建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在工程制圖課程中的應(yīng)用與研究

王影 吳姍姍

[摘? ? ? ? ? ?要]? 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都出現(xiàn)了新的技術(shù)，在建筑工程領(lǐng)域使用3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)能夠在很大程度上提升工程制圖課程的教學(xué)質(zhì)量，給學(xué)生帶來(lái)立體直觀的感受，輔助教師教學(xué)，提升學(xué)生的空間想象能力，幫助教師解決復(fù)雜的問(wèn)題。探討建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在工程制圖課程中的具體應(yīng)用，提出合理的措施，希望給教師提供一些參考。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 建筑工程制圖;建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái);教學(xué)改革

[中圖分類(lèi)號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）31-0264-02

電子計(jì)算機(jī)技術(shù)改變了人類(lèi)的生活和工作，BIM的應(yīng)用越來(lái)越廣泛了，很多制圖軟件快速發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的工程制圖課程教學(xué)模式。BIM軟件平臺(tái)中的建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)擁有仿真以及立體造型和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)等多種多樣的功能，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用這些軟件輔助教學(xué)，能夠開(kāi)闊學(xué)生的視野，極大程度上豐富教學(xué)內(nèi)容，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，讓學(xué)生能夠深入?yún)⑴c到老師的教學(xué)過(guò)程中，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，這些軟件也得到了很好的應(yīng)用，發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。

在調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)很多學(xué)校教師在工程制圖教學(xué)的過(guò)程中還沒(méi)有應(yīng)用BIM軟件?，F(xiàn)在電腦已經(jīng)普及，學(xué)生在大學(xué)階段擁有自己的筆記本電腦，大學(xué)電腦的操作越來(lái)越熟練，另外，學(xué)校的機(jī)房也會(huì)有現(xiàn)成的相關(guān)軟件，這就給老師在工程制圖教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)用BIM仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)打下了基礎(chǔ)。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)工程制圖的過(guò)程中都會(huì)遇到學(xué)習(xí)興趣不高、想象力不足的問(wèn)題，有些學(xué)生甚至在考試的時(shí)候考出了十幾分的成績(jī)。老師在建筑工程制圖的過(guò)程中引入3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，能夠不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，這也符合市場(chǎng)化需求，學(xué)生也要學(xué)會(huì)使用最新的電腦軟件來(lái)制圖。工程制圖主要是以畫(huà)法幾何來(lái)作為基礎(chǔ)，在教學(xué)過(guò)程中，老師要給學(xué)生講述相關(guān)的理論知識(shí)，然后就教學(xué)方法進(jìn)行深入分析和研究，只有這樣才能夠提升學(xué)生的識(shí)圖能力和手工制圖能力。在本學(xué)期的工程制圖教學(xué)中，我們選取了一個(gè)實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)教學(xué)，另外一個(gè)班進(jìn)行傳統(tǒng)的教學(xué)，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)應(yīng)用到教學(xué)過(guò)后，取得了以下成效。

一、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果

BIM是應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化技術(shù)，在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家迅速推進(jìn)，如美國(guó)已推出國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)，BIM經(jīng)理、BIM工程師等新型職業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在很大程度上提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖能力，過(guò)去，老師在教學(xué)過(guò)程中先給學(xué)生詳細(xì)講解工程制圖，然后再給學(xué)生講BIM相關(guān)內(nèi)容，實(shí)踐證明，這種教學(xué)方式容易導(dǎo)致教與學(xué)出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。新時(shí)期，老師在教學(xué)的過(guò)程中也要不斷創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，老師在教學(xué)的過(guò)程中要把相應(yīng)的計(jì)算機(jī)制圖部分和工程制圖結(jié)合在一起，改變自己的教學(xué)理念。在實(shí)際調(diào)查的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)很多老師課堂上仍然是以自己為主，給學(xué)生介紹相關(guān)的圖形理論，以此來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的空間想象能力，但是現(xiàn)在的學(xué)生見(jiàn)識(shí)過(guò)很多新鮮的事物，如果老師在課堂上一味采用死板的教學(xué)方式，那么學(xué)生對(duì)這樣的教學(xué)方式完全不感興趣，在這樣的情況下，也很難提升學(xué)生的空間想象能力?，F(xiàn)在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)不斷發(fā)展，在教育教學(xué)過(guò)程中，要以就業(yè)為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)能力以及學(xué)生的制圖能力，傳統(tǒng)情況下都是以手工圖為教學(xué)重點(diǎn)，這種教學(xué)模式，學(xué)生學(xué)習(xí)的速度比較慢，而且在修改過(guò)程中效率也不高?，F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，老師可以充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，提升學(xué)生的電腦制圖能力。更新自己的教學(xué)理念，和新的課程改革結(jié)合在一起，進(jìn)行一體化的教學(xué)。把對(duì)學(xué)生的理論，學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)和實(shí)踐技能結(jié)合在一起。充分利用3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，加快學(xué)校教學(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容的改變并在此方面不斷探索。工程制圖中有很多和畫(huà)法幾何相關(guān)的內(nèi)容，而畫(huà)法幾何的內(nèi)容理論性比較強(qiáng)，比如說(shuō)直角投影定理、直角三角法求夾角、平面相交判斷可見(jiàn)性、旋轉(zhuǎn)法等，而這些內(nèi)容的邏輯性和理論性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較難，學(xué)生不容易掌握，有較高的學(xué)習(xí)強(qiáng)度。因此在學(xué)習(xí)這些知識(shí)的過(guò)程中，學(xué)生感到學(xué)習(xí)起來(lái)非常困難，在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)有很多學(xué)生從這個(gè)時(shí)候開(kāi)始就抵觸學(xué)習(xí)工程制圖這門(mén)學(xué)科。很多多媒體課件在對(duì)這部分內(nèi)容介紹的過(guò)程中有動(dòng)畫(huà)或者是立體的模型，表面看起來(lái)能夠幫助學(xué)生對(duì)此部分知識(shí)進(jìn)行理解，但是這些多媒體技術(shù)僅僅是從某一個(gè)視角來(lái)錄制的，僅僅是簡(jiǎn)單介紹了定理形成的過(guò)程，并沒(méi)有對(duì)定理進(jìn)行多角度解釋?zhuān)](méi)有給展示變換投影面。學(xué)生為了學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，只能自己再進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和理解，而有些學(xué)生自制力比較差，他們不會(huì)自主學(xué)習(xí)，所以就造成學(xué)生知識(shí)理解不透徹的情況。現(xiàn)在，出現(xiàn)了建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，可以幫助學(xué)生解決在學(xué)習(xí)中遇到的困難，這些制圖軟件操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，老師對(duì)學(xué)生培訓(xùn)以后，學(xué)生可以掌握點(diǎn)線面，以此來(lái)建模，學(xué)生可以根據(jù)自己的理解加上老師的講解，針對(duì)課本上的定理建立模型，然后展開(kāi)多角度的學(xué)習(xí)，而且還可以隨意切換投影面，自由演示店里的各個(gè)情況，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

