徐 詠，舒 鵬，舒 波，馬 奔，屈鈺森，彭德坤

(1.西華大學(xué) 建筑與土木工程學(xué)院，四川 成都 610039；2.中國五冶集團有限公司，四川 成都 610081)

0 前 言

Dynamo是基于Revit的參數(shù)化設(shè)計的輔助工具，它可以實現(xiàn)Revit自身無法實現(xiàn)的功能。在Revit2019版本及以前，Dynamo均是作為Revit并行的軟件出現(xiàn)，擁有獨立的快捷圖標；Revit2020版本開始，Dynamo直接并入Revit程序中，說明其使用頻率日漸升高，且與Revit的結(jié)合更加緊密[1]。

Dynamo是一種編程工具，它通過“電池”之間的相互連接建立聯(lián)系，從而達到定義關(guān)系和創(chuàng)建算法的目的，它的程序足夠靈活，可以跨行業(yè)規(guī)程進行使用。使用Dynamo“電池”的時候，使用者即成為程序員，想要成功地利用Dynamo進行參數(shù)化應(yīng)用，關(guān)鍵點在于充分掌握這個程序的工作方式，并且需要在編程前建立一個清晰的規(guī)劃過程[2]。

Dynamo區(qū)別于諸如C++等編程軟件的一大特點是前者屬于可視化編程，能夠一定程度上回避軟件對使用者機器語言能力的要求，故大大降低了使用門檻；而因其往往與Revit相伴使用，則要求使用者對Revit識圖等實踐方面有一定的認知。綜上所述，要使用Dynamo進行可視化編程，需要使用者在理論及實踐上有一定的儲備,故Dynamo的教學(xué)更適合研究生階段開設(shè)[3-4]。

1 土木水利發(fā)展過程及現(xiàn)狀

以某高校土木學(xué)院的土木水利學(xué)科發(fā)展為例，該校2011年開始招收“建筑與土木工程”專業(yè)學(xué)位研究生。此期間，“建筑與土木工程”專業(yè)學(xué)位兩年畢業(yè)，“土木工程”學(xué)術(shù)學(xué)位三年畢業(yè)，除此之外，兩者幾乎毫無差別。2013年，因為諸多高校反映兩年無法完成研究生培養(yǎng)工作，“建筑與土木工程”專業(yè)學(xué)位改為三年畢業(yè)。

2018年，為了體現(xiàn)專業(yè)學(xué)位的特點。該校特設(shè)專業(yè)型研究生專業(yè)實踐環(huán)節(jié)(6～8學(xué)分)，首次提出實行校內(nèi)外雙導(dǎo)師制：一位來自校內(nèi)具有較高學(xué)術(shù)水平和豐富指導(dǎo)經(jīng)驗的導(dǎo)師(簡稱校內(nèi)導(dǎo)師)，一位來自企業(yè)具有豐富工程實踐經(jīng)驗的專家(簡稱行業(yè)導(dǎo)師)。在整個培養(yǎng)過程中，校內(nèi)導(dǎo)師承擔主要指導(dǎo)責任，承擔研究生的課程學(xué)習、學(xué)位論文選題(會同行業(yè)導(dǎo)師)、開題報告、學(xué)位論文理論部分的指導(dǎo)等工作。行業(yè)導(dǎo)師主要承擔專業(yè)學(xué)位研究生3～4學(xué)期在工程技術(shù)實踐與工程管理實踐中的能力培養(yǎng)、學(xué)位論文選題及學(xué)位論文實踐部分的指導(dǎo)等。通過專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的劃分，專業(yè)學(xué)位研究生的實踐能力得到了大大加強。

2019年，應(yīng)教育部要求，“建筑與土木工程”專業(yè)學(xué)位統(tǒng)一改名為“土木水利”，該方向培養(yǎng)要求明確為：具有獨立從事符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的土木水利規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理的能力；掌握解決土木水利問題的先進技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，具有獨立擔負工程技術(shù)和工程管理工作的能力。課程學(xué)習須按照培養(yǎng)計劃嚴格執(zhí)行，其中公共課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和選修課程主要在培養(yǎng)單位集中學(xué)習，校企聯(lián)合課程、案例課程以及職業(yè)素養(yǎng)課程可在培養(yǎng)單位或企業(yè)開展。在此背景下，該校進一步明確：對于工程類碩士專業(yè)學(xué)位研究生，畢業(yè)論文選題需要在一定實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，應(yīng)來源于工程實際或者具有明確的工程應(yīng)用背景。

2021年，為規(guī)范對專業(yè)學(xué)位研究生的管理，該校專門出臺《**學(xué)校專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作規(guī)定(試行)》、《**學(xué)校全日制專業(yè)學(xué)位研究生專業(yè)實踐專項經(jīng)費使用管理辦法(試行)》等辦法，以統(tǒng)籌對專業(yè)學(xué)位研究生的管理。至此，該?！巴聊舅毖芯可鷮W(xué)科形成了鮮明的“實踐”特點，并在學(xué)校層面得到了系統(tǒng)的管理[5-7]。此期間該校土木工程學(xué)院全日制專業(yè)學(xué)位研究生招生情況見圖1。

