柳州铁道职业技术学院 广西柳州 545000
摘要：当前，现代化教学手段日新月异，工程制图已经从原来耗时费力的手工制图过渡到BIM的新阶段，将BIM技术融入制图与识图课堂教学中，让课堂由传统的二维平面图教学过渡到以BIM技术为核心的三维模拟空间教学，效果无疑是显著的。在新形势下如何引导学生主动学习，激发他们对工程制图与识图课程的兴趣、提升课堂教学的效果是制图教师必须讨论的课题。
关键词：工程制图；课程改革；BIM技术
1 现状分析
1.1 现有课程体系
建筑工程制图与识图课程是柳州铁道职业技术学院学院建筑工程技术专业基础课，在第一学期开设。工程制图教学内容包括画法几何部分、建筑施工图识读。根据建筑工程专业的岗位核心技能分析及人才培养方案要求，该课程的教学目标是使学生掌握建筑制图必备的基本知识，具备一定的建筑施工图的识图绘图能力。众所周知，工程制图课程教学中最大的难点是二维图像与三维形体的相互转化。这要求学生有较好的空间思维能力、对三维形体的观察能力及平面与立体相互转换的能力。
建筑信息模型（BIM）技术是当前建筑行业的领先技术，能将二维平面与三维立体相互转换，直观性强。但BIM应用基础课程在第三，第四学期开设，是工程制图的后续课程，对工程制图的教学几乎没有帮助。
1.2 学生情况
该课教学对象是建工专业一年级学生，这个年龄段的学生好奇心强，喜欢尝试，对理论授课不感兴趣，对上机操作的实践课有兴趣。学生的基础能力差异大，尤其空间想象能力较差，对于已学知识的经验积累上存在差异，缺乏对实际工程的整体认识，二维工程施工图图形直观性差，面对二维图形，学生难以在大脑中构建三维空间概念，很难将平面图与生活中看到的工程实体相比较。笔者在多年的制图课程的教学中发现，70%以上的学生学习工程制图的瓶颈在于无法想象出立体的形状，因而造成学习困难，兴趣缺失。
1.3 传统的制图课程教学方式
传统教学主要采用以PPT课件为主，辅以板书的以二维图像来进行三维形体表达的方法，但受到理解能力和空间想象能力影响
2 课程改革的探索
2.1 更新教学理念，重构课程体系
结合建筑行业对本专业学生的识图、制图的要求，根据本专业人才培养方案，统筹规划理论教学与实践教学内容，注重创新精神和实践能力的培养。教学理念是“以实用为主，够用为度”，提倡以“立德树人、服务发展、就业导向”来组织课程内容。将《建筑制图》《建筑施工图识读》《AUTOCAD》《BIM应用基础》课程内容进行整合。投影制图部分选择够用实用为度，删掉一些与专业无关、与实践脱节的课程内容。比如投影制图部分，跳过点、线、面的投影知识，删减轴测图的相关难点，直接从建筑形体入手，结合国家制图标准和投影的原理来绘制其三面投影图、建筑构件轴测图、剖断面图的形成及绘制，优化教学体系，强化对建筑工程图的识读。课程开始第一个模块就引入BIM技术的建模软件REVIT初级和AUTOCAD绘图基本知识，让学生初步能运用这些软件来辅助后续的制图识图的学习。
在内容的编排上，改变传统的以知识为章节的内容，分模块以循序渐进的任务模式组织课程学习内容，从简单到复杂，由单一到系统，循序渐进地实施任务。具体可按以下模块进行学习。
模块一：软件准备。AUTOCAD绘图基本操作、REVIT初级基础操作。
模块二：制图基础。投影基本知识、建筑形体的三面投影图、构件的剖断面图。
模块三：建筑施工图识读。
模块四：CAD与BIM建模基础。
2.2 改进教学方法，将BIM技术融入课堂教学
在模块二投影制图部分。运用BIM技术，将投影理论知识的教学与构件实体模型相融合，构建教学所需的建筑形体的三维模型，转变过去以二维平面读图、制图为主的教学理念，转化成以形体三维立体制图为主的教学理念。
