李真

（南寧學(xué)院，廣西 南寧 530200）

《工程制圖與識(shí)圖》是土木工程大類各專業(yè)學(xué)生的一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課。提高《工程制圖與識(shí)圖》課程的教學(xué)質(zhì)量，不僅可以讓學(xué)生具備較強(qiáng)的工程圖紙閱讀能力和繪制能力，還有利于提升學(xué)生空間想象能力與空間分析能力，使其滿足造價(jià)員、施工員、放樣員以及監(jiān)理員等多個(gè)工作崗位的招聘需求。而且，學(xué)生只有具備一定的快速識(shí)讀工程圖紙的能力和繪制工程圖紙的能力，才能夠?yàn)楹罄m(xù)更加專業(yè)、更加深?yuàn)W的課程學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。將BIM技術(shù)應(yīng)用到《工程制圖與識(shí)圖》課程中，在提高《工程制圖與識(shí)圖》課程的教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量方面，作用十分關(guān)鍵。但如何將BIM技術(shù)應(yīng)用到《工程制圖與識(shí)圖》課程中，還需要進(jìn)行深入的研究。

1 BIM技術(shù)的概述

BIM技術(shù)，是當(dāng)前最先進(jìn)的一種利用數(shù)字信息來對(duì)工程項(xiàng)目信息進(jìn)行表達(dá)的科學(xué)技術(shù)。這種技術(shù)的應(yīng)用可以應(yīng)用到整個(gè)工程建設(shè)的全過程，例如設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)行階段以及拆除階段等。這種技術(shù)不僅對(duì)三維數(shù)字技術(shù)與三維模型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行充分的應(yīng)用，還對(duì)各種模型進(jìn)行高度集成，例如工程圖形模型、管理行為模型以及工程數(shù)據(jù)模型等[1]。也正因?yàn)槿绱耍珺IM技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)出明顯的協(xié)調(diào)性與優(yōu)化性。除此之外，與其他應(yīng)用技術(shù)相比，BIM技術(shù)在模擬性、可出圖性以及可視化性還有突出的優(yōu)勢。

BIM技術(shù)涉及的內(nèi)容非常多，可以全面描述工程中的各類信息，并保證描述的細(xì)致性與有效性，例如設(shè)計(jì)信息、施工信息以及維護(hù)信息等[2]。其中，設(shè)計(jì)信息又細(xì)分為以下幾種：①建筑結(jié)構(gòu)類型信息；②建筑物原材料信息；③建筑工程性能信息；④工程對(duì)象名稱信息等。施工信息又細(xì)分為以下幾種：①工程原材料信息；②工程質(zhì)量信息；③工程施工進(jìn)度信息；④工程人力信息；⑤工程施工成本信息等。維護(hù)信息又細(xì)分為以下幾種：①工程安全性能信息；②工程耐久性信息等。另外，BIM技術(shù)的應(yīng)用，還可以對(duì)工程項(xiàng)目的建設(shè)成本、環(huán)境影響以及能源消耗進(jìn)行深入的分析、預(yù)測與控制，實(shí)現(xiàn)工程全過程的集成化管理。

2 《工程制圖與識(shí)圖》課程在傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題

作為一門工程類專業(yè)基礎(chǔ)課程，《工程制圖與識(shí)圖》課程的內(nèi)容不僅涉及三維投影方面的內(nèi)容，還涉及大量的工程制圖標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定。與此同時(shí)，為了確保學(xué)生可以在完成課程學(xué)習(xí)之后可以勝任相關(guān)工作，還涉及圖紙識(shí)圖等方面的內(nèi)容。學(xué)生如果打算在未來從事工程類工作，例如設(shè)計(jì)、預(yù)算、監(jiān)理等，就必須要對(duì)《工程制圖與識(shí)圖》課程的學(xué)習(xí)予以重視[3]。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，《工程制圖與識(shí)圖》的教學(xué)主要以多媒體教學(xué)和教師演示為主，整個(gè)教學(xué)過程主要存在以下幾方面的問題。

