基于BIM技术的《建筑设备》课程教学改革探讨

毕立俊 刘红露 赵菲菲 张慧峰 李春寒

摘要：BIM技术已在建筑领域掀起了大变革，而我们的教学却没有充分利用BIM技术优势。本文主要探讨BIM技术在建筑设备基础知识模块、识图模块和施工模块教学中的应用。实践证明BIM 技术为建筑设备教学提供丰富教学资源和教学手段。

关键词：BIM技术；建筑设备；教学改革

建筑设备课程是我校建筑工程技术、工程造价和工程监理等专业必修课程。课程包含内容主要是建筑给排水、电气和暖通三部分内容。其具体任务一是熟悉给常用的设备；二是熟练识读设备施工图；三是熟悉设备安装流程与技术及规范要求；四是能够简单修改给施工图；五是能够编写施工方案。学习任务重，难度大。因此应改革教学理念，强化应用能力培养，以工程应用为导向，加强实践教学。[1]

BIM可译为建筑信息模型用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程。建筑设备课程可利用BIM的建模功能提升设备认知能力，识图能力以及管线布置要求；通过BIM管线综合技术提高专业协调能力，和全专业识图能力；通过BIM可视化功能提升建筑整体认知能力，构建工程思维。

1.基于BIM技术的基础知识模块教学研究

基础知识模块主要讲解给排水采暖工程、消防工程、通风空调工程、和电气工程的组成分类以及管线布置要求。目前教学主要是通过简单图片辅助教学，整体认知较差，逻辑性较差，学习效果差。利用BIM教学，首先教师建立“样板文件”和整体模型作为教学资源；其次是在课堂上对Revit 软件的基础操作进行讲解，教学生如何去查看设备参数、三维视图以及如何查看三维模型；然后老师利用平台发布认识设备和查看系统任务，要求学生在课外利用Revit完成设备布置任务，并完成系统整体认识的报告；最后，老师建立“蓝墨云班课”平台，要求学生将完成的设备布置模型和整体认识报告传到平台上，在完成任务的过程中，学生也可在平台上对任务进行讨论和交流，提交完成后由老师和同学来评阅打分，并对发现的问题及经验进行交流和分享。评分直接记入平時成绩的考核，学生可查看每次的分数。

在基础知识块应用BIM技术可增加学生动手的机会，激发学习兴趣。基于BIM技术“理实一体”教学方法，有助于学生快速掌握理论知识，并拓展后续知识，为后续知识的学习提供预习的条件。基于BIM技术“可视化”教学，有利于学生建立学习场景，能够将知识快速的映射到大脑中，快速进入学习状态，简化了学习步骤，学习效率提高，同时BIM“可视化”教学能够显示建筑整体，有助于架构建筑整体思维，提升综合能力。基于BIM技术“平台”教学，简化了教师与学生沟通的路径，更够高效的建立联系，且沟通的途径更加和谐、公平、公开，有助于建立良好的师生感情；同时基于BIM技术“平台”教学有利于教学任务的推动，并能监测、动态观察任务的进展，以及进行必要的反馈、沟通和讨论。[2]因此，在基础知识模块教学中应该增加BIM相关知识，并采用任务模块教学，安排学生在BIM中查询设备信息、熟悉三维模型的实践课时。

2.基于BIM技术的识图知识模块教学研究

在识图模块中主要讲解给排水工程、消防工程、采暖工程、通风工程、空调工程和电气工程的施工图，安装施工图主要包括平面图、系统图和详图，管线复杂，需要大量的对照图纸识图，是学习的最大难点，传统的教学很难解决。利用BIM技术教学，首先教师根据讲课的图纸建立相应的Revit整体模型作为教学资源；其次是讲课时利用Revit 软件作为教学工具，在重难点讲解时一是利用Revit多窗口功能，在平面图上绘制管道，而三维图（西南轴侧方向）上联动显示，通过这种方式来对照平面图和系统图的位置对应关系；二是教师利用建立好的三维模型（西南轴侧方西）来绘制相应的平面图，通过这种方式来对照系统图和平面图。三是教师利用建立好的剖面三维模型来绘制剖面图，通过这种方式来识图剖面图，明确剖面图的位置；再次，在课堂上讲解模型绘制的基础操作后，要求学生在课外完成部分施工图的模型绘制工作。并将模型传到“平台”上，进行讨论、交流和评分。同时教师在平台上发布标准模型，供同学们对比自己的模型，进行修改和完善，发现解决自己的不足之处。最后，在课外要求同学们将模型与其他专业的模型在navisworks中进行合并，并进行“碰撞检测”和“管线优化”，拓展安装专业的综合能力。[3]

识图环节的难点主要是在于抽象，需要学生有良好的抽象思维，而我们学校近一半的同学为文科生，因此BIM技术增加了动手机会，降低了对学生抽象思维的要求，并通过实践培养了抽象思维。Revit 软件为平面图、系统图和详图的相互对应提供了平台，能够在同一界面显示三种图，并能实现联动，直观反应了三种图之间的关系，大幅降低了识图的难度。Revit 建模明确了识图的任务，学生知道在图纸中应查询、提取哪些信息，构建了识图的思路；同时Revit 建模实现了二维图纸到三维实体的转换，培养了学生的抽象思维、整体思维，从而也降低了识图的难度。Navisworks“碰撞检测” 和 “管线优化”任务是安装各专业有机联合在一起，明确了各专业之间的协调关系，培养了学生解决过程中解决专业冲突的能力。因此，在识图模块教学中应该增加BIM建模基础知识讲解，增加BIM建模训练时间。

3.基于BIM技术的施工知识模块教学研究

施工知识模块主要讲解管线布置要求、设备安装高度、施工流程、施工工艺验收规范和材料知识等内容。施工知识文字内容较多，不直观，学生学习兴趣不高。利用BIM技术教学，首先学生通过建模管道连接，管道与设备连接。掌握管道布置间距、坡度、设备安装高度和管线、设备材料知识。其次将安装模型和土建模型合并，利用Revit“孔洞预留”功能在土建楼板上开孔预留，从而掌握安装和土建的配合关系。再次，利用Navisworks做施工进度模拟，通过观看进度模拟视频，掌握安装工程的安装流程，同时还可制作管道、设备安装工艺流程，掌握其施工工艺流程。

4.总结

BIM技术推动了建筑领域的变革，也对高校培养专业人才提出了更高的要求。BIM 技术为建筑设备的教学提供了丰富的教学资源和教学手段，利用BIM技术改革建筑设备课程体系，既有利于提高学生的兴趣，增强实践，实现理实一体教学，降低学习难度，也拓展了建筑设备的应用前景，为学生以后在BIM方向发展打下了坚实的基础。在教学过程将课程与BIM 工作过程相结合，将有效培养出既具有专业素质又具有 BIM 应用基础能力的人才。

参考文献：

[1]王峰，基于BIM技术的建筑设备工程技术专业课程改革探讨；教育现代化，2017，21：45-46.

[2]陈先国，基于BIM的建筑设备可视化管理分析；工程管理，2017，10：116.

[3]丁力，BIM技术在建筑设备教学中的应用；创新与发展，2017，11：117.