土木工程制图教学改革分析

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［摘要］“互联网+教育”理念的提出，使各学科教学手段更为丰富，为课堂教学与实践教学创新提供方向。基于此，文章将土木工程制图教学为研究对象，指出其现有教学方式的不足，结合教学实例，提出基于BIM的土木工程制图教学改革方案，提升学生参与学习的积极性，为社会培养更多优秀土木工程制图人才。

［关键词］BIM技术；土木工程；制图教学

BIM是指建筑信息模型，能够根据建筑相关信息，构建三维模型，更为立体地展示建筑结构。将其引入土木工程制图教学中，可将传统教学中的二维图形拓展至三维模型，培养学生的三维立体感。同时，BIM软件在工程实践中应用广泛，将BIM为基础开展土木工程制图教学，可培养学生的岗位素养，使其符合社会对人才的需求。

1土木工程制图教学不足

目前我国土木工程制图教学以CAD模式为主，仅能够在二维平面完成设计制图与出图，在学生三维立体感培养方面稍显不足。尤其是在复杂结构中，内部节点较多，构件形状复杂，缺乏空间想象力的学生学习难度较大，难以准确合理进行设计制图。另外，土木工程制图课程属于实践性较强的内容，部分院校的土木工程制图教师未参与过项目，实践经验缺乏，其在土木工程制图教学中表现出理论化现象，教学内容与工程实际脱节，且学生的课程实践部分较少，土木工程制图经验不足，难以在就业市场中占据优势。针对该问题，土木工程制图教师需创新教学理念，引入BIM技术，像CAD制图取代人工制图一样，将BIM支持下的三维制图替代二维制图，使土木工程制图教学与行业生产实践更为贴近，培养学生的实践技能[1]。

2基于BIM的土木工程制图教学改革

2.1开发BIM课程。教学课程为课堂教学的指导文件，为有效应用BIM开展土木工程制图教学，院校需开发BIM课程，使土木工程BIM制图规范化、常态化。在以往的土木工程制图中，课程以几何图形理论为主，辅以CAD制图，将土木工程三维模型简化为二维平面的点线面。针对该现状，教师需从根本上改变学生的二维制图实例，开发全新的课程体系。但由于我国关于BIM课程开发的研究较少，教师可借鉴国外高校的成功经验，国外高校土木类BIM课程设置具有代表性的院校有六所。其中，怀俄明大学开设建筑工程制图课程，课程包括BIM制图内容；奥本大学开设数字施工制图课程，涵盖BIM制图内容，并要求土木类学生完成BIM毕业设计；威斯康辛大学将BIM课程作为土木类学生的选修课程；科罗拉多州立大学根据BIM制图设计多专业联合课程，从项目实践角度开展教学；西伊利诺斯大学将BIM制图纳入住宅和商业建筑设计课程；肯特州立大学组建集成工作室，引导学生在项目实践中应用BIM制图。借鉴上述国外高校的课程经验，我国高校可在土木类课程中逐步渗透BIM知识，并使其全面覆盖理论与实践课程。第一，在制图课程中添加BIM知识，通过Revit软件进行模拟操作，深化学生对BIM知识的认识，培养学生的三维立体感；第二，将BIM知识渗透在土木类课程群中，如设计课程、建筑课程等，引导学生自主操作Revit软件，进行建筑建模，培养学生的动手能力；第三，引入更多BIM软件，如Navisworks、Catia等，利用BIM技术的模拟功能，生成施工动画，整合土木工程制图与实践，培养学生的实践能力。2.2优化教学内容。当前土木工程制图教学内容包括画法几何、专业制图和计算机辅助制图三部分，如果添加BIM知识，必然会加大教学压力，教师需调整教学内容，优化土木工程制图教学。在画法几何方面，主要教学内容为投影理论，土木工程制图仅与投影关系相关，教师可适当减少难度较大且不实用的部分，如相贯线、截交线相关教学内容，仅作科普用，不再重点讲解或考核，将其添加至BIM知识中，通过三维模型培养学生立体感与空间想象力，使学生迅速定位结构的相贯线及截交线，提高教学效率与质量。在专业制图方面，教师主要采用多媒体教学法，以平面图为主，学生对知识的认识较为浅显。针对该现象，教师可在课堂教学中引入Revit软件，利用其MEP、Architecture等功能模块，构建三维模型，为学生展示建筑的空间结构，从整体角度分析建筑，明确平面图中各个符号和数据的内涵，为学生独立设计制图奠定基础。在计算机辅助制图方面，当前土木工程制图选择CAD软件为辅助技术，引导学生绘制二维平面图。在BIM技术的支持下，教师可引入Revit软件，讲解该软件的操作，组织学生利用Revit软件构建建筑模型，将二维制图拓展为三维模型，培养学生的建模、设计制图能力，深化BIM技术在土木工程制图课程中的实践应用。2.3加强学生实训。针对土木工程制图教学存在的重理论、轻实践问题，教师需推广普及Revit软件，加强学生的实训，并设立工作室，组织学生参与项目实践中，培养学生的实践能力，拓展学生的视野，提前感受岗位工作氛围，为未来就业奠定基础。在学生软件实训方面，由于BIM建模软件对系统硬件的要求较高，且内存较大，高校需加强基础设施建设，将校园网覆盖全校，并优化机房电脑的配置，安装Revit软件，为学生实训提供硬件支持。在设立工作室方面，高校可组织导师建立BIM工作室，与施工企业合作，承接土木工程设计制图项目，由导师和学生共同完成设计制图工作，为学生提供接触岗位工作的机会，培养学生的实操水平与合作意识。同时，工作室负责人可组织学生参与“斯维尔杯”BIM应用技能大赛、“龙图杯”全国BIM大赛等活动，对取得成绩的学生给予优先评优、保研等奖励，激发学生的学习积极性，培养学生的就业能力[2]。

3结论

综上所述，土木工程制图教学存在内容滞后、与工程实践脱节的问题，不能有效培养专业人才。通过本文的分析，教师可在土木工程制图教学中引入BIM，开发校本课程，优化教学内容，加强学生实训，实现BIM技术与土木工程制图的有效融入，培养学生的动手能力及实践能力，为社会输送更多应用型人才。

参考文献

[1]王一鸣，王浩璇.应用型本科《画法几何与土木工程制图》课程教学改革[J].武汉船舶职业技术学院学报，2019，18（02）：43-46.

[2]李娜，商庆清.土木工程制图课程体系多元化综合教学改革与实践[J].教育教学论坛，2019（10）：90-92.

作者:王潇碧 单位:四川大学锦城学院