趙 鳴 呂 梅 李蘇紅

(吉林建筑大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)部，長(zhǎng)春 130118)

0 引言

建筑信息模型(BIM:Building Information Modeling)，是指通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，在這里，信息的內(nèi)涵不僅僅是幾何形狀描述的視覺信息，還包含大量的非幾何信息，如材料物理信息、構(gòu)件的造價(jià)及采購信息等.實(shí)際上，BIM就是通過數(shù)字化技術(shù)在計(jì)算機(jī)中建立一座虛擬建筑，一個(gè)建筑信息模型就是提供了一個(gè)單一的、完整一致的、邏輯的建筑信息庫.

BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以提高建筑業(yè)整體的生產(chǎn)力，它將是建筑工業(yè)的一場(chǎng)革命.在過去的20年中，CAD技術(shù)的普及推廣，使建筑師、工程師從手工繪圖轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)繪圖，甩掉了圖板，將物理圖紙轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)中的二維數(shù)據(jù)，可謂是工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的第一次革命.然而，二維圖紙應(yīng)用有其局限性，它不能直觀體現(xiàn)建筑物的各類信息.BIM技術(shù)可以幫助所有工程參與者提高決策效率和正確性，無需置疑，BIM是建筑工業(yè)的第二次革命.

當(dāng)代建筑業(yè)已步入BIM時(shí)代，建筑企業(yè)也已走在了前面，高等學(xué)校的課程教學(xué)則相對(duì)落后.作為建筑類高等學(xué)?；A(chǔ)課程的工程圖學(xué)，是與BIM技術(shù)緊密相關(guān)的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式已不適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，課程改革勢(shì)在必行.

1 課程改革舉措

多年以來，工程圖學(xué)課程都是以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力為教學(xué)目的，課程中表達(dá)三維立體的方法是用二維的線條式投影圖來表達(dá)，對(duì)于沒有經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的人是難以讀懂圖的.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用，三維圖形的繪制變得簡(jiǎn)單了，人們不再只依靠二維圖形來表達(dá)形體，三維模型將成為人們表達(dá)形體的最好選擇.設(shè)計(jì)師由三維的思維(空間想象)到二維(三視圖)的表達(dá)，施工現(xiàn)場(chǎng)工程師由二維的讀圖到三維的物體確定，這種從三維到二維，再還原回三維的過程使人們費(fèi)了很大的周折.現(xiàn)在設(shè)計(jì)師可直接將空間想象的三維建筑模型應(yīng)用計(jì)算機(jī)來表達(dá)，然后自動(dòng)生成二維的施工圖.基于BIM技術(shù)的Revit軟件［1］，是當(dāng)前具有代表性的三維建筑設(shè)計(jì)軟件，掌握這種軟件的繪圖技術(shù)，培養(yǎng)實(shí)用型人才將是我們教學(xué)的重點(diǎn)和所要達(dá)到的目的.創(chuàng)建“以三維建模為重點(diǎn)，計(jì)算機(jī)三維繪圖為主線，圖學(xué)思維為核心”的教學(xué)體系，以適應(yīng)未來建筑設(shè)計(jì)的變革.

工程圖學(xué)課程是高校學(xué)生的基礎(chǔ)課程，是學(xué)生接觸專業(yè)課程的第一步，基于BIM技術(shù)的課程教學(xué)改革，無論從理念上，還是知識(shí)方面，都具有深遠(yuǎn)的意義.怎么改，改什么，值得我們深思.機(jī)械制造業(yè)為建筑業(yè)樹立了樣板，數(shù)字信息化的設(shè)計(jì)將在建筑業(yè)立足.教育者更應(yīng)捷足先登，理念的傳授往往更重于技術(shù)的傳授.基于BIM技術(shù)，通過廣泛社會(huì)調(diào)研和教學(xué)實(shí)踐，課題組對(duì)傳統(tǒng)工程圖學(xué)課程的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段進(jìn)行了相應(yīng)的改革與探索.

