許洪明

江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院 江蘇 南通 226000

一、畫法幾何教學(xué)改革的必要性與可行性

建筑工程圖樣是建筑業(yè)的交流語(yǔ)言，在當(dāng)今，它仍有不可替代的作用，而畫法幾何是《建筑工程制圖》課的基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容。在學(xué)校，由于畫法幾何的抽象性，其平面空間轉(zhuǎn)換思維的困難性，畫法幾何的教學(xué)存在較大困難。

如何進(jìn)行教學(xué)改革，突破畫法幾何教學(xué)中難點(diǎn)？畫法幾何教學(xué)中，存在四方面的難點(diǎn)：1、三視圖原理的啟蒙問題，主要解決從三維形體到二維表達(dá)的空間思維轉(zhuǎn)換。2、判斷三視圖中點(diǎn)、線、面關(guān)系，貫徹對(duì)“長(zhǎng)對(duì)正、高平齊、寬相等”的理解及線面特性的記憶問題。3、組合體的構(gòu)思問題，要明確組合體是疊加組合還是切割組合、又是怎樣組合的。4、判斷組合體的截交線、相貫線的性狀，并進(jìn)行圖樣表達(dá)。

上述難點(diǎn)，早年筆者曾嘗試用3dsmax和CAD予以解決，但發(fā)現(xiàn)3dsmax建模方便，但精確度不夠，用四視口反映三視圖原理更是難以控制對(duì)應(yīng)關(guān)系。用三維CAD建模精度高，但缺少足夠的定位工具，建模不方便，圖形視覺與紙質(zhì)圖樣差異很大。早期版本的CAD下，用四視口反映三視圖對(duì)應(yīng)關(guān)系幾乎不可能，到201X版的CAD面世后，才有可能方便地用四視口反映三視圖對(duì)應(yīng)關(guān)系?？傊?，用3dsmax和CAD解決畫法幾何教學(xué)難點(diǎn)的嘗試歸于失敗。

隨著BlM技術(shù)在建筑業(yè)應(yīng)用的日益普及，各高校建筑專業(yè)紛紛開設(shè)了與BlM相關(guān)的建模課程，其中Revit最常見。

Revit軟件的特點(diǎn)是建模方便，捕捉智能化，定位手段多，能進(jìn)行參數(shù)化建模，所建模型精度很高。一處改動(dòng)處處變，不用切換就能感受到建模過程，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)建模中的錯(cuò)誤。

通過幾輪Revit課程及識(shí)圖內(nèi)容的教學(xué)試探，筆者發(fā)現(xiàn)將Revit的建模特長(zhǎng)應(yīng)用到畫法幾何教學(xué)當(dāng)中是可行的，并且能充分有效地化解其教學(xué)中的難點(diǎn)。經(jīng)過探索比對(duì)，筆者認(rèn)為使用Revit構(gòu)件/內(nèi)建模型方式生成組合體模型，從建立三視圖概念到三視圖識(shí)讀切實(shí)有效。

從原理上說，Revit 提供的是一種更直觀、更貼近現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)思維模式，其虛擬化的建設(shè)場(chǎng)景，以三維設(shè)計(jì)思維為基礎(chǔ)，提供真實(shí)建筑構(gòu)件的三維搭建，使得所想、所建與所見一致，電腦代替人腦完成三維與二維之間的思維轉(zhuǎn)化是對(duì)設(shè)計(jì)建造本源的一種回歸（圖1）[1]。

圖1 Revit模型表達(dá)與圖紙表達(dá)的思維轉(zhuǎn)換

二、Revit建模在畫法幾何教學(xué)中的應(yīng)用

Revit模型能夠幫助學(xué)生很快建立起空間概念，并且能夠滿足適應(yīng)性和交互性的要求。其三維圖形能讓不懂制圖的人也看得懂圖形，甚至能發(fā)現(xiàn)圖中不合理的地方[2]。教學(xué)實(shí)踐中筆者采用如下做法：

1、令學(xué)生用三投影體系樣板文件建立項(xiàng)目，用WT命令將四個(gè)三維圖像副本布置成四個(gè)視口，點(diǎn)擊對(duì)象控制方塊，按序把4個(gè)窗口點(diǎn)成前、左、上和三維狀態(tài)。這樣就建成了三投影體系。通過其它視圖所新建模型均會(huì)出現(xiàn)在當(dāng)中，此后模型建成，關(guān)閉多余視圖，在四個(gè)視口之間，將能自動(dòng)形成與模型元素對(duì)應(yīng)的等價(jià)關(guān)系。輔助以屏幕畫筆工具，即可直接表達(dá)“長(zhǎng)對(duì)正、高平齊、寬相等”投影關(guān)系。（圖2）

圖2 Revit表達(dá)的三投影體系與投影關(guān)系

2、將Revit構(gòu)件/內(nèi)建模型生成基本體的技法教給學(xué)生。Revit內(nèi)建模型的形狀工具有兩類十種，種類有實(shí)心和空心之分，工具有拉伸、有融合、旋轉(zhuǎn)、放樣和放樣融合之別。

3、將組合體的思路教給學(xué)生。組合體的組合方式只有兩類：基本體疊加和切割。正是通過建模過程將構(gòu)思組合體的思維過程反映出來(lái)。疊加對(duì)應(yīng)實(shí)心建模，切割對(duì)應(yīng)空心建模。理清了組合體的組合方式后，建模的難點(diǎn)在確定基準(zhǔn)面、設(shè)置工作平面及起屹點(diǎn)。（圖3）

