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基于BIM技术的建筑学实践课程教学研究

2019-07-09

陕西青年职业学院学报 2019年2期
关键词:建筑学课程设计房屋

聂 瑞

(陕西国防工业职业技术学院 陕西西安 710300)

在土木工程专业中,房屋建筑学课程作为重要的专业基础课之一,占据着举足轻重的地位,而在科学技术的强大推动下,极大地彰显出BIM技术的应用价值,已经对房屋建筑学课程教学产生了极大的影响,深受房屋建筑学专业师生的高度重视和关注。在房屋建筑学课程教学过程中,加强BIM技术的应用,可以将学生的专业知识进行巩固化,不断提高学生的实践操作技能,实现理论和实践的高度统一和一致,最大程度地满足学以致用的教学需求,实现高校房屋建筑学专业的人才培养目标,为社会和企业输送一大批源源不断的高质量人才,赋予房屋建筑工程企业强大的生命力。

一、BIM技术在房屋建筑学课程教学中的应用优势

对于BIM技术来说,属于重要的技术方法,在教学、展示以及模拟等方面发挥着显著优势,主要借助三维数字技术的应用,在整理和优化房屋建筑学相关内容以后,加强综合教学数据模型的构建,确保学生对建筑的设计原理和构造方法等进行充分了解,为学生学习效率的提升创造有利条件,实现教学资源的高效利用和配置,并将学生的专业学习兴趣提升上来。

(一)有利于促进教学多方面发展

在房屋建筑学教学过程中,加强BIM技术的应用,其优势比较显著,而且对于多方面综合发展也具有极大的促进作用。比如在学生课后学习方面和学生技能竞赛能力提升方面等。借助开展课程教学,可以不断提高学生的综合能力,而且更好地助益于其他教学工作的开展。

(二)有利于与学生的学习需求相符合

现阶段,加强BIM技术的应用,是满足学生学习需求的重要举措。对于BIM技术来说,其特点主要包括:首先,三维化功能,可以将建筑自身展示出来,并虚拟化展示出建筑的设计原理和构造方法等,确保学生可以进行宏观式的学习,弥补知识的薄弱点和空白点。同时,借助三维化教学的开展,对于学生后续学习也具有极大的指导性作用。其次,一体化功能。BIM教学资源,可以将建筑、结构以及设备专业的信息整合在一起[1]。并将施工模拟和施工工艺等信息集成起来,突破传统二维图纸教学模式中存在的缺陷,借助多维度方式,促进综合型教学的顺利进行,确保教学效率的稳步提升。最后,案例扩充功能。BIM教学资源,其扩充性特点比较显著,教师和学生均可以结合自身需求,以此来进行案例扩充,不断提高教学内容表的充实性和丰富性,避免传统教学中内容重复讲解现象的出现。

二、BIM技术在房屋建筑学课程教学应用中存在的问题

(一)学生的主观能动性严重缺失

在房屋建筑学课程设计过程中,虽然将以往制图类课程内容结合在一起,但是与后续课程尚未紧密联系在一起。在设计过程中,通过加强手工绘图的应用,不仅会大大增加工作量,而且还会浪费较多的时间和精力,学生很难全身心地投入到思考和钻研设计内容中去。特别如果选题的差异性不显著,设计的深度和新意很难体现出来,存在着严重的“照搬照抄”现象[2]。

(二)教学内容的实效性较低

现阶段,房屋建筑学教材种类比较多,但是内容存在着极大的差异性,与行业发展出现了严重的失调。在教材中,一些仍然采用木制门窗构造、砖拱过梁等,没有积极创新技术规范和施工做法。同时,新知识的更新速度也比较滞缓,尚未广泛应用新型保温材料、装配式建筑的设计和构造等,进而无法满足建筑行业的发展需求。

(三)教学方式较不合理

在理论教学过程中,诸多教师会对PPT进行应用,以此来将课件制作出来,将相关专业知识展示出来。在教学过程中,一些教师使用二维图形式,有时还要搭配动画,而学生要结合平面图[3],将三维模型展示出来。如果学生的空间想象力缺失,很难充分理解和应用所学的知识内容。所以在二维图形授课方式,很难与人才培养需求相一致和协调,一些环节即使使用三维动画,也可以充分表述出教学内容。

(四)设计时间安排有待改进

在房屋建筑学教学过程中,在设计时间的安排方面,其内容主要理论学习和实践案例的设计绘图作业。在考试的影响下,学生的学习压力比较大,很难专心投入到课程设计过程中来,而且教师也很难实时监督和指导学生的绘图。此外,在设计教学过程中,学生大都将自己的业余时间利用起来,进行绘图工作,教师很难在时间安排方面予以强有力的保障,其指导力度严重缺失,进而不利于学生设计质量的提升。

三、BIM技术在房屋建筑学课程教学的具体建议

(一)树立全新的教学思路

高校要对应用型课程改革需求进行深入分析,对学生进行合理分组,在授课之前,教师要让学生对学习任务进行明确化,然后在上课过程中,有重点地讲解教学知识点,并引导小组探讨和分析相关知识点,由学生的抢答,给出课堂表现分,进而将学生的学习兴趣激发出来[4]。借助分组抢答的方式,可以将各个小组的竞争意识充分激发出来,不断提高课上学习的积极性和主动性,并使小组成员之间保持通力合作和交流,为学生协作能力的提升创造有利条件,同时还有助于教师对知识的掌握情况进行充分了解,为教师后续正常授课奠定坚实的基础,从而对教学进度和内容进行有针对性地调整和改进。

