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建筑工程制图与识图教学效果研究,建筑工程制

2019-09-26 10:51 来源:未知

建筑信息模型,简称为BIM,即通过利用数字信息,将工程项目相关信息详细表达出来,它以三维数字技术为基础,以三维模型所形成的数据库为核心,包含了从设计到施工乃至建成使用和最终拆除的全过程信息,集成了工程图形模型、工程数据模型以及和管理有关的行为模型,是一个面向对象的、参数化、智能化的建筑物数字化表示,支持建设工程中的各种运算,且包含的工程信息相互关联。它实现了“模型等于图纸”、“模型高于图纸”的目标,具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。BIM技术涉及内容广泛,在建筑工程实践过程中,建筑工程全寿命周期的所有环节均会运用到BIM技术。BIM技术能够对工程各种信息进行详细描述,其中,设计信息包括建筑结构类型、建筑物原材料、建筑工程性能、工程对象名称等;施工信息包括工程原材料、工程质量、工程施工进度、工程人力、工程施工成本等;维护信息包括工程安全性能、工程耐久性等。另外,BIM技术能够深入分析、控制、预测建设项目的生命期成本、工程环境影响、工程能源消耗等。与此同时,通过利用BIM技术,有助于工程全阶段集成管理的实现,包括工程安全、工程质量、工程成本、工程进度等。

《建筑工程制图与识图》这门课程是土木工程的专业基础课程,涉及到工程技术、工程管理、工程造价等专业。这门课程在大一时开设,具有专业介绍引导的作用。课程涉及培养学生空间想象力及施工图识读等内容,是学生最重要的基础课程。学生只有学好这门课,才能更好的掌握后续课程,为学生职业能力的发张打下良好的专业技术基础。怎样才能让学生学好这门课是值得探究的问题。要让学生学好这门课,关键要让学生对课程产生兴趣,从而主动的去认识、了解和学习。那么使用什么教学方法才能起到这类作用,是本文要探析的问题。

《建筑工程制图与识图》是土建类专业的基础课程,涉及到很多的后续课程,同时在就业中起着非常重要的作用,对于土建类的高职学生,学好本门课程是专业课程学习的基础。因此本文对《建筑工程制图与识图》课程的教学设计进行研究,从教学分析入手,到教学资源,再到教学策略,最后进行教学小结,目的在于如何提高学生学习积极性,实现做中教、做中学的职业教育理念。

基于BIM的建筑工程制图与识图课程改革

1课程内容分析

1.1课程性质本课程是土建类专业的一门专业技术基础课,重在培养学生运用投影原理、建筑制图知识正确识读建筑施工图的能力,识图能力直接关系到学生的就业竞争力和顶岗能力。本课程涉及三个专业,分别是工程技术、工程造价和工程管理,那么在工作后的地位也略有不同,对于工程技术专业让学生能正确理解设计图纸,进行现场检查监督工作;对工程造价专业,学生能通过识图准确计算工程量,确定工程造价;对于工程管理专业,学生能依据图纸编制工程施工组织设计,进行现场管理。综合而言,建筑工程制图与识图课程是一门实践性很强的专业技术基础课,为学生实际工作奠定基础。1.2课程承接《建筑工程制图与识图》是大一基础课程,是很多课程的先导课程,它后续课程有建筑构造、建筑CAD、建筑力学与结构、施工组织设计、实例工程图纸综合实训及建筑工程计量与计价等等。因此本课程是很多专业课程的基础。1.3学情分析授课对象是工程技术、工程管理及工程造价专业大一学生,他们热衷于网络,团队荣誉感强,乐于动手,对于几何模型有一定的认识,但空间想象力较弱,对建筑构件了解少,从而成为学习本门课程的障碍。1.4培养目标基于以上分析,确定课程知识目标、能力目标和素质目标。知识目标:掌握正投影的基本理论,掌握现行国家制图标准;掌握建筑施工图和结构施工图的图示方法与识读方法。能力目标:能够按照国家现行制图标准进行建筑施工图和结构施工图的绘制;能够熟练识读一套完整的建筑工程施工图;能用建筑专业术语与客户进行交流。素质目标:培养学生空间思维能力和空间想象能力;培养学生认真负责、一丝不苟的工作态度;具有健康的体魄和心理素质。简单来说《建筑工程制图与识图》这门课就是通过平面绘图能力能将三维模型绘制为二维视图,还能通过空间想象力将二维视图,在头脑中形成三维模型。1.5课程内容本课程内容分为三个部分,分别是建筑工程制图基本知识、正投影原理及投影图和建筑专业图,其中正投影原理及投影图包括点线面投影、平面曲面立体投影、轴测投影和组合体投影,第一部分和第二部分共48学时,在大一第一学期开展,本部分是课程的基础,开发学生空间想象力;建筑专业图包括建筑形体剖面图断面图、建筑施工图、结构施工图及建筑给水排水施工图,本部分共42学时,在大一第二学期学习,是课程的重点,学习工程图识读,是所有后续课程的基础,同时也在学生工作中起到重要作用。课程考核采用30%平时成绩加70%期末成绩,平时成绩包括课堂表现、日常考勤和作业。

