基于BIM技術(shù)的環(huán)境設(shè)計3Dmax課程教學(xué)改革

曹鑫

摘要：本文介紹了如何利用先進的信息技術(shù)——建筑信息模型（BIM）來提高環(huán)境設(shè)計課程的教學(xué)質(zhì)量。系統(tǒng)地闡述了環(huán)境設(shè)計系列課程所面臨的問題、引入新技術(shù)的關(guān)鍵理念以及BIM在當前環(huán)境設(shè)計系列課程教學(xué)中的輔助作用。結(jié)合作者自行改革的3Dmax課程，提出如何利用BIM方法來補充課程內(nèi)容，實現(xiàn)教學(xué)方法的改革和教學(xué)質(zhì)量的提高。本文對環(huán)境設(shè)計課程教學(xué)改革提供一定的可參考價值。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 3Dmax 教學(xué)改革

一、背景

習(xí)近平總書記強調(diào)，我國經(jīng)濟已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，迫切需要新一代人工智能等重大創(chuàng)新添薪續(xù)力。隨著信息時代的到來，信息產(chǎn)業(yè)越來越受到各行業(yè)的重視。許多領(lǐng)域正在探索如何利用這些海量數(shù)據(jù)來提高行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。環(huán)境設(shè)計（室內(nèi)設(shè)計與景觀設(shè)計）行業(yè)是數(shù)據(jù)量最大的行業(yè)之一，但數(shù)據(jù)利用率卻非常低。如何實現(xiàn)這些大數(shù)據(jù)的價值，充分利用這些數(shù)據(jù)，改革教學(xué)方法已成為環(huán)境設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的一個難題。

由于環(huán)境設(shè)計專業(yè)與建筑設(shè)計領(lǐng)域息息相關(guān)，在中國許多高校中，環(huán)境設(shè)計課程需要大量的教學(xué)時間和工作量。在傳統(tǒng)的環(huán)境設(shè)計課程中，學(xué)生通過直接參與設(shè)計項目來學(xué)習(xí)知識，通過與其他學(xué)生和導(dǎo)師交流來增加社會經(jīng)驗?，F(xiàn)場教學(xué)與實際設(shè)計相結(jié)合的教學(xué)模式已被證明是培養(yǎng)學(xué)生最有效的方法。然而，這種模式已經(jīng)被證明存在許多缺陷：（例如缺乏對設(shè)計元素敏感度的捕捉;容易被競爭忽視;現(xiàn)代先進技術(shù)的整合不足;以及當前信息技術(shù)中元素的吸收不足）。

在高校教學(xué)中，傳統(tǒng)手繪和計算機CAD等軟件的基本階段仍然是環(huán)境設(shè)計專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的重點。作為基本的技術(shù)方法，它們?yōu)閷W(xué)生提供初步設(shè)計的解決方案起著極其重要的作用。然而，對于先進的教學(xué)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)課程中還沒有其他更好的方法來增強學(xué)生的設(shè)計靈感和有效的設(shè)計方式。

因為數(shù)據(jù)信息可以提供最真實的第一手數(shù)據(jù)和重要的建筑工地設(shè)計資源。能合理利用數(shù)據(jù)信息的設(shè)計師能迅速提高工作效率和競爭力。數(shù)據(jù)信息為環(huán)境設(shè)計課程的發(fā)展提供了良好的機遇。為此，環(huán)境設(shè)計課程需要建立有效的信息輔助手段，然后通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計技術(shù)，提高設(shè)計理念的可用性和信息性，增強設(shè)計靈感，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計教學(xué)，豐富設(shè)計手段。

二、3Dmax課程存在問題及改革任務(wù)

室內(nèi)、景觀設(shè)計師的培養(yǎng)是一項艱巨的系統(tǒng)工程。為了適應(yīng)各種工程建設(shè)快速發(fā)展的需要，不僅要求高質(zhì)量及快速施工技術(shù)，而且在設(shè)計上應(yīng)考慮較高的經(jīng)濟效益。為此，學(xué)生必須具有較強的實踐能力和創(chuàng)新能力。同時，學(xué)生在培養(yǎng)過程中嚴重依賴實驗教學(xué)，運用先進的信息技術(shù)進行環(huán)境設(shè)計課程的教學(xué)，對學(xué)生的設(shè)計技術(shù)能力和實際應(yīng)用能力起著重要的作用。

