基于BIM智能建筑模型仿真实训的《建筑结构与识图》课程改革

赵文溪 孙猛

【摘要】鉴于《建筑结构与识图》课程知识内容抽象难理解、与00后学生的思维特征不相匹配等问题，本文在课程体系构建中以BIM智能建筑模型仿真实训为载体，借助虚拟现实技术，使专业知识学习具象化，提高教学质量，促进人才培养质量的提高。

【关键词】BIM;《建筑结构与识图》;课程改革

1、实施背景

高职教育是国家重点建设的教育模式，主要为培养适应生产、建设、管理、服务第一线所需要的高等技术应用型专门人才。人才培养目标是为城市基础设施建设而服务，需根据市场需求来实时调整课程安排。学生是学习过程的主体，课程方案的设置应以让学生最大程度接受为目标。

建筑结构构造与识图是高职建筑工程施工类和管理类专业的一门重要必修课程[1]，以往一些课程环节的设置与目前00后学生的思维特征不相匹配。那么，如何完善《建筑结构与识图》课程建设，是作为专业课教师亟待解决的问题。

2、实施过程

2.1基本思路

2.1.1由教师为中心转变成以学生为中心

学生在学习上的特点、存在的问题一定程度上影响了学生的成长，表现在培养出来的学生不能很好适应社会发展的要求，学生的学习能力和实际应用能力一般，因而需要对高职学生学情进行分析，改善教学模式。

在教學过程中，学生是教学的主体，教师应起到的是引导作用。以学生为本，与学生建立一条良好的沟通渠道，参考他们的意见，聆听他们的心声，使学生乐于参与到课堂教学的每个环节中，积极构建欢快、和谐、高效的课堂。

2.1.2以课本为中心转变为以项目为中心

传统课本内容冗长繁琐，教学组织不够紧密，不易于学生理解，学生往往通过死记硬背来掌握内容，教学效果一般。因此，改变填鸭式教学模式，以《建筑结构与识图》课程资源平台为载体，将“互联网+”思维融入教学，将纸质教材与数字资源有机整合，建立项目化教学模式，通过模拟工程总体及各分项工程的建造过程，保证学生掌握所需的知识点和技能点，以达到教学的目标。

2.1.3以课堂为中心转变为以实训为中心

随着建筑施工管理的规范化，学生人数的增加，带领学生到施工现场实习的困难越来越大，而且在施工现场只能看到某一时刻的施工环节，而不能看到施工的全过程。在“互联网+”时代下，引入“互联网+教育+建筑”理念，在BIM虚拟仿真实训基地，学生能够直观地学习建筑结构相关知识，激发学生的学习兴趣。改变传统教学模式，实行“理、实、学、做”教学模式。

2.2基本方法

2.2.1启发式教学方法

教授过程中可以巧妙设疑，以启发学生的学习思维。如在讲授脚手架工程时预设几个关键性问题，通过问题引导学生进行热烈的讨论，各抒己见，使“我要听”变成“我要说”的课堂，学生们在讨论中学到了专业知识，并解决了心中的问题难点。

2.2.2情景式教学方法

《建筑结构与识图》课程中涉及到的内容多、范围广，知识体系也比较复杂，由于学生很少接触到实际工程项目，单凭语言描述讲解，学生接受程度一般。以BIM智能建筑模型为载体，将实训学习与专业知识节点一一对应，并借助虚拟现实技术，使专业知识学习具象化，还原施工过程，使学生犹如身临其境，更直观地学习建筑结构图的相关知识。

2.2.3任务式教学方法

通过《建筑结构与识图》课程资源平台，教师下达实训任务，学生可以在平台实训模式下进入到图纸。平台具有强大的处理功能和高度智能化、直观生动的操作界面，让学生能够动态观察三维软件创建的实体模型，建立空间几何形体的整体概念。平台不仅明显提高了教学效率，轻松地搬走了学生的“绊脚石”;同时，提高了学生的空间想象力，为后续的实践课打下了一定的识图基础。

2.3教学过程

2.3.1课程讲授

《建筑结构与识图》课程资源平台是基于BIM技术、3dsmax三维模型软件开发的识图软件，地物显示效果极其逼真，图纸与模型完全做到三维可视化，图纸与三维构件一一对应，可以进行360度旋转、缩放、细部构造观察，直观地展示三维构件与图纸的投影关系。

