基于BIM的建筑工程图学课程改革与探索

【摘要】社会不断发展，知识经济时代已经全面到来，在科学技术日新月异的发展背景下，人才与科技的竞争越发激烈。现代信息技术的快速推进，使建筑业迎来了BIM时代。工程图学课程在建筑专业中占有着基础性的地位，是建筑学科的基础，因此做好工程图学课程的教学对于促进整个建筑业的进步显得尤为重要，关于高校建筑学科中的工程图学课程改革的研究力度也正在逐步加强。本文将以此为出发点，对基于BIM时代的建筑工程图学的课程与改革做初步探讨。

【关键词】BIM；建筑业；工程图学课程；教学改革

前言：BIM技术的应用，对于现代建筑业来说可谓是一场革命性转折，能够帮助建筑业全面提升综合生产力。回顾建筑业发展道路，CAD技术为建筑业创造了空前的发展机遇，摆脱了最为传统的手工绘图弊端，实现了向计算机技术的突破，成为建筑业的标志性进展。然而随着时代的发展，基于CAD的二维制图已经无法再满足当前的教育需求，BIM的出现，使工程效率获得了全面的提高，建筑业因此迎来了一个全新的发展时期。虽然BIM技术在建筑业当中获得了广泛应用，但高校的教学却依然停留于传统教学模式当中，工程图学又是建筑学科的基础，同BIM有着极为密切的联系。因此，探讨基于BIM的建筑工程图学课程改革具有着重要的现实意义。

一、BIM技术概述

BIM的定义为：建筑信息模型，指的是利用现代信息技术对建筑所有相关内容进行模拟仿真，以此为强化建筑实践提供便利。建筑的实现，其视觉信息完全不再仅仅局限于几何图形方面，更多的是一些与建筑相关的其他信息，包括材料、架构、成本等等[1]。因此，BIM实际上就是将整个建筑进行数据化，通过信息技术对建筑进行虚拟化构建，使建筑成为一个系统化模型，囊括进所有的建筑信息，使建筑实践能够有更多的参考和决策依据，从而确保工程质量，使建筑业可持续发展。

二、工程图学学科的任务与教学现状

工程图学是建筑学的基础学科，在机械工程、材料工程、建筑控制工程等等机械类建筑类专业的必修课，教学目标是为了培养学生通过二维图形来表达三维立体空间的能力，使学生具备建筑业基础的设计与构形能力和三维造型设计能力等，以此来养成良好的工程意识[2]。因此，工程图学学科的任务就是为了使学生提升综合能力，形成科学的思维方法，确保更好地打造高质量应用型人才，以推动现代建筑业的进一步发展。

回顾现代工程图学的发展能够看出，其最初源于计算机技术，因为其具有图形的处理功能，从而被广泛应用于工程设计领域的图形绘制当中。进入二十一世纪以来，工程图学的教学开始大规模普及CAD技术教学，使工程图学学科在近十多年中的发展有着较好的成果。然而时至今日，BIM已经成为了建筑业中的领先技术，高校的工程图学教学也不应当再局限于仅仅依靠几何投影理论来进行教学的模式，而是应充分结合计算机学科、数学、智能化和工程科学于一体的交叉性学科[3]。但是对此的教学，受到高校自身的诸多影响，致使施教还停留于传统的工程图学教学模式当中，因此相比之下，教学效果难以满足现代建筑业发展所需，明显滞后，教学课程的改革，成为必须之举。

三、基于BIM 的建筑工程图学课程改革建议

建筑业的核心就是设计，长期以来，工程图学课程的教学都是为了引导学生养成空间想象力，建筑中的三维图形都是通过二维平面图的线条构建来进行表达，因此，必须要经过专业教学来实现知识的掌握。如果CAD技术为工程图学的教学带来了新的革命，那么BIM无疑是新革命的又一次突破，工程图学教学因此技术化繁为简，使工程设计全面“三维化”，直接通过计算机便实现了三维建筑模型的表达，要使其更好地应用于建筑当中，通过教育培养应用型专业人才，才能更好地满足现代建筑所需，对此，本文认为可以从以下几个方面进行教学的改革：

（一）转变传统的教学理念

现代工程图学的教学已经在计算机技术的支撑下普及了多媒体教学，传统的手工教学模式和二维图形被改革已经成为了必然，因此，传统的以“识图”为主的教学理念也应当被摒弃，转变为图形的三维表达教育理念，课堂教学也应当加大计算机应用力度，使三维制图成为学生的“思维定势”。BIM技术恰好具有这样的优势，将这样的优势全面嵌入到教学当中，对于学生空间逻辑思维与创新能力的培养具有着积极的作用。

（二）改变传统的教学体系

一直以来，高校工程图学的教学都是以识图为主，以计算机绘图为辅，也就是说，在教学当中基本都是侧重讲解二维投影，并用二维图形去解释三维图形，使三维图形只能产生在学生的脑海当中，对手绘或计算机绘制的二维图形往往只是作为基础性教学，完全涉及不到创新概念。BIM技术的应用，能够使三维图形呈现出来，通过三维绘图软件的使用，使学生对所学内容产生更好地理解。因此，教学体系的改革创新，应全面落实计算机三维建模，确保模型的构建与计算机所绘图形相一致，使理论与教学实践充分结合，改变并创新传统的教学体系。

（三）创新教学内容

关于教学内容的创新，其重要性不言而喻。传统的工程图学教学内容均是以投影法教学为主，很大程度上忽视了点、线、面的投影，仅能够对简单图形内容进行讲解。现代工程图学教学，要求以立体的三视图表达为主，只有不断强化轴测图的教学，使学生对三维图形的手绘能力逐渐提高，并养成学生对三维草图的绘制能力，才能为更好地开展立体图形表达教学打好基础。本文认为其中最重要的一点，是要能够提升学生对此的学习兴趣，BIM技术的优势就在于，能够对现代建筑中的几何知识进行全面解剖，不仅有利于学生快速掌握现代建筑物的架构，同时还能最大程度拓展知识面，使学生对建筑有着更为充分的了解，包括几何图形的绘图与建筑的阅读等等[4]。因此，工程图学教学过程当中应当围绕计算机绘图来对三视图概念进行充分讲解，给学生更多的实践操作机会，拓展学生创新思维，在CAD教学基础上，大力开展BIMN技术软件教学。

（四）转变教学模式

传统的教学模式始终在沿用着以课件教学为主，但这种教学模式的弊端显而易见，不仅不利于学生学习兴趣的提高，更不利于学生创新思维的养成，并且相对“保守”的教学模式也很难与现代建筑业的实际需求接轨。因此，现代工程图学教学应充分利用BIM技术的优势，增加三维绘图软件的教学，使传统的多媒体课件成为辅助教学，使建筑中的几何图形更生动直观地呈现，加深学生对三维模型的理解。

结论：综上所述，任何知识的更新，都需要从教育阶段入手。BIM技术为现代建筑业带来了全新的发展机遇，高校工程图学作为建筑学科基础，加大改革力度，势在必行。