①工程造價(jià)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊，且情緒化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，沒有從整體上對(duì)實(shí)際工程有正確的認(rèn)識(shí)。而且，傳統(tǒng)的教學(xué)方法并沒有較強(qiáng)的直觀性，要想提高課堂教學(xué)效率，具有較高的難度；②《工程制圖與識(shí)圖》課程的教學(xué)需要學(xué)生實(shí)現(xiàn)二維思維到三維思維的轉(zhuǎn)變。要想證明學(xué)生已經(jīng)完成思維的轉(zhuǎn)變，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，能夠參照平面三視圖將三維立體圖繪制出來。雖然學(xué)生在日常生活中經(jīng)常看到建筑工程、橋梁工程或者公路工程的施工建設(shè)，但是工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論不夠，單純參照二維工程圖紙，很難在大腦中形成三維空間概念，并繪制三維立體圖形。而且，單純面對(duì)平面圖，很難將其與工程實(shí)體聯(lián)系在一起；③絕大多數(shù)情況下，工程施工現(xiàn)場是最理想的教學(xué)場所，可以讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際學(xué)習(xí)逐一觀察二維圖紙和三維工程，并展開相應(yīng)的研究。但是，工程施工現(xiàn)場存在很多隱蔽性構(gòu)件，很難滿足《工程制圖與識(shí)圖》的教學(xué)所需。而且，學(xué)生隨意進(jìn)出工程施工現(xiàn)場，還會(huì)影響施工現(xiàn)場的安全管理以及施工進(jìn)度。所以要想在工程施工現(xiàn)場完成教學(xué)任務(wù)，存在較大的阻礙。而BIM技術(shù)是一種非常先進(jìn)的工程技術(shù)，將其應(yīng)用到《工程制圖與識(shí)圖》課程教學(xué)中，可以將工程施工現(xiàn)場的實(shí)際情況呈現(xiàn)到課堂中，進(jìn)而以一種逼真的畫面加深學(xué)生對(duì)施工現(xiàn)場的了解。這樣一來，學(xué)生既可以產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，又可以高質(zhì)量高效率地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

3 BIM技術(shù)在《工程制圖與識(shí)圖》課程中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在BIM技術(shù)的應(yīng)用過程中，三維虛擬建造技術(shù)可以將二維設(shè)計(jì)圖紙直接轉(zhuǎn)換為三維模型。這樣一來，學(xué)生就可以直接對(duì)平面設(shè)計(jì)圖紙與三維模型進(jìn)行對(duì)比、分析，提高對(duì)工程圖紙的識(shí)讀能力。也就是說，BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅解決了學(xué)生很難從二維平面圖紙轉(zhuǎn)換到三維空間實(shí)體的問題，還讓學(xué)生積極主動(dòng)的沉浸到專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與研究當(dāng)中，深刻理解工程結(jié)構(gòu)知識(shí)，并將其轉(zhuǎn)化為自己的能力。

3.2 增強(qiáng)《工程制圖與識(shí)圖》課堂的趣味性

BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以讓學(xué)生直接通過旋轉(zhuǎn)功能、放大功能、剖面構(gòu)建功能的使用全方位、多角度的觀察三維模型，幫助學(xué)生快速了解三視圖繪圖原理[4]。如果運(yùn)用小組合作學(xué)習(xí)法，先根據(jù)實(shí)際情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，然后再讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，還可以隨時(shí)利用BIM技術(shù)驗(yàn)證討論中的爭議點(diǎn)和矛盾點(diǎn)，通過科學(xué)事實(shí)來幫助學(xué)生正確理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。由此可見，BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以讓學(xué)生通過視覺觀察更加直觀地了解與工程實(shí)體有關(guān)的信息，進(jìn)而增強(qiáng)整個(gè)教學(xué)課堂的可感知性，使教學(xué)過程生動(dòng)有趣，幫助對(duì)工程圖紙有一個(gè)更加深入、準(zhǔn)確的理解和識(shí)別。