1.教学理念的改革

《建筑工程制图与识图》课程主要包括两部分内容:画法几何和施工图制图与识读,内容多课时少,其中画法几何是制图基础,识读施工图是建筑工程技术人员必备的基本能力,识图能力对施工图的理解和施工组织有着直接的影响。接下来具体的介绍两部分相关内容。

2.1教材使用教材采用刘军旭主编,高等教育出版社“十二五”规划教材;参考教材采用赵建军主编,清华大学出版社“十二五”规划教材。2.2几何模型上课教具有点、线、面投影模型、楼梯剖切模型、房屋空间布置模型,激发学生空间想象力,还有筏板基础配筋模型、独立基础配筋模型及楼板配筋模型等,提升学生识读配筋图能力。2.3实体工程施工半成品模型学院行知楼C建有二层楼施工半成品模型,有楼梯构造、板配筋、多种基础配筋模型及梁柱配筋等,帮助学生高效了解实体工程钢筋构造,提升学生识图能力。2.4智慧职教-网络课程平台根据使用教材建有配套的《建筑工程制图与识图》在线网络课程平台,这个网络平台现在已为学生开通,它有手机客户端,只要有WIFI,方便学生随时随地学习。同时,对书中的每个知识点都有十分钟左右的微课、图片、动画及练习题,大大的提升了学生自主学习的能力。2.5实训条件采用无领导小组讨论,以小组为单位,培养团队合作意识,遇到难点,带动学生跟老师一起绘图,做到做中教、做中学,最大限度的提升学生绘图能力。

通过对目前建筑工程制图与识图课程教学内容进行分析,对教学理念的改革应从以下几方面着手进行,其一,针对基础理论知识的教学,遵循实用、必需、够用的原则;其二,对较少运用的理论知识、理解难度高的理论知识进行精简,例如,将工程制图中画法几何相关理论知识予以删减,通过对BIM技术的运用,结合建筑工程的构造,构建三维立体图形,以对建筑工程对应的数字模型进行详细描述。目前,建筑工程制图已发展进入新的阶段,即由二维平面制图转为三维立体制图,对此,过去以二维平面制图为主的教学理念,也应发生相应的变化,即转化成为以三维立体制图的教学理念。

1.1画法几何

3.1教学设计每节课的教学设计是:课前复习:课前通过5分钟对上节课的重点内容进行简单复习;新课导入:通过几何模型或建筑构件对新课程进行引入;新课讲授:在讲新课时抓住本节课的重点、难点;学生练习:每节课内容讲完后,留学生练习时间,让学生通过练习了解自己知识欠缺点;老师讲评;课堂小结。3.2教学方法对于理论环节和实训环节运用多种信息化工具,如微课、云班课、翻转课堂及微信公众号等进行课前预习和课后复习。在课堂上通过讲授法、案例教学法激发学生学习理论环节的兴趣,对于实践环节通过演示法并分组合作提升绘图识图能力。3.3教学手段具体教学手段有多媒体教学:通过动画引入课程,激发学生兴趣,再通过PPT图片提升学生空间想象力及对二维图形识读能力;板书教学:对于较难的复杂图形,仍然通过板书绘制,培养学生动手能力,采用做中教,做中学的教学方法,使学生独立完成练习;信息化教学:通过微课简短的说明知识点内容,通俗易懂,是学生课前复习课后预习的法宝。3.4教学要点为了提升学生自主学习能力,在课上要多提问多互动,学生充当小老师给同学讲知识,在课后积极对学生进行指导。使学生喜爱上这门课。3.5教学效果针对本课程,每年都会举办校内建筑制图识图比赛,学生积极性很高,每次报名过百人。从学校比赛中选出一等奖获得者,参加全国鲁班杯建筑工程识图技能竞赛,今年学生取得了团体一等奖的好成绩,大大的激发了学生的学习积极性,做到以赛促教。