二、提高學(xué)生的空間想象能力

在工程制圖教學(xué)的過(guò)程中有很多是涉及立體的內(nèi)容，如果學(xué)生的空間想象能力不足，那么便會(huì)影響老師的教學(xué)效果。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生做組合體和相關(guān)體的作業(yè)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤。學(xué)生把圓畫(huà)成正方形，把曲線畫(huà)成折線，把橢圓換成菱形，顯然這些知識(shí)老師在上課的時(shí)候都給學(xué)生講過(guò)，但是學(xué)生并沒(méi)有掌握得很好。如果學(xué)生的作業(yè)題和課本上的例題非常相似，那么學(xué)生的正確率就很高，但是如果老師稍微給學(xué)生增加一些難度，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)稍作變化，或者是融合，那么學(xué)生的正確率就降低了，而這也反映出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中只是掌握了課本表面的知識(shí)，并沒(méi)有進(jìn)行深度加工，變成自己的知識(shí)。學(xué)生并沒(méi)有掌握融合以后的知識(shí)。而現(xiàn)在利用建筑工程3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題，在這一平臺(tái)上建模，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，有拉伸和旋轉(zhuǎn)幾個(gè)命令。這樣學(xué)生就能夠自己完成立體建模，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況建立模型，然后拖動(dòng)鼠標(biāo)進(jìn)行360度空間展示。學(xué)生能夠看到一個(gè)立體的各種各樣的姿態(tài)和各個(gè)投影面，甚至也能夠直接生成三視圖，學(xué)生自己對(duì)照資料，就能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)了。在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠達(dá)到事半功倍的效果，極大程度上提升了學(xué)生的空間想象能力。

三、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

BIM技術(shù)在建筑的全生命周期進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞與共享。把建筑CAD與BIM技術(shù)結(jié)合，做到“1+1>2”的效益。在調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中沒(méi)有主動(dòng)性，對(duì)于這門(mén)課程沒(méi)有學(xué)習(xí)興趣，尤其是在課堂教學(xué)中能夠很明顯地看出來(lái)，學(xué)生上課無(wú)精打采。一開(kāi)始，給學(xué)生講直線關(guān)系的時(shí)候，就能夠看出來(lái)，到了后面的組合體以及立體相關(guān)的知識(shí)，這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重，個(gè)別學(xué)生甚至上課睡覺(jué)。在課堂教學(xué)的過(guò)程中，老師能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題，在教學(xué)過(guò)程中該平臺(tái)功能非常多，而且能夠渲染課堂氛圍，提升學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的興趣?，F(xiàn)在的學(xué)生有很多新奇的想法，而該平臺(tái)的應(yīng)用能夠很好地讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)自己的想法，學(xué)生要想更好地運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，就要學(xué)習(xí)工程制圖中的知識(shí)，這樣就形成了良性的循環(huán)，提升了學(xué)生對(duì)工程制圖這門(mén)課程學(xué)習(xí)的積極性。老師在教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)用BIM制圖，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候?qū)W會(huì)了實(shí)際操作技能，非常想自己試一試。這時(shí)候老師可以給學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)，組織制圖比賽，讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，通過(guò)比賽能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)制圖知識(shí)的理解，體現(xiàn)學(xué)習(xí)的連續(xù)性。

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)班和普通班的學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，從學(xué)習(xí)興趣、空間想象能力和他們的作業(yè)完成情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分析圖如下圖所示。

綜上所述，BIM不只是軟件，更是一項(xiàng)技術(shù)，在國(guó)家政策的推動(dòng)下，BIM在中國(guó)迅速推廣和應(yīng)用，如同當(dāng)年CAD代替手工繪圖一樣不可逆轉(zhuǎn)。學(xué)校利用3D仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)能夠很大程度上提升老師的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程制圖的學(xué)習(xí)興趣。還能夠讓學(xué)生把相關(guān)的知識(shí)聯(lián)系得更加緊密，適應(yīng)未來(lái)工作崗位的需求。

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