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基于BIM技术的建筑设备安装识图与施工工艺课程改革实践

2022-07-15  |  点击:  |  栏目:论文中心

本文作者:田兴 发表期数:现代职业教育 2022年21期 本文字数:2531

  [摘           要]  BIM技术、建筑设备安装识图与施工工艺课程的有机融合是教学改革的现实需要。基于BIM技术对课程教学体系进行改革,可促进BIM技术在整个教学过程中的应用,实现教学过程和教学效果的优化。
  [关    键   词]  BIM技术;建筑设备安装识图与施工工艺课程;教学体系;改革实践
  [中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603(2022)21-0070-03
   建筑设备安装识图与施工工艺是高职工程造价专业的一门专业基础课程,要求学生掌握建筑给排水、建筑消防、建筑通风与空调、建筑电气等建筑设备系统的专业理论知识、施工图识读及安装工艺,为后续工程造价专业课程学习奠定基础。它横跨多个专业,实践性较强,是教学中的一个难点[1]。传统教学中教师借助二维图纸、系统构造图片、施工图片来引导学生学习施工工艺与识图,但由于学生缺乏工程现场认知,加上三维空间想象能力差,无法整体认识建筑设备系统,导致学习过程困难、学习热情不高,处于被动接受的状态,难以很好地掌握课程内容。
   BIM(Building Information Modeling)是利用三维建筑信息模型,实现对设计、施工和管理过程仿真、模拟的一种信息化技术与管理方法。BIM技术具有可视化、可模拟性、协调性、优化性等特点[2],从教学角度看,BIM技术是天然的教具,运用其信息处理及动态仿真的特点,将二维图纸转化为三维模型,将书面文字信息转换为生动、立体的可交互式施工现场模拟场景,能够部分解决建筑课程理论与实践脱节和学生空间想象能力差的问题,特别适合建筑类课程教学使用[3]。因此,本文主要研究如何将BIM技术应用于建筑设备安装识图与施工工艺的课程教学中,从而提高教学效果。
   一、基于BIM技术的课程内容项目化重构
   传统教学受到教材抽象与教学手段单一的限制,偏重理论知識的讲解,忽视了施工图识读及工艺等实践内容的教学,而这些内容恰恰是工作岗位所需要掌握的。BIM技术的应用,为课程教学提供了更多实践的可能性。为了解决“重理论、轻实践”的问题,充分发挥BIM技术三维可视化和可模拟的优势,将BIM技术更好地应用到课程中,首先需要对课程内容进行项目化重构[4](如表1所示)。根据课程内容,我们将该课程分解为建筑给排水工程工艺与识图、建筑消防工程施工工艺与识图、建筑通风空调工程施工工艺与识图、建筑电气工程施工工艺与识图四个项目。针对每个项目设置相应的子项目,并为每个子项目设置能力目标和实现这些目标的任务。以子项目1-1“识读建筑给水系统施工图”为例,针对该项目要完成的能力目标,为其设置4个子任务,分别为认识建筑给水系统的组成及给水方式,,认识建筑给水管材与附件,识读建筑给水平面图、系统图、详图,认知建筑给水系统施工工艺,具体方案如表2所示。课程内容进行项目化重构后,使目标更明确、任务更具体、可操作性更强,也为BIM技术进行课程应用提供了可能,使BIM技术的各类手段能够有的放矢,更好地为课程服务,解决建筑设备安装识图与施工工艺课程教学中的重难点。同时,该学习过程也提高了学生的组织协调能力、沟通交流能力及专业素养。
   二、基于BIM技术的理实信一体化教学模式的构建
   建筑设备安装识图与施工工艺课程内容重构后,可以将BIM技术应用到每个项目中,并针对建筑设备系统组成、施工图识读、安装工艺三方面内容的不同特点,采取不同的BIM技术手段。在整个教学过程中,构建一套基于BIM技术的理实信一体化教学模式[5](如图1所示)。
   课程设置在BIM虚拟仿真实训室,拥有Revit软件、Navisworks软件、建筑设备BIM仿真实训平台等BIM信息化资源,以项目案例为载体开展教学。以子项目1-1“识读建筑给水系统施工图”为例,整个教学过程分为三个阶段。
   第一个阶段是教师利用Navisworks软件对事先建好的给水系统模型进行漫游,使书本中的二维图片立体化、场景化,学生犹如身临其境,去感知、学习建筑给水系统的组成和构件,从而加深学生对建筑给水系统的理解,并通过观察判断给水系统的给水方式,从而完成任务1-1-1。任务1-1-2的执行,则是通过Revit MEP软件建立给水系统的学习,来认识给水管道的各类管材和附件,该阶段的学习为后续的识图与工艺实践环节打下理论基础。
   第二个阶段是施工图识读环节,教师利用Revit软件任意角度旋转和任意方向剖切给水系统模型,通过二维图纸与三维模型的不断转化,对照讲解给水系统施工图的识读,也可以通过虚拟漫游“边走边看边讲边读”进行识图,使识图过程从枯燥的凭空想象变为有趣的体验,提升学生对给水设备构件和建筑给水系统的整体把握能力。任务1-1-3的执行是学生在具备识读施工图能力后,在教师的指导下对照本项目二维施工图纸,将认识的建筑给水系统建立三维建筑信息模型。学生通过动手实践,加深了对建筑给水系统的认识,同时提升了识图能力,提高了课堂参与度和主动性。
   第三个阶段是施工工艺认知环节,学生利用BIM仿真实训平台,进行建筑设备施工全过程模拟,在完成模拟之后,分组完成各专业典型施工工艺PPT讲解,并设置提问答辩环节,从而加深对施工工艺的认知与理解,培养协作、收集、分析和整理的能力,从而完成任务1-1-4。利用BIM虚拟仿真实训教学平台,解决了传统教学中难以现场实训的问题,使学生能够更加直观地认知施工过程。

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