2.教学体系的改革

本部分内容主要学习画图的基本知识及锻炼学生的空间想象力,它是学习施工图识读绘制的基础。培养学生将空间的三维模型通过投影的方法反应到平面图形上,同时也能将平面图形的投影想象出它的三维模型,并将三维模型通过轴测图的形式画到平面图上。建立空间的概念,弄清三维形体是如何在二维图纸上表达的。

本课程通过图片动画、教学视频和几何模型激发学生学习兴趣,根据老师讲授及实体半成品展示突破重点难点,在实训中进行分组讨论、小组竞赛实现做中教、做中学的职业教育理念,课后以网络课程平台及云课堂提高学生自主学习能力。

以制图理论教学结合计算机二维绘图是传统建筑工程制图课程教学体系的主要特点,它主要对画法几何理论原理进行重点讲解,投影表达各种几何元素,通过对平面图、立面图、剖面图的运用,对建筑施工图进行详细描述,由此看出,在传统建筑工程制图课程教学体系中,三维立体绘图概念处于空白状态,学生的接受是被动的。在新的教学设计中,利用BIM软件建立3套中小型工程图纸的三维立体模型,用于该课程制图和识图的教学。基于BIM的建筑工程制图与识图课程学习以3套实际工程图纸为主线,将学习内容划分为若干项目,每个项目包含应会的知识。围绕BIM三维绘图,对工程制图课程相关内容开展教学,有效结合计算机绘图和理论教学,以构建科学的教学体系,其中,教学体系的主线是计算机三维绘图,教学体系核心为BIM思维,此设计有助于建筑类专业技术技能人才的培养。

1.2施工图制图与识图

3.教学内容、教学手段的改革

本部分的内容是课程的难点和重点,从建筑平面图、立面图、剖面图和详图中了解房屋布局、外部构造、房屋高度和内部构造;从结构施工图中学习梁、板、柱、基础等承重构件中钢筋的位置、作用及搭接情况。施工图的识图决定了后续课程的掌握程度,并且在今后的工作中也发挥着重要作用。想让学生学好这门课,首先要先激发学生的学习热情,让他们喜欢这门课;其次要有好的教学方法,让课程内容变得简单有趣,努力培养学生的空间想象和思维能力。

在选取建筑工程制图与识图教学内容时,应对画法几何部分进行精简,包括截交线、相贯线等,同时利用实际工程图纸实施教学,并且为学生提供更多的现场参观建筑实体的机会,从而使理论和实践有效结合,使学生的建筑工程空间想象能力、专业识图技能不断得以提高。老师可以运用BIM软件,开发出三维立体模型学习情境,学生在3D视野下,课程会变得易学易懂,教学效果将大大提升。CAD二维绘图时结合三维实体进行识图,学生的制图和识图能力互相促进,有利于提高教学质量。板书、PPT、二维CAD模式,在课堂中向学生展示比较简单的图片和文字,这是传统建筑工程制图与识图采用的主要教学手段,在整个教学过程中,学生均处于被动学习状态,严重影响了学生学习的积极性。因此,应改革教学手段,即以计算机三维绘图为主,结合二维绘图,在教学过程中,使学生可以观看到利用BIM技术对三维实体模型的构建,这样有助于课堂教学效果的不断提高。4.教学环境的改进目前,BIM技术的研究和运用在建筑行业中逐步深入,大大影响了高职院校建筑工程制图与识图课程的教学改革。第一,高职院校老师面临着BIM技术新知识更新的挑战。这就要求专业课老师对BIM技术相关知识进行及时学习和认识,加深对BIM技术的理解,不断对自身建筑工程制图和识图知识进行更新。第二,高职院校应提高对BIM专业师资的培养力度,为老师提供更多BIM技术培训的机会。同时还应对BIM技术的发展动态及时掌握,对相关最新知识进行深度理解。第三,高职院校应进一步改进实践教学环境,与施工企业、软件开发公司等进行合作,共建BIM实训室,运用BIM技术软件,进行虚拟仿真实训,通过虚拟仿真技术,掌握工程制图投影原理,还可以通过案例的形式,在工程二维建筑图、施工图上建立三维空间模型,以掌握工程图纸的识读。

