基于BIM的土木工程专业制图教学改革应用与研究

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摘要： BIM强大的可视化能力和信息集成能力，为土木工程专业制图教学提供了新的研究手段和方向。在分析了现在土木工程专业制图教学中存在的问题，提出了基于bim的土木工程专业制图从二维转向三维的构想，探讨了基于BIM的土木工程专业制图进行教学改革的优势。文中阐述了基于BIM的土木工程设计建模、制图出图的优越性，其过程相比传统手工制图及CAD制图则变得更加形象和直观。分析并指出基于BIM的土木工程专业制图教学改革是可行的，故应积极开展BIM类土木工程相关制图课程。

Abstract： BIM's great information visualization and interaction capability， provides new research methods and direction for the civil engineering professional cartography teaching. After analyzing the existing problems in civil engineering graphics teaching， this paper puts forward the idea of BIM - based civil engineering drawing from 2D to 3D， and discusses the advantages of BIM - based civil engineering graphics teaching reform. This paper describes the superiority of civil engineering design modeling and drawing based on BIM， and its process is more visual and intuitive than the traditional manual drawing and CAD drawing. It is pointed out that it is feasible to reform the drawing teaching of civil engineering specialty based on BIM. Therefore， BIM civil engineering drawing course should be actively carried out.

P键词： BIM；土木工程专业制图；教学改革；CAD制图

Key words： BIM；Civil engineering professional drawing；teaching reform；CAD drawing

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0138-03

0 引言

长期以来，土木工程专业制图都是作为各广大高等学校教学计划中不可忽视的重要版块，其开设的相关类课程一般有《画法几何与土木工程制图》、《工程制图与CAD》、《建筑制图与AutoCAD》、《AutoCAD建筑制图基础教程》、《建筑制图与识图》等等，具体选择哪类课本作为开设课程就因学校而异。此类工程制图有一个共性，就是大多课程都是基于CAD制图，CAD（Computer Aided Design）是美国麻省理工学院于二十世纪60年代首次提出的概念，目前主要是用在二维平面上进行设计制图与出图，它的三维绘图功能相对滞后太多，对表达模型的三维立体感，直观性不够，因此对于复杂的节点与构件，学生理解起来也会比较困难。同时CAD制图还存在着一个很大的问题就是不能将三维形体与属性信息很好的结合起来。在当前教育行业这个大环境的引领下，传统的本科教学培养模式显然与当今社会所需人才不相契合，高校是在为社会培养精英人才，而近年兴起的BIM技术是一个非常值得推崇的技术手段，故应当被应用于高校教育当中，比如在土木工程专业制图教学这方面。相反，若高等学校对学生制图识图能力的培养继续采用这种单一的制图教学模式，必将不满足目前建筑设计行业对所需就业人才的需求。

1 土木工程专业制图教学中存在的问题

建筑教育行业必须顺应时展，紧跟其脚步，与国际接轨，不能犯“闭关锁国”“自给自足”的老错误。长期以来，我国土木工程专业制图系列课程教学都是基于CAD二维平面上的设计制图与出图，对三维立体的空间感知认识相对比较薄弱，这样单一的教学方式存在着一些问题。

①课程教学都还局限于传统的CAD二维制图制图，其三维制图功能尚不完善，对于复杂的构件及节点，缺乏空间想象力的学生理解起来就会显得特别困难。

②忽略了设计主线与工程主体，以狭义的教学理念为起点，就教学而教学，对设计制图教学思维的提炼与实际工程项目的衔接还远远不够，以及对设计规范、工程材料以及结构细部构造等了解的还不够，有产业经验和设计制图背景的师资较少。

③缺乏与建筑设计行业、企业单位或与社会的互动，就不同学校而言，教师教学所具备的工程实践能力差异较大，大多都是基于理论知识，造成与现有对应行业脱节，对当今社会建筑设计行业人才所要具备的技能要求不够与时俱进。

随着国家对BIM技术在工程建设领域的大力扶持，相继推出了一系列配套的使用标准及指导意见，引领着工程建设领域迈向更高层次发展。土建类专业就业形势相对较好，随着城乡建设走向稳定，行业对人才的需求量也趋于饱和，常规的技术人才相比以前优势就显得薄弱。同时，BIM近年来在国内大力推崇和发展，导致专业技术人才缺失，大部分公司又都急需BIM技术人才。若在高校教学中就开始培养学生对BIM的学习兴趣，让学生具备一定的BIM认识以及初步的去掌握好BIM技能，这就能使得学生毕业后面对社会能具有一定的竞争力和优势。

2 BIM发展理念

建筑信息模型（Building Information Modeling），简称BIM，是菲利普・伯恩斯坦于2002年首次提出的，是对建筑设计的创新。它的建筑模型是是基于工程项目各项相关信息数据建立的，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实构件信息，打破了传统二维图纸不能形象直观地展现出工程实体竣工后的一个三维整体面貌的局限性。它的目的是推行建设工程设计、现场施工和项目管理工作中的工程信息的模型化和数字化，避免工程项目信息流失，以及各方因交流过少或不到位而导致项目后期某方面冲突的问题，并且可为处于设计和施工中的建设项目，提供和建立起相互协调的、内部一致的及可运算的信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性特点。BIM的卓越三维动态显示和信息交互能力，结合中国建筑业所面临的机遇和挑战，BIM在中国建筑业发展中是不可或缺的。

近年来，全国各地都出台了一系列有关要求应用BIM技术的政策，其中广西壮族自治区住房和城乡建设厅于2016年1月12日了《关于印发广西推进建筑信息模型应用的工作实施方案的通知》，其政策要点：①到2017年底，基本形成满足BIM技术应用的配套政策、地方标准和市场环境。②到2020年底，我区甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程和市政工程施工企业普遍具备BIM技术应用能力，以国有资金投资为主的大中型建筑、申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区新立项项目勘察设计、施工、运营维护中集成应用BIM的项目比率达到90%。