(1)教學(xué)理念的改變. 工程制圖已經(jīng)進(jìn)入到計(jì)算機(jī)繪圖時(shí)代，三維繪圖、三維設(shè)計(jì)已全面展開，傳統(tǒng)的手工繪圖及二維圖形表達(dá)已不再是制圖課程的重點(diǎn).時(shí)代呼喚創(chuàng)新型和實(shí)用型人才，傳統(tǒng)的點(diǎn)、線、面等幾何空間的解題教育已不適應(yīng)現(xiàn)代的圖學(xué)教育，“以讀圖為主”的教育理念應(yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙孕误w和產(chǎn)品的三維表達(dá)方式為主”的教育理念.計(jì)算機(jī)三維繪圖技術(shù)的教學(xué)要成為工程圖學(xué)課程的教學(xué)主線，課程教學(xué)也要圍繞計(jì)算機(jī)繪圖進(jìn)行展開.

BIM技術(shù)是多個(gè)專業(yè)組成的一個(gè)平臺(tái)，是建筑設(shè)計(jì)、施工管理、采購、包括成品的使用等各個(gè)環(huán)節(jié)都要應(yīng)用的理念，這種理念要傳授給學(xué)生.BIM中的模型是指三維建筑模型.傳統(tǒng)工程圖學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容主要是以二維圖形為主，講授如何應(yīng)用三視圖表達(dá)三維立體，教學(xué)的重點(diǎn)是閱讀二維視圖想象三維的空間形體，即培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力.現(xiàn)代的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以三維立體的形成過程及建模原理為重點(diǎn)，利用三維建筑軟件并結(jié)合建筑構(gòu)造來描述三維建筑制圖.

(2)教學(xué)體系的改革. 傳統(tǒng)工程圖學(xué)課程的教學(xué)體系是“以圖學(xué)理論教學(xué)為主，計(jì)算機(jī)繪圖為輔”，即重點(diǎn)講解投影理論，三視圖的形成，應(yīng)用三視圖理論表達(dá)點(diǎn)、線、面等幾何元素，表達(dá)形體，表達(dá)建筑施工圖等.計(jì)算機(jī)繪圖則是以二維繪圖為主，僅僅是用計(jì)算機(jī)代替手工尺規(guī)進(jìn)行繪圖，缺少創(chuàng)新設(shè)計(jì)的概念.基于BIM的計(jì)算機(jī)三維繪圖軟件的出現(xiàn)，改變了人們的設(shè)計(jì)觀念，我們的教學(xué)體系應(yīng)以計(jì)算機(jī)三維建模為主線，無論是建模理念還是教學(xué)名詞，都應(yīng)與計(jì)算機(jī)繪圖軟件一致，將理論教學(xué)與計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)融為一體，形成一套完整的教學(xué)體系［2］.將計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)貫穿工程圖學(xué)課程教學(xué)的全過程，講解制圖基本知識(shí)的同時(shí)講解CAD環(huán)境設(shè)計(jì)及基本繪圖命令;講解立體形成與表達(dá)的同時(shí)講解CATIA軟件的操作［3］;講解建筑制圖的同時(shí)介紹Revit的功能.即以計(jì)算機(jī)繪圖為主線開展工程圖學(xué)課程的教學(xué).