圖3 組合體的組合性質(zhì)——疊加體和切割體

4、教會(huì)學(xué)生查隱藏線。針對(duì)隱藏結(jié)構(gòu)，勾選Revit三維視圖的剖面框，移動(dòng)剖面框邊界（剖切位置）能動(dòng)態(tài)觀察剖切面。以剖切左視圖為例，選擇左視圖，屬性面板中勾選剖面框，點(diǎn)左視圖上的剖面框，將出現(xiàn)4對(duì)調(diào)整控制點(diǎn)，同時(shí)，別的視圖上亦出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的剖面框，在這剖面框點(diǎn)擊，也將出現(xiàn)4對(duì)調(diào)整控制點(diǎn)，剖面框左線代表了剖切位置，拖動(dòng)左側(cè)控制點(diǎn)，當(dāng)左線與組合體相交后，左視圖上就會(huì)出現(xiàn)剖視圖。調(diào)整右下角的三維圖的剖面框，就獲得了能理解的效果。（圖4）

圖4 組合體的隱藏線分析

5、在學(xué)生掌握基本的建模技能及組合體識(shí)圖思維方式后，布置大量“二補(bǔ)三”識(shí)圖題，由學(xué)生進(jìn)行上機(jī)練習(xí)，鍛煉腦力，培養(yǎng)熟練建模的技能。

三、對(duì)Revit建模在畫法幾何教學(xué)的認(rèn)識(shí)

通過將Revit引入到畫法幾何教學(xué)中，大致可總結(jié)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1、降低了三視圖的認(rèn)識(shí)門檻，學(xué)生在三維實(shí)體和二維平面圖形之間轉(zhuǎn)換時(shí)，更容易想象。學(xué)生普遍反映看圖不那么困難、可怕了。

2、將認(rèn)識(shí)組合體三視圖的思想方法，用建模的實(shí)際操作固化了下來(lái)。學(xué)生記住了對(duì)疊加組合用實(shí)體繪制，對(duì)切割組合就用空心繪制。

3、弱化了畫法幾何中的點(diǎn)線面分析，虛擬模型上，線面分析不再那么重要，對(duì)識(shí)圖而言，線面分析只起到開辟思路的作用，不再為找線面做虛功，從而將學(xué)生從難點(diǎn)中解脫出來(lái)。

4、對(duì)學(xué)生，不能再靠猜題來(lái)完成“二補(bǔ)三”作業(yè)，要用虛擬模型檢驗(yàn)自己的答案。對(duì)教師，檢查學(xué)生是否真正看懂了三視圖，有了確切的依據(jù)。

5、對(duì)組合體的截交線、相貫線研究分析，變得非常方便。截交相貫這個(gè)教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)在Revit中迎刃而解了，只要能正確畫出三維圖，截交線和相貫線自動(dòng)產(chǎn)生。變個(gè)尺寸、變個(gè)角度、變個(gè)相對(duì)位置，就可以得出不同的結(jié)論。而且，這樣的分析可以交由學(xué)生自己完成。下圖是空心鋼管相貫線的變化分析。（圖5）（圖6）

圖5 同面及異面正交的鋼管相貫線分析

圖6 同面及異面斜交的鋼管相貫線分析

6、讓學(xué)生提前介入了Revit課程的學(xué)習(xí)，學(xué)到了Revit的基本操作、Revit圖元編輯工具使用、參照平面及設(shè)置工作平面的操作、臨時(shí)尺寸的調(diào)度使用，為以后創(chuàng)建建筑模型開了好頭。更為學(xué)生參加全國(guó)BlM等級(jí)證書考試，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

當(dāng)然，用Revit建模學(xué)習(xí)畫法幾何也有不足處。1、某些基本體制作不如三維CAD方便，比如，用三維CAD可直接繪制球體、四周帶圓角的長(zhǎng)方體、楔型體，簡(jiǎn)單編輯后可獲得底面為長(zhǎng)方形的棱錐體。因此，課程起初，要注意繞開不能簡(jiǎn)單生成的基本體。2、Revit軟件的使用相對(duì)比較復(fù)雜，步驟較多，初學(xué)有難度。解決的方法是使用多媒體電子教室，正版紅蜘蛛電子教室中有窗口模式功能，允許老師廣播的同時(shí)，學(xué)生不受控制地跟做。此外，筆者鼓勵(lì)學(xué)生拿起手機(jī)拍視頻，錄下老師的演示。3、起初Revit建模會(huì)比起手工繪圖費(fèi)時(shí)費(fèi)力。但凡事均有利弊，筆者認(rèn)為，綜合考量，在Revit引入到畫法幾何教學(xué)這件事上利大于弊。

為降低Revit使用上的困難，結(jié)合建筑構(gòu)造課，設(shè)想可以由老師創(chuàng)建一系列常用基本體的族，以及用參數(shù)控制且為常見建筑構(gòu)件形狀的族，提供給學(xué)生，方便讀圖建模時(shí)調(diào)用。

四、結(jié)束語(yǔ)

將Revit引入畫法幾何教學(xué)是建筑專業(yè)課程教學(xué)改革的嘗試，能降低學(xué)生學(xué)習(xí)畫法幾何的門檻和難度。當(dāng)減掉的課時(shí)被用來(lái)訓(xùn)練建模、培養(yǎng)學(xué)生看圖能力這個(gè)大目標(biāo)上，善莫大焉。