(二)优化教学内容和课程设计

首先,在教学内容方面。对于房屋建筑学课程来说,重要的特点就是内容多、知识范围广等,要想将实践性的课程特色充分彰显出来,在学习房屋的六大组成部分时,要引导学生结合六大构造专题,以此来进行设计和调研,然后结合课程单元,按照由浅入深的顺序,进行合理化设计[5]。在教学过程中,教师要对学科前沿发展动态进行密切关注,梳理和归纳好最新建筑技术和建筑构造等内容,将其纳入到教学过程之中。同时,还要加强新旧规范,加强BIM三维模型的构建,深度分析建构的模型,使学生对其差异性进行深入分析。

其次,在课程设计方面。一些学生的空间想象力比较薄弱化,很难对建筑的总体造型和内部构造等进行充分了解,在绘图中,大量小问题经常出现。在实际教学过程中,要加强BIM技术的应用,将可视化、协调性以及模拟性等优势充分发挥出来,借助三维建模,学生可以为建筑各个部分的构成进行了解,进一步明确平面布局和功能分区情况,而且还可以将制图中存在的问题找出来,实时进行修改。在操作过程中,要发挥出关联性的优势,对平面和剖面等进行联动修改,为绘图效率的提升创造有利条件。而在模拟性方面,有爱将建筑细部构造的材质和做法模拟出来,比如带保温层的墙体等[6]。在修改以后,其可出图性,可以直接输出最终成果,进而确保课程设计良好的实施效果。BIM技术在课程体系中的流程图如图1所示:

图1建筑设计任务分解流程图

(三)创新变革教学方法

教师在授课过程中,要加强BIM技术的应用,将三维图像绘制出来,集中整合好二维图形表达和三维动态展示等,简化抽象化的知识内容,直观形象地为学生展示出来,学生不仅可以对只是点进行了解,而且还可以形成感性认识,加深理解和记忆。现阶段,一些院校的房屋建筑学课程教学,主要围绕理论讲授而展开,在学期末中,安排一周课程设计,进而为实践环节练习的完成创造条件。但是如果学生前期理论知识的学习比较薄弱化,将会对后期实践产生极大的影响。基于此,教师在各个模块理论知识学习以后[7],要借助BIM软件,加强相应的单个构件的构建,在新知识学习不断深入的强化的情况下,将新的构件增设出来,不断提高学生理论知识的认知水平,并将BIM软件的协调性体现出来,还可以不断深化BIM三维模型自动检测建构对象之间的互相沟通性。

(四)合理安排教学时间

在房屋建筑学课程学习过程中,要引导学生结合毕业设计要求,以此来进行选题,然后在课程设计中,将毕业设计的建筑设计部分落实到位。在课程设计过程中,要加强BIM建模软件Revit,将建筑方案绘制出来,教师要进行悉心指导,然后将三维建筑模型绘制出来,最后对制图规范的要求进行深入分析,打造出标准程度较高的施工图,进而完成上交作业这一环节。

在讲解完平面设计内容时,要开始对课程设计相关内容进行讲解,具体在第六周开始进行。在设计过程中,机房集中指导和学生业余时间绘图等都是重要的教学方式,所以要将两者结合在一起,其中教师一周要指导2~3节课,然后剩下的时间交给学生,引导学生进行自主学习和操作,其进度安排表如图2所示:

时间指导内容第六周启迪设计思路、复习Revit功能第七周观看单层模型,初步方案指导第八周将初步方案确定下来第九周对建筑完整模型进行检查,并提出修改意见第十周对建筑平面图进行检查第十一周对建筑剖面图进行检查第十二周对建筑大样图进行审查,然后将所有设计内容整合在一起

图2课程设计指导安排

在布置好设计任务的情况下,将第八周设置为机房的“设计教室”,教师要定期对学生的阶段成果进行检查[8],深入机房,有针对性地指导学生所存在的疑问,在设计过程中,如果发现问题,要及时进行归纳和总结。由于设计时间控制在第六周到第十二周,学生的备考压力得到了有效控制,而且教师也具有充足的时间对学生给予指导。

四、BIM技术在房屋建筑学课程教学中的应用案例

对于BIM技术来说,其可视化和模拟性等特点比较显著,将BIM技术进行应用,对于房屋建筑学课程教学的开展具有极大的促进作用。比如对于屋顶的天沟和女儿墙位置来说,由于处于屋面上方,所以很难直接被看到,要想使学生对这一知识点进行充分掌握和了解,教师可以加强BIM技术的应用,在基本绘制完成以后,学生可以基于不同视角,对不同的关注点进行观察,而且还可以将不同部位构造展示出来。再如:对于箱型基础来说,由于其位置处于地面以下,同样很难被看到,如果不积极深入到施工现场之中,很难对其细部构造做法进行充分了解,所以要借助BIM平台中的Revit软件,将箱型基础整体构造图绘制出来,具体如图3所示,在图3绘制以后,可以基于不同视角,以此来对不同的关注点进行观察,也可以将不同构造部位展示出来,践行全面展示局部的完成。

图3箱型基础整体构造展示

BIM平台软件,所具有的展示功能比较多,可以将模型的动态可视化充分展示出来,结合不同效果要求,对不同的表达方式进行选择,比如线框和着色等,在三维立体模型中,展示出构件[9],充分表达出工程项目的设计思想,防止出现不合理现象。现阶段,施工图纸是平面的,只有在完工以后,才能发现不合格的设计缺陷。此外,借助BIM三维动态可视化功能,在房屋建筑学课程教学中具有较高的适用性,不断提高教学内容的生动性和形象性,并使学生对知识点进行充分掌握和了解。

五、结束语

总之,在房屋建筑学课程教学过程中,加强BIM技术的应用势在必行,可以不断提高房屋建筑学课程教学水平,并不断提高学生的学习效率,对房屋建筑的相关知识点进行充分了解,比如构造方法、建造原理等,进而统一BIM技术和房屋建筑学课程教学体系。

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