(3)教學(xué)內(nèi)容的改革. 在“投影法”教學(xué)中，忽略點(diǎn)、線、面的投影，形成從基本形體(柱體、椎體)——簡(jiǎn)單形體［4］(拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、放樣形成的立體)——組合體——建筑形體，以“體”為主的教學(xué)內(nèi)容模式，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)講解立體的形成、立體的三視圖及三維立體圖的表達(dá).加強(qiáng)軸測(cè)圖的教學(xué)，增加三維形體的徒手繪圖訓(xùn)練，提升學(xué)生三維草圖的繪制水平.在“立體表面交線”教學(xué)中，減少截交、相貫線投影圖的教學(xué)，重點(diǎn)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)講解立體截交、相貫線的構(gòu)成.在“形體表達(dá)方法”教學(xué)中，減少幾何形體表達(dá)例題，增加日常生活中常見的產(chǎn)品表達(dá)例題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.在“建筑制圖”教學(xué)中，應(yīng)用Revit軟件講解建筑物的構(gòu)成，介紹建筑物的幾何屬性及材料屬性，使學(xué)生在了解建筑的同時(shí)掌握施工圖的繪制與閱讀.在“計(jì)算機(jī)繪圖”教學(xué)中，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法.圖學(xué)理論教學(xué)，要應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖軟件授課，圍繞計(jì)算機(jī)繪圖講解視圖概念，同時(shí)介紹計(jì)算機(jī)繪圖的理念.上機(jī)實(shí)踐課，講解計(jì)算機(jī)繪圖的實(shí)際操作，要傳授多種繪圖軟件，使學(xué)生能掌握各種繪圖軟件，開闊思路.減少CAD二維繪圖的學(xué)時(shí)，增加計(jì)算機(jī)三維建模的學(xué)時(shí)，重點(diǎn)講解三維建模的CATIA軟件，介紹二維繪圖的AutoCAD軟件，演示建筑三維繪圖的Revit軟件.

(4)教學(xué)手段的改革. 在授課過程中，將以往“以課件為主，板書為輔”的教學(xué)手段改革為“以三維計(jì)算機(jī)繪圖軟件為主，以多媒體課件為輔”，旨在讓學(xué)生看到基于BIM設(shè)計(jì)理念的三維實(shí)體的建模和三維建筑模型的創(chuàng)建過程，這比學(xué)生看到課件中的圖片效果更形象和生動(dòng).

(5)考試模式的改革. 改革傳統(tǒng)的考試模式，規(guī)范面上考試模式，深化點(diǎn)上考試模式.以模塊式教學(xué)和模塊式測(cè)試為主，在每個(gè)教學(xué)單元(一個(gè)教學(xué)模塊)中布置相應(yīng)的設(shè)計(jì)題目，如“我心中的書柜”、“我的家”、“奇特的自行車”以及“獨(dú)一無二的路燈”等.實(shí)踐證明，這些有創(chuàng)意的測(cè)試題可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)表達(dá)產(chǎn)品，避免千篇一律的照抄圖形.

2 結(jié)語

知識(shí)更新，教育者首先要更新;新技術(shù)的誕生，教育者要率先掌握.創(chuàng)新性教育是相對(duì)于繼承性教育而言的，要從傳統(tǒng)的以“傳授知識(shí)”為中心的教育模式轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)新精神”的現(xiàn)代教育模式.BIM技術(shù)的應(yīng)用，是建筑業(yè)的一次技術(shù)革命，也為工程圖學(xué)課程改革提供了契機(jī)，傳統(tǒng)的知識(shí)繼承已不適應(yīng)當(dāng)代圖學(xué)的教學(xué).實(shí)用型人才和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)都迫切需要我們進(jìn)行教學(xué)改革.

教學(xué)改革和實(shí)踐表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情得到極大地提高，不僅掌握了所學(xué)的知識(shí)，而且培養(yǎng)了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力.特別是對(duì)基于BIM技術(shù)的計(jì)算機(jī)三維建模的掌握，使其對(duì)未來BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使學(xué)生初步具備了設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造能力.課題組設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生體會(huì)到應(yīng)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)快感，是其創(chuàng)造力的充分體現(xiàn).學(xué)生所選的每個(gè)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)題目，都有自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)主題，從構(gòu)思到草圖，從計(jì)算機(jī)三維造型到二維視圖，他們完美的交卷，是對(duì)教學(xué)改革的最好驗(yàn)證.

［1］柏慕中國.Autodesk Revit Architecture 2012官方標(biāo)準(zhǔn)教程［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2012:247－263.

［2］霍慶光.基于三維設(shè)計(jì)的工程制圖［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012:16－70.

［3］李蘇紅.CATIA V5實(shí)體造型與工程圖設(shè)計(jì)［M］.北京:科學(xué)出版社，2008:49－76.

［4］侯洪生.機(jī)械工程圖學(xué)(第二版)［M］.北京:科學(xué)出版社，2012:30－34.