BIM技术在公路工程的制图课程思考

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摘要：运用bim模型三维可视化的特点，在道桥专业的识图教学中，把BIM三维建模的原理、方法和技能融合、渗透到公路工程制图学习中,改变传统教学理念与模式，运用BIM模型直观展示教学内容，培养学生形象思维和空间想象能力，使学生更易于想象和理解，从而显著提高教学效率。

关键词：BIM三维建模；公路工程；空间想象能力

交通部十三五规划中指出，运用BIM技术进行规划、设计、施工和运营、检测维护管理是一种新兴的技术潮流，它所引领的公路行业的技术革命势在必行。BIM是通过创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程[1]。运用BIM模型三维可视化的特点，在公路工程识图教学中，改变传统教学理念，优化教学模式，对工程实体借助BIM模型直观展示，培养学生的形象思维和空间想象能力，从而显著提高教学效率。

一、公路工程制图课程的教学现状分析

公路工程制图教学目标是使学生能熟练地识读工程专业图纸和运用CAD软件熟练绘制工程施工图，是对学生后续专业领域教学的引领，重点对学生的空间思维能力和想象能力的培养。要想实现在工程平面图纸上由平面图形来想象工程实体或把工程实体表示在图纸上成平面图形,必须具备一定的空间想象能力。在现实教学中，多借助工程实体照片、多媒体课件、施工过程视频动画、教学模型等手段，帮助学生建立空间概念，对教学目标的实现起到了一定的作用。但这样的教学，对学生工程图纸的识读能力、空间思维能力培养究竟有多大效果，通过问卷调查发现学生识图能力并未得到改善与提高，究其原因有以下两个方面：1.1学生空间思维培养不足，后续专业课程学习困难。公路专业课程的基础是三视图作图，该内容的教学重点是要培养学生的三维空间思维。在实际教学中，此部分内容教学其实并不容易，多数授课老师深有体会，在短时间内让学生很好地掌握难度很大，能让学生掌握简单形体的三视图作图已经很不错，别说是公路工程实体了。造成这个现象的原因一方面是学生刚接触这种学习训练，思维上不适应，需要时间，另一方面是常规的的教学手段较难引起学生的学习兴趣，激发他们的学习热情[2]。1.2教师在进行传统的公路识图教学时，通常是依据某个工程现有的专业工程施工图纸进行识图授课，跟学生详细介绍每张施工图纸中的图示内容。在授课过程中尽管教师会针对学生提出的问题进行答疑解惑，但由于公路工程施工图都是二维平面的，刚接触专业知识的学生平面图识读水平明显不足，很难由这种二维平面的专业施工图想象出三维空间，更不用说将平面图与公路实体进行对应，学生更希望看到的图纸是更为直观与形象的三维图纸，但其公路专业知识点比较复杂，并导致在具体学习过程中学生们难以对图纸中所表达的内容有一个清晰的了解。所以这样教学，学生无法真正有效地识读公路工程施工图。

二、BIM技术融入工程识图教学的意义

综上所述，公路工程制图教学依靠传统的教学手段对这部分内容进行教学，难以使学生更好地理解与想象，无法提高其空间想象能力。而基于BIM技术的三维软件图形的出现，对传统的CAD教学思路进行一定程度的转变。将BIM技术融入工程识图教学过程中，把BIM三维建模技术引入传统教学,培养学生对三维形体的认识与想象，提升学生专业识图的教学效果。2.1帮助学生快速建立形体模型，形成空间思维在传统工程制图教学中，教师会借助于教学模型或者多媒体课件辅助教学，丰富学生的感性认识。这样做虽较形象直观，但教学方法局限性也大：模型教学投入较高，种类有限，与教材不配套，无法及时更新补充，从而会影响相关内容教学；多媒体课件教学虽使教学内容更丰富、更形象，但仅靠课堂以教师为中心讲授，学生处于被动的地位，还是无法使学生全面的理解作图原理。教学中学生主动参与机会少，学习热情不够。如能把BIM建模技术融入制图教学中，则可以根据课堂需要运用BIM快捷的建模功能，快速建立各种模型，可以多方位、多角度进行观察，操作起来灵活快捷，同时也便于更改和编辑，这样学生对形体三视图的作图原理更易理解。同时，学生在掌握BIM建模技术后，在讲到较复杂形体三视图作图、工程图纸构件部位识读时，学生可以根据视图或自己的想象构造形体进行BIM建模,大家以小组为单位互相讨论，教师引导，并实时验证思维正确性。这种教学模式让学生主动参与，积极提问，以学生为中心，教师为辅，既提高了学生学习的积极性，又促进了教学过程中的师生互动，保持学习的主动性、创造性。2.2通过构建模型，使公路工程实体的各部位空间可视化，便于学生理解。公路工程施工图通常都是二维平面的，分为立面图、平面图和剖、断面图几部分，教师在专业工程识图与绘图的教学过程中，如果能在完成常规施工图识读教学后，让学生根据施工图中所示的内容和信息借助于Revit软件来对公路工程整体来进行虚拟建模，在建模的过程中，学生对公路工程各部位进行合理分解与整合建成三维模型，由于模型从整体到局部都是可视的，来加深对公路工程整体的认知。并为提升课堂教学的吸引力，在课堂上全面给学生们展示各构件设计方案、结构设计方案，有效地避免了二维施工图表达不充分的弊病，通过利用BIM技术建成完善的空间模型，将公路路线整体及其各构造物清晰地表现出来，空间的可视化有助于将学生对形体的认知提升到新的高度[3]。在对公路各部位的立剖面进行讲解时，学生们往往难以借助于立面图以及剖面图来对公路的情况有一个清晰的了解，这就需要教师们来根据教材的实际教学内容来引导学生进行三维视图的构建，并在此基础上进行相应的教学工作[4]。在这教学模式下，学生能够对公路工程整体的情况进行全方位的观察，并进一步加深学生对于公路工程剖面的理解程度。考虑到未来的发展趋势，还需要在公路工程识图与CAD绘图教学环节中适当增加BIM建模技术以及实践课程，来提升学生二维转三维形象思维和空间想象能力。

三、结束语：

未来的BIM技术将逐渐取代CAD成为了下一代的主流软件体系，在公路工程制图课程中合理融入BIM，让学生掌握BIM的建模理论，根据自己的专业设计图建成BIM模型，利用BIM模型增强识图能力，同时让学生可随时发现自己设计作业的准确性和合理性，完成视图与工程实体之间形象思维的转换，对后续专业课程的讲授奠定良好的基础，有利于提升学生的专业技能。

参考文献

[1]何关培，李刚.那个叫BIM的东西究竟是什么[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]朱少君.将BIM技术应用于建筑专业识图教学的思考[J].泰州职业技术学院学报，2016，16（6）.

[3]王珺.BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究[D].成都：西南交通大学,2011.

[4]黄海生，吴丹丹.基于BIM的土木工程课程体系教学改革[J].湖北科技学院学报，2016，36（4）：74-77.

作者:刘肖群 邓小军 单位:山东交通职业学院