在《建筑结构与识图》的教学中，以课程资源平台为基础，真实表现建筑、装饰、安装、结构的细节与图纸实现——对应。点击结构图构件可以清晰看到内部细节构造及参数，三维图形配以平法标注一一对应，便于理解。三维梁模型配对结施平法梁图，为便于学生识别钢筋将平法标识与三维钢筋以同一颜色标识。三维钢筋模型真实细致，完全正确对照平法标识以及真实钢筋绑扎来布置钢筋位置。

在教学过程中可以通过互动式交互模式进行构件钢筋的组合，模拟施工过程。学生可以选择钢筋的根数、级别、直径和弯折形状，拼装到构建中。并且每一张图都配置详细索引，更好的引导学生学习实训。学生只需点击需要查看的结构部件，就能够实现平面构件3D可视化。

在教学中引入三维信息模型技术，用图文并茂的多媒体课件，动态反映框架结构、剪力墙结构等各个构造节点的做法[2]。既直观生动的教学既能激发学生的空间想象力，又弥补了语言表述方面的缺憾。运用学习通等APP教学平台，在促进学生自主学习的同时，加强师生的交流互动，增强了学生对基本构件的构造要求及对“平法”制图规则的理解。

2.3.2实训实践

（1）BIM智能建筑模型

以校内BIM智能建筑模型为依托，由教师带领学生分阶段进行现场讲授和实训，将实物配筋情况与“平法”施工图版面进行直观对比，采用“图物两对照、看图查实物、照物辩识图”的方法进行读图实训。通过“平法”制图规则、构造措施与实际配筋的直观对比[3]，学生能够很快熟悉“平法”施工图的制图规则，掌握“平法”施工图的识图要领。如：在框架梁的识图这一部分，框架梁内的主筋、腹筋、架立筋、箍筋等的具体布置，都可以通过BIM智能建筑模型中的框架梁所外露钢筋得到展示，加深学生的直观认识。让学生看得见，摸得着，就容易理解，也能够记忆深刻。通过现场教学，学生踊跃提出问题，师生互动答疑解惑， 增强了学生的感性认识， 对提高其学习兴趣、激发其求知欲很有帮助。

（2）智能扫描系统

智能扫描系统与实体模型内部节点一一对应，学生可以通过APP扫码获取到老师正在讲解的构件内容，包括图文解读、施工影像、BIM资源、试题考核等，随扫随学，情景再现施工过程，加深理解与认识。如：在框架梁的识图这一部分，扫码即可得到梁内部钢筋具体构造。

3、实际成果

3.1学生的欢迎度高

在《建筑结构与识图》课程中，以BIM智能建筑模型仿真实训区为载体，应用形式多样的教学模式，如：课程资源平台、扫码APP、实体建筑等，受到学生的广泛关注。

3.2学生的掌握度高

兴趣是最能打动学生的地方，在教学过程中，以形式多样的教学方法，辅以各类教学设备，激发了学生的学习兴趣，从被动学到我要学，并主动围绕实训过程中的问题向老师提问，掌握程度较好。

3.3学生的应用度广

《建筑结构与识图》是一门承上启下的课程，对今后其他专业课程的学习和工作有着非常重要的意义。通过BIM技术虚拟现实，加强课程与生活实际的联系。教师也需要运用相应的软件，动态模拟场景，使之更加逼真。由此提高教学的效率，增强学生的实践能力。

参考文献：

[1]刘彩玲.建筑识图课程教学改革探究[J].杨凌职业技术学院学报，2016（2）：69-71.

[2]刘建邦.“平法”施工图融入建筑结构构造与识图教学实践研究[J].黄河水利职业技术学院学报，2020（4）：88-91.

作者简介：

赵文溪（1989-），女，辽宁营口人，讲师，硕士研究生，主要从事高职建筑工程类专业的教学与研究工作，研究方向为建筑结构与建筑施工。

孙猛（1988-），男，辽宁盘锦人，讲师，硕士研究生，主要从事高职建筑工程类专业的教学与研究工作，研究方向为建筑施工与BIM建模。