“互聯(lián)網(wǎng)+BIM技術(shù)”在房屋建筑學(xué)中的應(yīng)用

許文壇　張志豐　蔣必鳳

【摘 要】隨著社會(huì)信息化飛快地發(fā)展，BIM技術(shù)因時(shí)而生，作為一種全新的理念和技術(shù)，BIM技術(shù)勢(shì)必引領(lǐng)建筑業(yè)的信息化發(fā)展。本文通過分析傳統(tǒng)《房屋建筑學(xué)》的課程教學(xué)模式，通過分析教學(xué)存在的問題，利用“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)《房屋建筑學(xué)》的教學(xué)模式進(jìn)行改革，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高《房屋建筑學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)+;BIM技術(shù);房屋建筑學(xué);課程改革

中圖分類號(hào)： G434;TU-4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）35-0076-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.35.034

0 前言

《房屋建筑學(xué)》課程知識(shí)點(diǎn)縱橫交錯(cuò)的、內(nèi)容過于抽象難想、綜合性和實(shí)踐性又很強(qiáng)。由于課時(shí)所限，課堂上老師只能通過各章節(jié)的知識(shí)重點(diǎn)做基本的講解，很難深化對(duì)于難點(diǎn)內(nèi)容更是如此。因此對(duì)于這門課程，學(xué)生的普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)難度較大，課程內(nèi)容比較抽象，很難和實(shí)踐聯(lián)系起來[1]。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道開始多元化，教師傳統(tǒng)的教學(xué)模式受到?jīng)_擊和挑戰(zhàn)。將“互聯(lián)網(wǎng)+”BIM技術(shù)引入課堂，對(duì)傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式進(jìn)行拓展和改革，并激發(fā)學(xué)生課外主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力和興趣。在當(dāng)前數(shù)字時(shí)代的沖擊下，我們要順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用的大潮流，將BIM的理念和技術(shù)引入課堂，一是為學(xué)生了解、應(yīng)用BIM技術(shù)提供可能;二是使新型數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)授課模式融合，改善傳統(tǒng)授課弊端，結(jié)合BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)《房屋建筑學(xué)》課程的改革顯得尤為迫切，只有改革課程教學(xué)方式，才能培養(yǎng)出更多應(yīng)用型人才。

1 傳統(tǒng)《房屋建筑學(xué)》課程教學(xué)方法及存在的問題

1.1 傳統(tǒng)《房屋建筑學(xué)》課程教學(xué)方法

1.1.1 隨堂作業(yè)教學(xué)法

這種教學(xué)方式是對(duì)每次課程內(nèi)容提出若干的教學(xué)任務(wù)，如在課程開始前就提出若干的問題，讓學(xué)生帶著這些任務(wù)學(xué)習(xí)，課程結(jié)束時(shí)學(xué)生要回答前面提出的所有問題。也可以隨著課程的進(jìn)展逐步提出問題布置任務(wù)，除了通過課上學(xué)習(xí)能解決部分問題外，也可以作為作業(yè)讓學(xué)生課下自己查資料找到答案解決問題。到下節(jié)課通過上節(jié)課布置的任務(wù)讓學(xué)生上臺(tái)演講自己的問題[2]。

1.1.2 小組教學(xué)法

該種方法是根據(jù)學(xué)校教學(xué)設(shè)備設(shè)施的實(shí)際情況，采取學(xué)生自由組合的形式，將一個(gè)班的同學(xué)按一定的比例劃分成幾個(gè)小組，每組推選一名組長(zhǎng)。作為每個(gè)小組的負(fù)責(zé)人，主要負(fù)責(zé)布置作業(yè)組織分工和評(píng)分的任務(wù)。在課堂教學(xué)過程中可按小組進(jìn)行分組討論;或?qū)⒆鳂I(yè)或任務(wù)布置后通過組長(zhǎng)發(fā)布自己組員的任務(wù)，讓組員在課下按自己小組的作業(yè)內(nèi)容收集資料討論完成作業(yè)，之后在課上各小組將作業(yè)成果進(jìn)行講解和展示，由教師和那個(gè)組長(zhǎng)做評(píng)委評(píng)分和點(diǎn)評(píng)。

1.1.3 模型教學(xué)法

模型教學(xué)是通過實(shí)驗(yàn)室的建筑模型進(jìn)行模擬現(xiàn)場(chǎng)的教學(xué)方法，主要是啟發(fā)學(xué)生的思維能力，進(jìn)而可以觸類旁通、舉一反三，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過建筑的構(gòu)件外貌，模擬出一棟建筑的整體模型，老師通過三維模型再結(jié)合理論知識(shí)給學(xué)生介紹一棟建筑具體的構(gòu)件和類型，學(xué)生集思廣益、各抒己見，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，不僅活躍了課堂氣氛，而且能鍛煉學(xué)生的語言表述能力，同時(shí)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生成為課堂的主人[2]。

1.2 存在的問題

通過《房屋建筑學(xué)》課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握建筑課程的基本理論和繪制方法、房屋的構(gòu)造組成、相互關(guān)系。經(jīng)過上述各種傳統(tǒng)的《房屋建筑學(xué)》課程教學(xué)方法主要是通過采用課堂理論知識(shí)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)實(shí)踐相結(jié)合的方式來完成教學(xué)任務(wù)，但是仍然存在一定的問題。