采用任务驱动法展开课程内容的教学，教学手段多样化。首先通过“演示法”授课。教师在建模软件中演示这些形体。切割体（见图1a）可在三维视图中任意转动其模型，从任意角度观察，也可实时操作剖面框将形体切开观察（见图1c）。利用BIM可视化的特点，在演示的过程中，启发引导学生来发现各部分内容的重点、难点，以及三维模型与其三视图（见图1b、图1d）之间存在的相互联系。BIM模型提供的精准化的图样，实现所想与所见一致，降低空间思维的难度，引导学生主动训练空间思维，极大地激发了学生的专业兴趣和对新技术的求知欲，同时提高了制图、识图的学习效率。
在模块三施工图识读时，以某小别墅的施工图为载体来开展教学。将学习内容划分为若干个任务：平面图、立面图、剖面图、详图等。按提出任务、分析任务、讲授必要知识、实施任务这几个步骤来进行。教师预先在REVIT中建好相应的建筑模型，在课堂上演示该模型三维图（见图2a）与二维图（见图2b）的关系、平立剖的形成过程等。然后学生利用该软件通过自主操作学习，建立从建筑三维模型到二维平、立、剖面图的概念，对施工图的识图及制图的相关内容形成了一个系统完整的知识体系。这个学习过程实现了二维图纸与三维模型、理论知识与Revit等计算机绘图软件教学的有机结合，帮助学生迅速进入专业学习的氛围中，激发其学习兴趣，培养其创新思维。
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图1 切割体模型
3 课程改革的保障措施
（1）强化师资队伍建设，课程改革的关键因素是教师，这种教学模式对广大制图教师提出了新的挑战，在教学资源的准备及教学过程中，要能够灵活应用多种软件（AtuoCAD、天正CAD、Revit等）来建立三维模型。专业教师必须接受过相关软件和职业教育教学方法论的培训，具有开发适合于BIM技术的课程内容体系的综合性课程的能力。
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图2 某别墅模型和平面图
（2）创建适合于BIM技术的课程内容体系，是课程改革成功的核心因素。必须建立满足教学所需要教学资源库，如常规基本体、组合体模型、建筑构件（如基础、梁板柱、门窗、墙体等）模型、建筑物模型等。
（3）课堂的硬件配备，加强实验教学环境的更新，在硬件软件上给予充分保障。需配备安装有AUTOCAD2010、天正建筑CAD、REVIT等相关软件施工图的识读绘图实训室。
4 课程改革预期达到的效果
（1）利用BIM的三维虚拟建模技术，将二维设计图纸转换成三维模型，便于学生将二维的平面设计图纸与BIM三维模型一一对照，解决学生从二维平面图纸到三维空间实体转换的难题，促进学生对工程知识的理解和掌握。
（2）利用BIM三维模型，通过旋转、放大、剖面等命令，可以从各个方向和角度观察三维模型。操作快捷灵活，便于学生理解和掌握三视图绘图原理，并实时验证思维的正确性。这种教学模式能帮助学生更加直观地掌握形体的信息，训练和增强学生的空间思维能力，逐步实现学生自主识读工程图纸的目的。
5 结束语
实践表明，将BIM技术应用于工程制图课程教学中是切实可行的，这种模式可以培养学生学习兴趣，提高学习的积极性，增强学生的制图和识图能力，而且将专业知识在潜移默化中传授给学生，实现了以培养学生空间思维能力、识图能力、三维建模与创新能力的培养目标，为后续专业课程学习奠定基础。这将对学生职业能力的培养起到有效的推动作用，有利于大大提高人才培养质量，为学生以后的就业提供更大的机遇。
参考文献：
[1]田曼丽，江爱军，王杰，等.BIM技术在《工程制图与识图》课程中的应用[J].教育现代化，2019，6（38）：100-101.
[2]陈文超.基于BIM技术的工程制图课程复合型教学改革[J].西部素质教育，2019，5（10）：185-186.
论文作者:梁庆庆
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/2/27
标签：模型论文; 学生论文; 建筑论文; 施工图论文; 形体论文; 课程论文; 工程论文; 《防护工程》2019年19期论文;