計算機輔助設(shè)計（3Dmax）課程是環(huán)境設(shè)計教學(xué)的專業(yè)核心課程。根據(jù)大規(guī)模本科教育的需要和多樣化的人才培養(yǎng)，以及主要面向本地企業(yè)的學(xué)生就業(yè)特點和相對缺乏適合環(huán)境設(shè)計專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的高質(zhì)量資源，在信息技術(shù)背景下，應(yīng)積極應(yīng)對高校人才培養(yǎng)。改進和深入探討基于案例的開放式建筑設(shè)計教學(xué)信息平臺的創(chuàng)新，將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合，有效提升環(huán)境設(shè)計課程教學(xué)質(zhì)量。根據(jù)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)要求，BIM技術(shù)課程體系可以構(gòu)建多層次的專業(yè)知識培訓(xùn)、工程能力培養(yǎng)和創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的虛擬仿真模塊。

從信息時代環(huán)境設(shè)計專業(yè)核心課程教學(xué)模式的改革入手，分析環(huán)境設(shè)計專業(yè)核心課程設(shè)置面臨的現(xiàn)狀和問題，提出信息化輔助和大數(shù)據(jù)分析等課程設(shè)置的改革方向。提出BIM技術(shù)在環(huán)境設(shè)計專業(yè)核心課程中的應(yīng)用，為環(huán)境設(shè)計教學(xué)體系的改革提供新的思路。

三、3Dmax課程改革措施

通過在計算機輔助設(shè)計（3Dmax）引入大數(shù)據(jù)和建筑信息模型（BIM）等各種思想和技術(shù)，在教學(xué)方法、教學(xué)時間和教學(xué)內(nèi)容等方面都會發(fā)生相應(yīng)的變化。為了使學(xué)生在設(shè)計過程中掌握建筑信息的分析手段，教師介紹BIM輔助課程建設(shè)系統(tǒng)。通過熟悉BIM技術(shù)的基本理論，學(xué)生可以掌握BIM軟件的常用應(yīng)用技術(shù)和管理軟件的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。利用BIM技術(shù)軟件進行建模，應(yīng)用BIM設(shè)計與施工綜合技能，進行項目管理和BIM應(yīng)用案例分析和綜合應(yīng)用能力。在課程建設(shè)中，根據(jù)“鞏固基礎(chǔ)訓(xùn)練、注重能力培養(yǎng)、理論與實踐相結(jié)合、支持學(xué)科競賽、依靠科研創(chuàng)新”的原則，系統(tǒng)構(gòu)建課程資源，主要分為五個教學(xué)模塊：（1）BIM項目管理部分;（2）BIM建筑景觀室內(nèi)環(huán)境分析部分;（3）BIM空間分析部分;（4）BIM設(shè)計表達部分;（5）BIM數(shù)字表達部分。

綜上所述，通過改革創(chuàng)新教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生地科研興趣和科學(xué)思維。通過BIM技術(shù)輔助課程設(shè)計和3Dmax軟件學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，不僅加深了對專業(yè)課程的理解，提高了專業(yè)技能，還開發(fā)了數(shù)據(jù)增強設(shè)計的新解決方案。

四、BIM技術(shù)結(jié)合3Dmax課程改革創(chuàng)新點與難點

1.創(chuàng)新點：

（1）在信息時代的大背景下，將數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計方法引入到環(huán)境設(shè)計課程中是大勢所趨，本項目以3Dmax課程為例，進行虛擬與真實的結(jié)合，形成設(shè)計實踐、科研項目和教學(xué)需求的設(shè)計課程教學(xué)資源。

（2）在BIM輔助的3Dmax課程體系建設(shè)中，可以將BIM三維圖形數(shù)據(jù)無縫地快速轉(zhuǎn)換成VR軟件系統(tǒng)，然后通過VR軟件在各種VR硬件設(shè)備上顯示。然而在傳統(tǒng)3Dmax課程中卻無法讓學(xué)生置身于其中進行實踐學(xué)習(xí)。

（3）通過各種模擬實驗，學(xué)生可以生動、有效地把握不同客戶的需求差異。

（4）BIM結(jié)合了傳統(tǒng)設(shè)計和先進的信息技術(shù)，可以幫助學(xué)生對整個設(shè)計、施工和運營階段的實際理解。BIM涵蓋了從可視化圖形到建筑室內(nèi)景觀設(shè)計行業(yè)的生命周期信息，可以將設(shè)計和施工管理模式集成在一個模型中，分階段完成各個專業(yè)環(huán)節(jié)的實驗教學(xué)。

（5）開發(fā)基于BIM技術(shù)和GIS技術(shù)的三維可視化虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建基于BIM的虛擬仿真平臺是構(gòu)建多學(xué)科、跨學(xué)科的虛擬仿真實驗平臺的重點。