理論教學(xué)部分，主要通過課本講解、圖片介紹和課件的演示相結(jié)合的方法?；旧厦鎯?nèi)容都是以二維圖形方式進(jìn)行展示，有時(shí)老師還會(huì)通過一些動(dòng)畫視頻來展示教學(xué)的內(nèi)容，教學(xué)過程中學(xué)生需要根據(jù)二維圖紙聯(lián)想三維模型，導(dǎo)致所學(xué)的知識(shí)難以理解和無法深刻記住老師講的內(nèi)容。當(dāng)用二維平面圖構(gòu)建三維立體圖視頻講解的做法時(shí)，顯得不直觀同時(shí)使得內(nèi)容太抽象化[2]，導(dǎo)致學(xué)生們上課時(shí)聽著腦力有，但回去過后就什么都不記得了，恰好應(yīng)了腦里無，這樣的話學(xué)生不能很好地將平面圖與建筑實(shí)體對(duì)應(yīng)。

主要的課程設(shè)計(jì)部分中，基本上都會(huì)使用CAD軟件繪制房屋二維建筑平面圖、立面圖和剖面圖等。同時(shí)在課程設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的問題，當(dāng)各部分圖紙往往對(duì)應(yīng)不起來時(shí)，也會(huì)因?yàn)閳D紙之間是相互獨(dú)立的，沒有關(guān)聯(lián)性，變動(dòng)其中的一張圖，就應(yīng)到其他圖中變更對(duì)應(yīng)位置[3]，如有遺忘，圖紙表達(dá)的內(nèi)容就會(huì)對(duì)應(yīng)不起來，反復(fù)修改圖紙?jiān)黾恿藢W(xué)生繪圖工作量，影響對(duì)知識(shí)的深入理解和掌握。

2 《房屋建筑學(xué)課程》引入BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在教學(xué)過程中房屋建筑學(xué)的老師基本上都是以圖例或者圖片的模式給學(xué)生觀摩，雖然圖片、圖例是具有典型代表性的，但是缺乏洞悉三維的空間展示能力性，因此每張圖片都是針對(duì)相對(duì)應(yīng)的章節(jié)內(nèi)容與本章節(jié)除外的章節(jié)內(nèi)容是無法銜接連貫起來的;一樣的，等同于整體課程的學(xué)習(xí)、整體課程構(gòu)件而言，都是處在于一個(gè)相當(dāng)零散的狀態(tài)，由于每個(gè)章節(jié)跳躍的學(xué)習(xí)知識(shí)幅度過大，對(duì)于學(xué)生而言會(huì)形成知識(shí)整體的概念思維不利。

BIM為 Building Information Modeling 簡(jiǎn)稱，它自身就是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，想要通過對(duì)建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，首先得通過建立虛擬的建筑工程三維模型，再利用數(shù)字化技術(shù)，為該模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫(kù)。這個(gè)信息庫(kù)不光包括非構(gòu)件對(duì)象（如空間、運(yùn)動(dòng)行為）的狀態(tài)信息，同時(shí)還包括了描述建筑物構(gòu)件的應(yīng)用信息、專業(yè)的屬性和狀態(tài)信息。借助這個(gè)含有建筑工程信息的三維模型，不僅為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供了一個(gè)工程信息共享和交換的平臺(tái)，而且還有效地提高了建筑工程的信息集成化程度。利用數(shù)字技術(shù)能透過建筑過程的數(shù)字元展示方式來協(xié)助信息交流及合作。并具有可視化協(xié)調(diào)性模擬性優(yōu)化性 信息共享性等特點(diǎn)[4]。

BIM技術(shù)平臺(tái)軟件提供了軟件間的協(xié)調(diào)性和信息共享性，信息的共享具有無限性，即信息的交換、轉(zhuǎn)讓和使用可以無限地進(jìn)行下去，為大家所共享。這種共享是通過不斷擴(kuò)散而共享的。即當(dāng)我們對(duì)某一項(xiàng)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行修改的時(shí)候在其他應(yīng)用的軟件中也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)改動(dòng)，通過數(shù)據(jù)上傳到共享平臺(tái)中，只要其他人登錄平臺(tái)都可以看到我們的工程數(shù)據(jù)。將BIM信息共享性的功能應(yīng)用于《房屋建筑學(xué)》課程教學(xué)中，可以使課程的內(nèi)容變得豐富多彩，學(xué)生也可以隨時(shí)在課下進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+BIM技術(shù)”教學(xué)方法實(shí)施

采用“互聯(lián)網(wǎng)+BIM技術(shù)”教學(xué)方法對(duì)《房屋建筑學(xué)》課程進(jìn)行改革的實(shí)施方法如下。

根據(jù)所在院校土木工程、工程管理及相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，明確《房屋建筑學(xué)》課程教學(xué)目標(biāo)，制定課程教學(xué)大綱，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、方式、方法，確定課程重點(diǎn)和知識(shí)體系[5]。