2教学方法探究

当前,BIM已经成为工程建设行业的大趋势,BIM技术在建筑施工行业的应用,正逐步进入以建造过程应用为主的深度应用阶段。高职院校在对土建类专业技术技能人才培养过程中,传统的建筑工程制图与识图课程教学,已不能满足信息化发展的需要,应将BIM技术引入课程教学,使学生掌握更多的BIM技术,培养具有创新意识、掌握创新工具的工程技术技能人才,顺应建筑行业的需求和发展。

微课是微型教学视频课程的简称,针对知识点的难点、重点、考点,以视频教学的方式展现,时间短、内容精,让学生借助移动设备在任何时间地点都能自主学习,每个视频的时间控制10分钟左右,可以提高学生的注意力。根据教材的所有知识点,创立微课,在教材知识点相应的位置设立二维码,学生通过手机扫一扫功能既能观看课程视频。学生课前通过视频了解所学内容,课堂上针对难点思考,能大大激发学生的学习主动性。

2.2网络平台在线学习

建立网络在线课程平台,让学生在手机上下载智慧职教APP客户端,方便学生在线学习课程,网络平台中包括知识点电子教案、讲解动画、图片及在线练习题,方便学生在学完后直接做题,做完题后答案及解析会直接弹出,有不理解的地方也可以在群里讨论,提高学生的学习效率。

2.3教师授课方式

随着信息化的推进,课堂教学的方式变得越来越多样化,传统的教学—板书授课方式已经慢慢的被多媒体教学取代。学生在上课时需要图片、动画去刺激他们的眼球,吸引他们的注意力。对于不同的课程所采取的教学方法略有差异,如:《建筑材料》增加课堂实验,《建筑施工技术》增加计算机虚拟模拟等。对于《建筑工程制图与识图》课程的学习,加大图片、动画、视频多媒体教学的同时,手工绘图仍然是本门课的重点,因此教师课堂板书绘图过程不能省略,多媒体绘图速度过快,学生难理解掌握慢,对于复杂的几何图形,教师应坚持手工绘图,带动学生一起练习,提高学生手工绘图的质量和速度。

2.4模型展示

课程涉及的抽象形体较多,平面图形已经不能清晰的反映立体空间几何形体,需要借助几何模型加强理解,在讲解画法几何时,投影动画是促进学生学习理解的很好切入点,同时加入几何模型的展示,让学生自己通过看模型想象立体的三面投影,开发他们的空间想象力。对于施工图识图课程,可以安排学生去学校的施工现场,感受图纸要表达的真实情景。

2.5实训环节设置

实践的设置是为了及时的检验学生掌握程度,通过训练去找学习中欠缺的地方,及时的弥补。同时,学生偏爱于实践,喜欢自己动手,理论教学过于呆板,提倡学生多动手勤练习。实践训练设置四部分:一、简单平面图形的几何画法训练;二、几何形体三视图训练;三、建筑施工图识读与绘制的训练;四、实例工程图纸识图训练。

本文通过对教学方法的研究,探究如何提高学生学习的积极性。《建筑工程制图与识图》这门课程是土木工程专业的基础课程,是后续开设课程的引导线,让学生学好这门课是学好专业的基础。教师应该打破常规教学方法,利用信息化教学手段提高学生的自主学习能力。

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