3.3 提高課堂教學(xué)效率

BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅可以通過三維模型將工程構(gòu)造與構(gòu)造節(jié)點(diǎn)反映出來，還可以按照施工順序分層分段的將節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造原理與做法展示出來。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行講解或者演示，既可以減輕教師的教學(xué)壓力，又可以讓學(xué)生清晰地了解構(gòu)造節(jié)點(diǎn)。所以，BIM技術(shù)的直觀性特點(diǎn)與現(xiàn)場感特點(diǎn)，可以有效縮短課堂教學(xué)實(shí)踐，提高課堂教學(xué)效率。

4 BIM技術(shù)在《工程制圖與識(shí)圖》課程中的應(yīng)用策略

4.1 優(yōu)化教學(xué)理念

①遵循實(shí)用性、必需性以及夠用性原則，進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)；②如果理論知識(shí)在實(shí)際工程建設(shè)中的應(yīng)用頻率較高，且理解難度較大，那么將這部分理論知識(shí)進(jìn)行精簡；③BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以直接根據(jù)工程構(gòu)造生成三維立體圖形，并對(duì)相應(yīng)的數(shù)字模型進(jìn)行描述。所以教師可以將傳統(tǒng)的而為平面制圖教學(xué)理念，更新為以三維立體制圖為主的新型教學(xué)理念。

4.2 完善教學(xué)體系

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師通常會(huì)將制圖理論與計(jì)算機(jī)二維繪圖結(jié)合起來。而為了幫助學(xué)生理解，又需要對(duì)幾何理論原理以及幾何元素的投影表達(dá)進(jìn)行重點(diǎn)講解，并通過平面圖、立面圖以及剖面圖的應(yīng)用來描述建筑施工圖紙[5]。但是，這樣的教學(xué)模式，并沒有涉及與三維立體繪圖有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)也非常被動(dòng)。

要想改善這一點(diǎn)，需要對(duì)相應(yīng)的教學(xué)體系進(jìn)行完善。首先，在課堂教學(xué)中，先借助BIM技術(shù)構(gòu)建三套中小型工程圖紙的三維立體模型。然后圍繞這三套實(shí)際工程圖紙，將課堂教學(xué)內(nèi)容分成多個(gè)子項(xiàng)目，確保每一個(gè)項(xiàng)目中都包含學(xué)生需要掌握的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。其次，將計(jì)算機(jī)繪圖與理論教學(xué)融合在一起，并根據(jù)BIM三維繪圖，進(jìn)行教學(xué)，提高工程造價(jià)專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

4.3 更新教學(xué)手段

在傳統(tǒng)的《工程制圖與識(shí)圖》課程教學(xué)中，教師最常用的教學(xué)手段就是板書、PPT、二維CAD以及“文字+圖片”。殊不知，這些傳統(tǒng)的教學(xué)手段，已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的滯后性，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。要想改善這一現(xiàn)狀，將BIM技術(shù)應(yīng)用到《工程制圖與識(shí)圖》課程中，需要應(yīng)用以計(jì)算機(jī)三維繪圖為主的教學(xué)手段，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建三維實(shí)體模型，然后為課堂教學(xué)效率的提高打好基礎(chǔ)。

4.4 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

優(yōu)化傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，建議從以下幾方面入手：①精簡畫法幾何部分的教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)刪除過于復(fù)雜、冗余、不合時(shí)宜的內(nèi)容，并借助實(shí)際工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)入工程施工現(xiàn)場進(jìn)行學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)[6]；②創(chuàng)設(shè)三維立體模型學(xué)習(xí)環(huán)境，降低相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)難度，確保學(xué)生可以順利掌握相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)，并將其轉(zhuǎn)化為自己的能力；③將CAD二維繪圖與三維實(shí)體識(shí)圖教學(xué)結(jié)合在一起，同時(shí)提升學(xué)生的識(shí)圖能力和制圖能力。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)已經(jīng)成為《工程制圖與識(shí)圖》課程中必不可少的存在。但是，要想借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)《工程制圖與識(shí)圖》課程教學(xué)質(zhì)量的提升，就需要不斷結(jié)合《工程制圖與識(shí)圖》課程的教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，構(gòu)建全新的教學(xué)體系。