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展遠(yuǎn)超過往任何一個(gè)時(shí)代的發(fā)展。產(chǎn)品、服務(wù)、觀念、模式的更新迭代速度和app版本的更新迭代速度一樣快，無數(shù)的資本的在流入，無數(shù)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在短短一年中，即可能經(jīng)歷過往十年才能走完的生命周期。或許也不是，但我們的教育，我們的學(xué)校還是以班級(jí)授課制為主，以講臺(tái)為中心開展課堂，以教師為核心進(jìn)行教學(xué)的模式。我們可以說，這和赫爾巴特斯時(shí)期的學(xué)校別無二致，我們的課程目標(biāo)、課堂目標(biāo)和教學(xué)目標(biāo)，還是傳統(tǒng)的講授為主。

翻轉(zhuǎn)課堂（The Flipped Classroom）也被翻譯為“顛倒的課堂”，借助網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)來打破傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空格局，學(xué)生們晚上在家可以自行觀看學(xué)校網(wǎng)站的教學(xué)視頻或?qū)W習(xí)新知識(shí)等，第二天回到教室做作業(yè)，當(dāng)遇到了問題時(shí)可以與同學(xué)或老師討論，這是相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)中的白天聽課、晚上做作業(yè)完全“顛倒”的。近年來一直都是隨著網(wǎng)絡(luò)的傳播，其教學(xué)理念和模式席卷全球基礎(chǔ)教育界，獲得了廣泛的關(guān)注與實(shí)踐探索。翻轉(zhuǎn)課堂的核心目的是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，在一定程度上展示了對(duì)知識(shí)內(nèi)化與傳授這兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，從而重新構(gòu)建了教學(xué)課堂中的師生角色以及時(shí)間上的課堂學(xué)習(xí)安排和教學(xué)流程等要素，同時(shí)完全的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的創(chuàng)新與改革。

在線課程是近年來興起了一種網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方式。利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)軟件組織實(shí)施，課程名稱為“Connectivismand Connective Knowledge”。MOOC是不收取任何費(fèi)用直接免費(fèi)注冊(cè)的，不僅支持公開分享與開放式成果的課程，而且還整合了社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)與在線資源的歸納，并由學(xué)校的技術(shù)員負(fù)責(zé)指導(dǎo);更為重要的是MOOC依靠學(xué)習(xí)者的參與，學(xué)習(xí)者將根據(jù)自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)選擇觀看相應(yīng)的內(nèi)容，允許他們通過個(gè)人觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。MOOC是符合分布式關(guān)聯(lián)模型的課程，課程內(nèi)容是由圍繞課程領(lǐng)域的資源構(gòu)成的，參與者需要?jiǎng)?chuàng)建屬于自己的賬號(hào)（參與者）需要自行選取對(duì)自己有用的課程名稱。MOOC的教學(xué)理念在大量網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)實(shí)踐中不斷發(fā)展，逐步向?qū)嵱弥髁x的方向演化。

BIM技術(shù)在線課程考核方式，由手繪圖考核方式變成建立模型的考核方式改變傳統(tǒng)手工繪圖的考核方式，在“建筑課堂”平臺(tái)和rivet軟件的考核方式，不但能夠增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)在建模過程中，學(xué)者是能夠及時(shí)地掌握所學(xué)設(shè)計(jì)建筑的合理性，在同一時(shí)間段內(nèi)還可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)其中的不足與錯(cuò)誤，這樣方便了及時(shí)的修正。

通過“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”技術(shù)構(gòu)建建筑的三維模型，再將建筑模型帶到課堂上向?qū)W生進(jìn)行全方位、多角度立體的展示。不僅解決了傳統(tǒng)二維向三維轉(zhuǎn)化的空間思維問題，還將傳統(tǒng)課本沒有的知識(shí)進(jìn)行了擴(kuò)展，其次將結(jié)構(gòu)復(fù)合、建筑碰撞等問題通過動(dòng)態(tài)模擬視頻的手段展示在課堂上更加有利于學(xué)生的理解。BIM平臺(tái)不僅能夠?qū)ㄖ敖Y(jié)構(gòu)的可視化呈現(xiàn)出來，同時(shí)對(duì)于建筑和配筋的工程量也可以快速算量出來，通過得出來的工程量導(dǎo)入計(jì)價(jià)軟件中進(jìn)行工程預(yù)算得出工程報(bào)價(jià)清單和投標(biāo)報(bào)價(jià)書等過程進(jìn)行展示比老師只用課件講解要更便于讓學(xué)生快速理解及掌握建筑計(jì)原理與方法，對(duì)于學(xué)生快速、有效掌握所 學(xué)知識(shí)起到了很大作用。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)是建模、更新、管理和應(yīng)用的過程，能夠聚合項(xiàng)目所有的信息，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的信息化改革，現(xiàn)在已經(jīng)在建筑業(yè)逐漸應(yīng)用和推廣。通過結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”技術(shù)對(duì)《房屋建筑學(xué)》課程進(jìn)行改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，才能達(dá)到《房屋建筑學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)，提高相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，促進(jìn)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化信息發(fā)展。

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