將BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學(xué)中的研究

甘榮飛+李明照+曹文龍+黃坤+金烏吉斯古楞

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，我國建筑行業(yè)領(lǐng)域也取得了突飛猛進(jìn)的成果。其中最為突出的成果在于建筑信息模型在建筑領(lǐng)域的所取得的變革性成果。在我國目前的建筑行業(yè)領(lǐng)域所應(yīng)用的建筑信息模型主要以Auto desk Revit等主流的建筑信息模型軟件，而且BIM建模軟件在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展也越來越被人們認(rèn)可與接受。但是在高校土木工程專業(yè)的課程中對于建筑信息模型軟件的講解依然是傳統(tǒng)的Auto CAD模型為主。為了能夠使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，我們必須將BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學(xué)中去，并且一定要對于教學(xué)工作起到一定的輔助作用。學(xué)生在掌握了BIM建模軟件的相關(guān)知識與技能之后，要與實(shí)際的操作進(jìn)行實(shí)踐，從而與后續(xù)的專業(yè)課程進(jìn)行融會貫通，以便學(xué)生掌握并了解我國建筑行業(yè)的發(fā)展情況，掌握先進(jìn)的技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】建筑信息模型（BIM） ?土木工程制圖教學(xué) ?理論研究

【中圖分類號】G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）11-0025-02

建筑行業(yè)的發(fā)展可以追溯到古代，并且在漫長的歷史中逐漸演變成為今天的建筑領(lǐng)域。但是，由于我國經(jīng)濟(jì)、社會長期的處于比較落后的階段，使得我國的建筑領(lǐng)域也長期的存在技術(shù)手段落后、生產(chǎn)模式不足、管理方式經(jīng)驗(yàn)不足的問題，導(dǎo)致我國的建筑行業(yè)盡管發(fā)展規(guī)模大，但是實(shí)際效益卻不高。Auto desk Revit公司在2002年率先提出了建筑信息模型技術(shù)，即BIM技術(shù)，并且在逐漸發(fā)展的過程中被整個(gè)建筑領(lǐng)域所接納，從此徹底的將傳統(tǒng)的建筑行業(yè)的工作方式造成翻天覆地的變化。在美國，建筑設(shè)計(jì)和施工企業(yè)運(yùn)用BIM的普及率已經(jīng)達(dá)到了60%，而且對于我國的影響也在逐漸增強(qiáng)?；谶@樣的現(xiàn)實(shí)要求，我國的高校土木制圖教學(xué)課程也要做到與時(shí)俱進(jìn)，與行業(yè)發(fā)展相匹配。

一、BIM在國內(nèi)應(yīng)用的現(xiàn)狀

所謂的建筑信息模型，即Building Information Modeling，簡稱BIM。BIM是建筑業(yè)通過數(shù)字技術(shù)的一種直接表達(dá)形式。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，事先將建筑物在電腦中進(jìn)行提前擬建，這樣就能夠在擬建的過程中發(fā)現(xiàn)問題并且進(jìn)行解決?？梢哉f，BIM徹底改變了建筑行業(yè)的傳統(tǒng)工作流程，提高了整個(gè)建筑領(lǐng)域的工作效率，也避免了建筑行業(yè)不必要的浪費(fèi)。

二、專業(yè)繪圖軟件在土木工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用

1.應(yīng)用現(xiàn)狀

我國目前許多的高等院校土木制圖課程在講解《畫法幾何與建筑制圖》這一課程中，已經(jīng)能夠?qū)uto CAD的相關(guān)理論知識與實(shí)踐教學(xué)。其中，根據(jù)Auto CAD在二維環(huán)境下的可講解投影理論習(xí)題時(shí)，通過利用Auto CAD的直線命令和捕捉功能所繪制的圖形，在一定程度上要比板書或者PPT更加的準(zhǔn)確。而對于基本形體、組合體的問題，通過Auto CAD的三維建模功能，能夠在繪圖界面分別顯示四個(gè)視口，然后將H、W、V和軸測圖進(jìn)行一一對應(yīng)，從而培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力，進(jìn)一步深化學(xué)生對于投影相關(guān)知識的了解。

2.專業(yè)軟件與BIM軟件比較的不足之處

盡管Auto CAD軟件能夠培養(yǎng)學(xué)生對于空間想象能力的理解，但是最主要的輔助教學(xué)功能卻并不明顯。通常情況下，建筑物的構(gòu)造是非常復(fù)雜，而且對于專業(yè)性要求較高，這樣的情況下使用Auto CAD軟件進(jìn)行建模，不僅浪費(fèi)了大量的時(shí)間，而且對于建模的精度也不能夠完全的保證。所以在這樣的情況下就會主要使用Auto CAD的二位圖紙繪制功能，但是這一功能與傳統(tǒng)的尺規(guī)繪圖沒有什么區(qū)別，所以達(dá)不到提高教學(xué)質(zhì)量的要求。

