土木工程制圖教學(xué)改革分析

時(shí)間:2022-05-27 03:13:00

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土木工程制圖教學(xué)改革分析

[摘要]“互聯(lián)網(wǎng)+教育”理念的提出,使各學(xué)科教學(xué)手段更為豐富,為課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新提供方向?;诖?,文章將土木工程制圖教學(xué)為研究對(duì)象,指出其現(xiàn)有教學(xué)方式的不足,結(jié)合教學(xué)實(shí)例,提出基于BIM的土木工程制圖教學(xué)改革方案,提升學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性,為社會(huì)培養(yǎng)更多優(yōu)秀土木工程制圖人才。

[關(guān)鍵詞]BIM技術(shù);土木工程;制圖教學(xué)

BIM是指建筑信息模型,能夠根據(jù)建筑相關(guān)信息,構(gòu)建三維模型,更為立體地展示建筑結(jié)構(gòu)。將其引入土木工程制圖教學(xué)中,可將傳統(tǒng)教學(xué)中的二維圖形拓展至三維模型,培養(yǎng)學(xué)生的三維立體感。同時(shí),BIM軟件在工程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛,將BIM為基礎(chǔ)開展土木工程制圖教學(xué),可培養(yǎng)學(xué)生的崗位素養(yǎng),使其符合社會(huì)對(duì)人才的需求。

1土木工程制圖教學(xué)不足

目前我國(guó)土木工程制圖教學(xué)以CAD模式為主,僅能夠在二維平面完成設(shè)計(jì)制圖與出圖,在學(xué)生三維立體感培養(yǎng)方面稍顯不足。尤其是在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中,內(nèi)部節(jié)點(diǎn)較多,構(gòu)件形狀復(fù)雜,缺乏空間想象力的學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大,難以準(zhǔn)確合理進(jìn)行設(shè)計(jì)制圖。另外,土木工程制圖課程屬于實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容,部分院校的土木工程制圖教師未參與過項(xiàng)目,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏,其在土木工程制圖教學(xué)中表現(xiàn)出理論化現(xiàn)象,教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際脫節(jié),且學(xué)生的課程實(shí)踐部分較少,土木工程制圖經(jīng)驗(yàn)不足,難以在就業(yè)市場(chǎng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。針對(duì)該問題,土木工程制圖教師需創(chuàng)新教學(xué)理念,引入BIM技術(shù),像CAD制圖取代人工制圖一樣,將BIM支持下的三維制圖替代二維制圖,使土木工程制圖教學(xué)與行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐更為貼近,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能[1]。