3 基于BIM的土木工程专业制图教学改革思路

市场需求促进了人才需求，同时也促进了教育培训需求，为了更加的去迎合市场需求，高校必须适时的去更新人才培养方案并制定新的教学方案。在原有土木工程专业CAD二维设计制图与出图的基础上，注意土木工程制图教学培养方案是否与现实建筑设计行业发展的趋势相迎合，这样才能使高校培养出来的人才更加符合建筑设计企业的需求。BIM的出现，解决了传统二维图纸并不能形象直观地展F出工程实体竣工后建筑物的一个三维整体效果，重点是还能对模型信息起到集成的作用，同时也能达到平面出图的效果，这为建筑设计领域带来了新的变革。传统的二维CAD、三维CAD都是建筑物的几何表达方式，但是几何表达并不是建筑物的全部。建筑物的几何属性加上非几何属性（材料信息、施工信息）统称为建筑信息，组合成的模型称为建筑信息模型（BIM）。所以三维CAD比二维CAD进了一步，BIM又比三维CAD更进了一大步。

在客观认识BIM技术的前提下，对现有的二维CAD教学应该给予肯定和坚持，同时也要不断地向新兴技术学习，将两者相结合，做到“1+1>2”效益。教学团队抓住“互联网+”机遇，把当今建设领域中最炙手可热的BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）技术作为土木工程专业制图课程教学内容，把BIM技术确定为设计制图教学改革的突破口，实施以提高学生的综合能力和素质，在原有传统CAD教学课程的基础上增设BIM教学内容，同时制定新的教学改革方案。

①将CAD制图与BIM技术相结合，开设更具发展理念的新课程，例如：《CAD与BIM建模基础》、《工程制图与BIM建模实训》、《结构设计BIM软件应用》、《工程管理BIM软件应用》、《工程造价BIM软件应用》等课程，在提升学生专业素养的同时，服务建筑行业人才需求。

②打破常规，不能仅局限于课本理论知识，要做到学以致用，大力开展实习实训，通过具体的工程案例去带动学生的积极性。

③加强“实训+就业”的校企合作实践教学理念。在现有的条件和资源基础下，充分利用好校内实践教学基地，积极开展好校际、校企之间的交流与合作，取其长，去其短，建立更多的校外企业实践教学基地，通过把校内实习与校外实习相结合的方法，高质量地完成好教学计划中的实践性教学环节。

4 教学改革实践效果

为了检验教学效果，学校建设也是紧跟时代脚步，积极开展BIM技术领域的生产、教学、应用等工作，在深化创新创业教育改革方面具有良好外部条件与领先技术基础，在广西高校中具备一定技术优势。积极开展BIM相关类课程，并于2013年还创建了“广西科技大学BIM研究所”，是广西区内成立首个的高校BIM研究所。结合地方本科院校的实际，针对土建行业的特点，充分发掘教学团队在BIM技术应用的技术优势，与广西建工集团第五建筑工程有限责任公司、广西建工集团第三建筑工程有限责任公司等企业开展BIM技术工程应用，实行校企合作，共建BIM实训基地，给本科生提供了一个有助于提升自我和增加就业的平台，激励大学生充分利用在校学习机会，夯实专业基础，进一步拓展大学生未来的就业能力。先后由学生完成的项目有广西南宁金融广场、南宁凯悦花园、柳州中医院东院一期、百色干部学院6号楼等项目，荣获的荣誉也是颇多。这里以全国奖项为例，其中广西南宁金融广场荣获“2015第四届“龙图杯”全国BIM大赛―三等奖”；柳州中医院和百色6号楼分别荣获“高校组”和“施工组”的“2016第四届“龙图杯”全国BIM大赛―三等奖”等。参赛的结果充分显示了基于 BIM 平台的土木工程专业制图教学方法在全面提高教学质量、提高设计效率等方面的所具备的一定优势，充分说明了本文提出的土木工程专业制图教学改革的有效性，具有一定的推广应用价值。高校根据市场需求，制定新的教学方案，为企业打造所需人才，既满足企业需求，又达到了教学的目的，这将是一个互利共赢的局面。图1-图3为部分获奖作品的BIM三维模型展示，BIM应用点在此不作叙述。

5 结语

通过以上研究，将BIM应用于土木工程专业制图教学是可行的，实现了建筑CAD技术从基于点线面的二维表达向基于对象的三维形体与属性信息表达的转变。将CAD制图与BIM相结合进行教学这一理念，不仅为土木工程专业制图教学提供了新的研究手段和方向，也为毕业生在工作岗位中运用BIM技术打下来初步的基础，满足了社会对BIM技术性人才的需求。

参考文献：

[1]王述红，刘婉婷，赵文.基于BIM技术的岩石力学实验教学课程改革研究[J].高等建筑教育，2016（04）：137-141.

[2]齐聪，苏鸿根.关于Revit平台工程量计算软件的若干问题的探讨[J].计算机工程与设计，2008（14）：3760-3762.

[3]宣云干.基于面向对象数据库的参数化建筑建模[J].工程管理，2012（S1）：117-118.

[4]郭亮.BIM在工程管理专业可持续发展中的教学改革研究[J].学园，2015（09）：01-02.

[5]邓雪原.CAD、BIM与协同研究[J].土木建筑工程信息技术，2013（05）：20-25.

[6]上海交通大学BIM研究团队官方网站（2009-）[OL].http：/ /.