衛(wèi)少陽

[摘? ? ? ? ? ?要]? 以公路工程施工圖識圖實訓教學現(xiàn)狀為出發(fā)點，分析了BIM技術(shù)的特點及其在教學中應用的優(yōu)勢，提出將BIM技術(shù)應用于公路工程施工圖識圖實訓教學中的改革措施，從實施效果來看可以很好地解決傳統(tǒng)教學中學生識圖積極性不強、想象力不足的問題，大大提升了施工圖識圖實訓的教學效果。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? BIM技術(shù);識圖實訓;課程改革

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）27-0090-02

BIM即建筑信息模型，是Building Information Modeling的簡稱。BIM技術(shù)主要通過利用工程項目整個建造過程的詳細數(shù)據(jù)來建立數(shù)字模型，然后利用BIM 3D模型參數(shù)對工程建設項目進行設計、施工和運營。BIM建筑信息模型的推廣和應用，將會是建設工程領(lǐng)域又一次革命，是目前項目精細化管理可以預見的最有力的技術(shù)支撐手段。

一、公路工程施工圖識圖實訓教學現(xiàn)狀分析

在傳統(tǒng)的公路工程施工圖實訓課程教學中，圖紙往往都是以二維圖紙的形式呈現(xiàn)在學生面前，但實際工程結(jié)構(gòu)是三維的，這就形成了學生認知上的難度。因此，要實現(xiàn)課程目標，必須首先增強學生的空間想象力，然而由于學生普遍缺乏相關(guān)實踐工程經(jīng)驗，特別是一些局部復雜的結(jié)構(gòu)單純靠抽象想象能力實現(xiàn)從二維圖形跨越到三維工程結(jié)構(gòu)，難度較大。同時由于路橋施工的特殊性，實訓過程組織外出受限。針對上述問題，教學中采用圖片、現(xiàn)場視頻、施工動畫等多媒體手段雖然在一定程度上提高了教學的直觀性和生動性，但是往往多媒體資料和實訓圖紙難以對應，即使對應也只能體現(xiàn)實訓圖紙的局部信息，不能實現(xiàn)全構(gòu)件、全部位、多視角的觀察，這樣就使教學效果大打折扣，因此目前對于缺乏實踐經(jīng)驗的初學者來說，在沒有對橋梁構(gòu)件實地觀察前，很難理解相關(guān)的二維工程圖紙，這是擺在相關(guān)識圖課程教學面前的一道難題。

二、BIM技術(shù)的特點及其在教學中應用的優(yōu)勢

在傳統(tǒng)的教學中，教學多是利用實物或多媒體把公路工程構(gòu)件帶進課堂，讓學生觀察其外觀，初步認識構(gòu)造，教師可以收集實物照片供學生觀察，但是這種方式取決于照片的拍攝角度，無法全面反映細部構(gòu)造。外出參觀性質(zhì)的認識實習，可見到的工程實物有一定的局限性，并且往往沒有相對應的二維圖紙。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，使得教師可以利用BIM技術(shù)構(gòu)建虛擬化公路工程構(gòu)件，以破解傳統(tǒng)教學中存在的難題。利用BIM技術(shù)可以構(gòu)建出與工程實物相符的虛擬模型，通過電腦屏幕放大、縮小、旋轉(zhuǎn)模型，實現(xiàn)720度觀察，從而實現(xiàn)外部和內(nèi)部的每一個構(gòu)造細節(jié)的裸眼透視觀察。同時利用BIM模型自身承載的幾何信息把相關(guān)數(shù)據(jù)進行數(shù)字化標注，這給學生帶來更加豐富、直觀的視覺體驗，促進學生的識圖能力得到真正提升。教師利用BIM技術(shù)建立相關(guān)復雜工程節(jié)點的三維模型，使學生觀察和了解復雜工程構(gòu)造的結(jié)構(gòu)材料和功能特點，幫助學生準確理解、把握工程圖紙內(nèi)涵，進而降低教學難度。在教學實踐活動中利用BIM技術(shù)幫助學生熟悉圖紙標準、規(guī)范和結(jié)構(gòu)細節(jié)等，讓學生形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，進而達到事半功倍的教學效果。

