國建設(shè)教育協(xié)會對通過考核達(dá)到技能標(biāo)準(zhǔn)的頒發(fā)高級證書。

        五、小結(jié)

        隨著建筑業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展,《建筑識圖與構(gòu)造》課程教學(xué)內(nèi)容的展示、教學(xué)過程設(shè)計、教學(xué)效果評價等都可以利用BIM技術(shù)來實現(xiàn),在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境下,學(xué)生利用BIM技術(shù)建立各種建筑模型,從軸線、墻體、門窗、樓板、屋頂?shù)冉ㄖ?gòu)件,了解完整的施工流程,真正實現(xiàn)做中教、做中學(xué)。

        參考文獻(xiàn)

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        [3]張小平主編.建筑識圖與房屋構(gòu)造.第3版[M].武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2018.

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