從圖1可知，隨著學(xué)校政策的重視和學(xué)院管理的加強，土木水利的招生情況日益突出。

圖1 土木工程學(xué)院全日制土木水利專業(yè)招生情況

2 可視化編程在教學(xué)中的使用

為對可視化編程在土木水利研究生中的教學(xué)進行試點，學(xué)院安排一位導(dǎo)師以小班教學(xué)形式開展了可視化編程的教學(xué)工作：以該導(dǎo)師的學(xué)生為主要試點對象，以組會的形式對可視化編程進行教學(xué)和探討。教學(xué)時間為研究生第一學(xué)期每周二晚上9～10節(jié)，合計40學(xué)時。教學(xué)內(nèi)容分為三大部分。

1)Revit基礎(chǔ)知識教學(xué)。鑒于可視化編程對Revit基礎(chǔ)操作有一定的要求，在教學(xué)的開始階段，導(dǎo)師主要以Revit的操作教學(xué)為主，導(dǎo)師使用20學(xué)時時間對Revit軟件的建模、建筑設(shè)計方面進行全面地教學(xué)，以提升學(xué)生對軟件的熟悉程度[8]。

2)Dynamo可視化編程教學(xué)。熟悉了Revit的相關(guān)操作后，導(dǎo)師即進入可視化編程的教學(xué)活動中。導(dǎo)師以3～5個實踐案例為主，以10學(xué)時時長講述可視化編程的設(shè)計過程和邏輯概念[9]。

3)研究生進行可視化編程操作。待研究生對Revit和Dynamo均有一定掌握后，則以一個實際工程為案例，以10學(xué)時時間指導(dǎo)研究生獨立完成一套完整的程序。以程序的可操作性、完整性、計算速度等作為該門課程的考核指標對研究生進行考察[10]。

經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)試點，研究生均能夠達到熟練使用Dynamo的教學(xué)目的，并且考察成績均在90分以上，說明可視化編程的教學(xué)不僅大大增強了學(xué)生對Revit和Dynamo的熟練程度，使學(xué)生在該方向具有較為扎實的理論儲備，而且大大增加了學(xué)生的學(xué)習興趣，教學(xué)后期來聽課的學(xué)生達到了10人，而且調(diào)查時發(fā)現(xiàn)學(xué)生開始自發(fā)使用可視化編程進行日常生活和科研的程序開發(fā)。這說明基于Revit的可視化編程能夠在土木水利學(xué)科的教學(xué)中發(fā)揮了較大作用。

3 可視化編程在科研中的使用

在對研究生進行了一學(xué)期的可視化編程教學(xué)工作后，第二學(xué)期即要求學(xué)生通過可視化編程的實操進行科研工作。導(dǎo)師對研究生科研的方向及研究生取得的成果如下。

1)Dynamo在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016—2014)等規(guī)范中的應(yīng)用。通過Dynamo進行程序設(shè)計，將以《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016—2014)為主的規(guī)范的若干強條轉(zhuǎn)化為程序語言。使用程序語言對施工圖中的防火、建筑等各種設(shè)計進行自動比對，對不符合強條的地方進行高亮顯示。最終形成能夠?qū)κ┕D中防火、建筑等各種設(shè)計進行自動比對的程序族，從而達到減少人工審圖帶來的人力資源浪費、審圖錯誤的效果。目前，該科研內(nèi)容依托的項目《基于Dynamo的防火規(guī)范強條自動比對程序開發(fā)》已獲到位經(jīng)費16萬元，在該項目支撐下，研究生已經(jīng)完成《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016—2014)中5～7章強條的程序設(shè)計(程序界面見圖2)；基于程序設(shè)計共完成并發(fā)表論文2篇[11-12]。

圖2 建筑設(shè)計防火規(guī)范程序設(shè)計界面

2)Dynamo在停車場設(shè)計中的應(yīng)用。在已有不規(guī)則地下停車場建筑圖的前提下，研究生通過程序開發(fā)自動計算各種布置條件下地下停車場的最大車位數(shù)，并最終得到以最大車位數(shù)為最優(yōu)解的地下停車場車位布置方案。通過該程序設(shè)計不僅極大程度節(jié)約了人工和時間，使得足不出戶進行車位布置成為現(xiàn)實，更重要的是研究生發(fā)現(xiàn)最優(yōu)解比最差解多出了300個車位，這為地產(chǎn)開發(fā)商帶來了極大的經(jīng)濟價值。

3)Dynamo在場地平整、挖填方中的應(yīng)用。首先將場地信息數(shù)據(jù)輸入Revit軟件中建立場地3D模型，然后通過程序開發(fā)計算場地最經(jīng)濟挖填方方案，該科研內(nèi)容依托的項目《Dynamo在民用建筑設(shè)計中的使用》已獲立項并得到到位經(jīng)費45萬元。

綜上所述，在可視化編程的指導(dǎo)下，導(dǎo)師及土木水利研究生已經(jīng)完成并見刊論文2篇、立項科研項目2項(到位經(jīng)費61萬)、服務(wù)企業(yè)2項(其中1項帶來極大經(jīng)濟效益)、一位研究生的畢業(yè)論文也以可視化編程開題，說明可視化編程能夠在土木水利研究生的科研培養(yǎng)中起到很大作用。

4 結(jié) 語

基于Revit的可視化編程不僅能夠單獨作為一門課程對土木水利研究生開課，起到課程創(chuàng)新、提升學(xué)習積極性、滿足多學(xué)科交叉融合等效果，而且能夠大大提升土木水利研究生實踐、科研水平，使其能夠理論聯(lián)系實際，完整達到專業(yè)碩士的培養(yǎng)要求。說明基于Revit的可視化編程在土木水利學(xué)科的教學(xué)與科研中具有廣闊的應(yīng)用空間。

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