三、基于BIM的課程改革創(chuàng)新措施

基于BIM模型的三維可視化特性可以保證實訓教學全過程的可視化。公路工程施工圖識圖實訓課程傳統(tǒng)根據(jù)二維施工圖的課堂講授式教學模式，教學效果難以直觀量測，雖然課后通過布置一定的作業(yè)以驗證課堂學習效果，但是過程難以控制，作業(yè)雷同較多。按照結(jié)果導向的教學方法，結(jié)合BIM技術(shù)對教學過程進行重新設計，是對識圖類課程進行改革的重要途徑。具體思路為：第一個環(huán)節(jié)，模型建造：讓學生利用BIM三維建模技術(shù)把典型案例的紙質(zhì)施工圖紙變成三維的實體模型，教師最后對模型的制作質(zhì)量進行考核。如果對二維圖紙理解存在偏差，那么最后完成的三維BIM模型必將不符合實際。在這個環(huán)節(jié)中，學生可以自主完成學習，自行判斷或相互檢查模型正確與否。完成的BIM模型，其幾何尺寸完全來源于真實的施工項目圖紙，三維建模過程中輸入的尺寸即為真實的尺寸。建模完成后，可以通過BIM軟件進行各個角度的觀看，模型如果尺寸正確，其結(jié)構(gòu)必然是協(xié)調(diào)的、符合邏輯的。第二個環(huán)節(jié)，虛擬建造：利用相關(guān)軟件對建造好的BIM模型按照施工組織設計進行施工模擬。通過BIM技術(shù)的虛擬建造功能，既有效避開了施工現(xiàn)場的危險，同時又營造了一種身臨其境的真實體驗感，解決了教學中實習組織實施困難的問題。第三個環(huán)節(jié)，出圖：利用BIM技術(shù)將三維模型在固定位置剖切，生成剖切位置的CAD平面圖紙并配置標準圖框與紙質(zhì)圖紙進行比對，對課程教學效果進行直觀量測，確保學生理解圖紙的準確性。上述三個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了從紙質(zhì)二維施工藍圖到三維BIM模型再導出生成二維CAD圖紙，同一構(gòu)造物的呈現(xiàn)方式經(jīng)歷了一個循環(huán)又回到了原點，但此時的二維圖紙已經(jīng)是經(jīng)過學生一個教學周期的消化吸收接納后自主生成的，相比原來施工圖在理解上已經(jīng)有了質(zhì)的飛越。

（一）教學內(nèi)容重組

經(jīng)過深入剖析交通土建類專業(yè)職業(yè)技能要求，在運用BIM技術(shù)進行教改實施過程中，必須結(jié)合BIM技術(shù)特點對實訓教學內(nèi)容進行重新組織設計，設計思路是將教學內(nèi)容分為四大模塊：模塊一：公路工程結(jié)構(gòu)基本構(gòu)造，結(jié)合實際典型構(gòu)件，將BIM模型引入實訓教學過程，利用BIM技術(shù)三維可視進行結(jié)構(gòu)三維動態(tài)認知，重點是結(jié)合實際三維模型重構(gòu)投影的基本知識及進行二維工程圖常用平立剖面繪制;模塊二：公路施工圖識讀，結(jié)合典型工程進行BIM建模，通過建模過程完成公路結(jié)構(gòu)剖面及細部構(gòu)造的識讀;模塊三：計量與計價，根據(jù)模塊二構(gòu)建的BIM模型，利用BIM軟件算量功能進行工程量的核算，套取定額，與概預算課程結(jié)合進行簡單計價訓練;模塊四：施工模擬，利用BIM模型進行5D施工模擬，加深對施工圖的理解。