三、將BIM建模軟件引入土木工程制圖教學(xué)的探討

1.臺大MOOC課程的示范

臺灣大學(xué)與Autodesk公司在2007年簽訂了雙方的合作協(xié)議，旨在共同研究BIM，并且在2009年，臺大土木工程系成立了工程信息仿真與管理研究中心，成為發(fā)展BIM相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用的重要交流平臺。而且，在臺大開設(shè)的mooc課程也逐漸的滲透著BIM的相關(guān)內(nèi)容。在2014年的9月份，土木工程系的康仕仲教授在對于圖學(xué)技能劃分為三個(gè)部分，其中分別包含了2dCAD、3DCAD、BIM和動畫影片等內(nèi)容，參考圖例一。

圖一 ?Coursera平臺上的《工程圖學(xué)》課程中對工程師圖學(xué)工具的分類

2.Revit 2015 教學(xué)實(shí)踐

由于Revit在教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用并不明顯，所以我們沒有辦法通過問卷調(diào)查的形式或者組織班級進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，但是通過“基于Revit軟件的建筑信息模型構(gòu)建”這一課題的研究能夠?yàn)镽evit教學(xué)實(shí)踐提供一定的研究資料。如圖二所示：

圖二 基于Revit軟件的建筑信息模型構(gòu)建的“大柵欄.北京坊”工程建筑、結(jié)構(gòu)模塊模型圖

在Revit教學(xué)實(shí)踐的過程中，參加教學(xué)的學(xué)生通過自學(xué)與教師指導(dǎo)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且獲得了BIM專業(yè)團(tuán)隊(duì)工程師的技術(shù)指導(dǎo)與幫助。每天的學(xué)習(xí)時(shí)間在1—2個(gè)小時(shí)之間，學(xué)習(xí)周期為一周。通過這一周期的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握簡單的Revit團(tuán)建的操作流程，并且根據(jù)所提供的參考資料進(jìn)行簡單的建筑物的建模工作。在學(xué)習(xí)20—30天之后，學(xué)生能夠獨(dú)立的完成建模。在整個(gè)學(xué)習(xí)實(shí)踐的過程中，學(xué)生遇到的難點(diǎn)要比學(xué)習(xí)Auto CAD的難點(diǎn)多出許多，而且對于Revit能夠進(jìn)行參考的資料也不充足。

3.BIM建模軟件引入土木工程制圖教學(xué)的可行性

BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學(xué)課程中，既能夠體現(xiàn)出建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢，又能夠使學(xué)生提高學(xué)習(xí)的能力，提前適應(yīng)今后的工作。由于BIM建模軟件要比Auto CAD軟件的操作更加簡單，而且整個(gè)的建模過程中非常的形象化，所以Auto CAD與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相結(jié)合，不僅能夠提高學(xué)生的空間想象能力，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。

通過Auto CAD進(jìn)行建筑物的三維建模，如果只是通過試圖定位，就要不斷的對于用戶的坐標(biāo)進(jìn)行變換，導(dǎo)致整個(gè)的建模過程泰國復(fù)雜，而通過Revit軟件能夠多視角的進(jìn)行建模，通過多重尺寸的精準(zhǔn)定位，保證建模的質(zhì)量精確無誤。

四、結(jié)束語

建筑行業(yè)的發(fā)展可以追溯到古代，并且在漫長的歷史中逐漸演變成為今天的建筑領(lǐng)域。為了能夠使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，我們必須將BIM建模軟件引入到土木工程制圖教學(xué)中去，并且一定要對于教學(xué)工作起到一定的輔助作用。學(xué)生在掌握了BIM建模軟件的相關(guān)知識與技能之后，要與實(shí)際的操作進(jìn)行實(shí)踐，從而與后續(xù)的專業(yè)課程進(jìn)行融會貫通，以便學(xué)生掌握并了解我國建筑行業(yè)的發(fā)展情況，掌握先進(jìn)的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙雪鋒，李炎鋒，王慧琛.建筑工程專業(yè)BIM技術(shù)人才培養(yǎng)模式研究[J].中國電力教育，2014，（2）.

[2]何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2010，02，（04）.

[3]楊遠(yuǎn)豐.BIM時(shí)代設(shè)計(jì)軟件與制圖標(biāo)準(zhǔn)的相互對接[J].建筑技藝，2013，（01）.

[4]李紅群.AUTO CAD與建筑制圖組合教學(xué)方法研究[J].中國科技信息，2005，（22）.

[5] 賀靈童.BIM在全球的應(yīng)用現(xiàn)狀 [J]. 工程質(zhì)量，2013，31（03）：12-19.

[6]陳宜.淺談BIM（Revit）的軟硬件配置[J].建筑創(chuàng)作，2011，（12）：146-151.

[7]紀(jì)穎波，周曉茗，李曉桐.BIM技術(shù)在新型建筑工業(yè)化中的應(yīng)用[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2013，（8）.

課題項(xiàng)目：吉林省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（GH150721）