2基于BIM的土木工程制圖教學(xué)改革

2.1開發(fā)BIM課程。教學(xué)課程為課堂教學(xué)的指導(dǎo)文件,為有效應(yīng)用BIM開展土木工程制圖教學(xué),院校需開發(fā)BIM課程,使土木工程BIM制圖規(guī)范化、常態(tài)化。在以往的土木工程制圖中,課程以幾何圖形理論為主,輔以CAD制圖,將土木工程三維模型簡(jiǎn)化為二維平面的點(diǎn)線面。針對(duì)該現(xiàn)狀,教師需從根本上改變學(xué)生的二維制圖實(shí)例,開發(fā)全新的課程體系。但由于我國(guó)關(guān)于BIM課程開發(fā)的研究較少,教師可借鑒國(guó)外高校的成功經(jīng)驗(yàn),國(guó)外高校土木類BIM課程設(shè)置具有代表性的院校有六所。其中,懷俄明大學(xué)開設(shè)建筑工程制圖課程,課程包括BIM制圖內(nèi)容;奧本大學(xué)開設(shè)數(shù)字施工制圖課程,涵蓋BIM制圖內(nèi)容,并要求土木類學(xué)生完成BIM畢業(yè)設(shè)計(jì);威斯康辛大學(xué)將BIM課程作為土木類學(xué)生的選修課程;科羅拉多州立大學(xué)根據(jù)BIM制圖設(shè)計(jì)多專業(yè)聯(lián)合課程,從項(xiàng)目實(shí)踐角度開展教學(xué);西伊利諾斯大學(xué)將BIM制圖納入住宅和商業(yè)建筑設(shè)計(jì)課程;肯特州立大學(xué)組建集成工作室,引導(dǎo)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中應(yīng)用BIM制圖。借鑒上述國(guó)外高校的課程經(jīng)驗(yàn),我國(guó)高校可在土木類課程中逐步滲透BIM知識(shí),并使其全面覆蓋理論與實(shí)踐課程。第一,在制圖課程中添加BIM知識(shí),通過Revit軟件進(jìn)行模擬操作,深化學(xué)生對(duì)BIM知識(shí)的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的三維立體感;第二,將BIM知識(shí)滲透在土木類課程群中,如設(shè)計(jì)課程、建筑課程等,引導(dǎo)學(xué)生自主操作Revit軟件,進(jìn)行建筑建模,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力;第三,引入更多BIM軟件,如Navisworks、Catia等,利用BIM技術(shù)的模擬功能,生成施工動(dòng)畫,整合土木工程制圖與實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。2.2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。當(dāng)前土木工程制圖教學(xué)內(nèi)容包括畫法幾何、專業(yè)制圖和計(jì)算機(jī)輔助制圖三部分,如果添加BIM知識(shí),必然會(huì)加大教學(xué)壓力,教師需調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化土木工程制圖教學(xué)。在畫法幾何方面,主要教學(xué)內(nèi)容為投影理論,土木工程制圖僅與投影關(guān)系相關(guān),教師可適當(dāng)減少難度較大且不實(shí)用的部分,如相貫線、截交線相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,僅作科普用,不再重點(diǎn)講解或考核,將其添加至BIM知識(shí)中,通過三維模型培養(yǎng)學(xué)生立體感與空間想象力,使學(xué)生迅速定位結(jié)構(gòu)的相貫線及截交線,提高教學(xué)效率與質(zhì)量。在專業(yè)制圖方面,教師主要采用多媒體教學(xué)法,以平面圖為主,學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)較為淺顯。針對(duì)該現(xiàn)象,教師可在課堂教學(xué)中引入Revit軟件,利用其MEP、Architecture等功能模塊,構(gòu)建三維模型,為學(xué)生展示建筑的空間結(jié)構(gòu),從整體角度分析建筑,明確平面圖中各個(gè)符號(hào)和數(shù)據(jù)的內(nèi)涵,為學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)制圖奠定基礎(chǔ)。在計(jì)算機(jī)輔助制圖方面,當(dāng)前土木工程制圖選擇CAD軟件為輔助技術(shù),引導(dǎo)學(xué)生繪制二維平面圖。在BIM技術(shù)的支持下,教師可引入Revit軟件,講解該軟件的操作,組織學(xué)生利用Revit軟件構(gòu)建建筑模型,將二維制圖拓展為三維模型,培養(yǎng)學(xué)生的建模、設(shè)計(jì)制圖能力,深化BIM技術(shù)在土木工程制圖課程中的實(shí)踐應(yīng)用。2.3加強(qiáng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)。針對(duì)土木工程制圖教學(xué)存在的重理論、輕實(shí)踐問題,教師需推廣普及Revit軟件,加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)訓(xùn),并設(shè)立工作室,組織學(xué)生參與項(xiàng)目實(shí)踐中,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,拓展學(xué)生的視野,提前感受崗位工作氛圍,為未來就業(yè)奠定基礎(chǔ)。在學(xué)生軟件實(shí)訓(xùn)方面,由于BIM建模軟件對(duì)系統(tǒng)硬件的要求較高,且內(nèi)存較大,高校需加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),將校園網(wǎng)覆蓋全校,并優(yōu)化機(jī)房電腦的配置,安裝Revit軟件,為學(xué)生實(shí)訓(xùn)提供硬件支持。在設(shè)立工作室方面,高校可組織導(dǎo)師建立BIM工作室,與施工企業(yè)合作,承接土木工程設(shè)計(jì)制圖項(xiàng)目,由導(dǎo)師和學(xué)生共同完成設(shè)計(jì)制圖工作,為學(xué)生提供接觸崗位工作的機(jī)會(huì),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操水平與合作意識(shí)。同時(shí),工作室負(fù)責(zé)人可組織學(xué)生參與“斯維爾杯”BIM應(yīng)用技能大賽、“龍圖杯”全國(guó)BIM大賽等活動(dòng),對(duì)取得成績(jī)的學(xué)生給予優(yōu)先評(píng)優(yōu)、保研等獎(jiǎng)勵(lì),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的就業(yè)能力[2]。

3結(jié)論

綜上所述,土木工程制圖教學(xué)存在內(nèi)容滯后、與工程實(shí)踐脫節(jié)的問題,不能有效培養(yǎng)專業(yè)人才。通過本文的分析,教師可在土木工程制圖教學(xué)中引入BIM,開發(fā)校本課程,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)學(xué)生實(shí)訓(xùn),實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與土木工程制圖的有效融入,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及實(shí)踐能力,為社會(huì)輸送更多應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]王一鳴,王浩璇.應(yīng)用型本科《畫法幾何與土木工程制圖》課程教學(xué)改革[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2019,18(02):43-46.

[2]李娜,商慶清.土木工程制圖課程體系多元化綜合教學(xué)改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇,2019(10):90-92.

作者:王瀟碧 單位:四川大學(xué)錦城學(xué)院