摘要：運用BIM模型三維可視化的特點，在道橋?qū)I(yè)的識圖教學(xué)中，把BIM三維建模的原理、方法和技能融合、滲透到公路工程制圖學(xué)習(xí)中,改變傳統(tǒng)教學(xué)理念與模式，運用BIM模型直觀展示教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生形象思維和空間想象能力，使學(xué)生更易于想象和理解，從而顯著提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：BIM三維建模；公路工程；空間想象能力
交通部十三五規(guī)劃中指出，運用BIM技術(shù)進行規(guī)劃、設(shè)計、施工和運營、檢測維護管理是一種新興的技術(shù)潮流，它所引領(lǐng)的公路行業(yè)的技術(shù)革命勢在必行。BIM是通過創(chuàng)建并利用數(shù)字模型對項目進行設(shè)計、建造及運營管理的過程[1]。運用BIM模型三維可視化的特點，在公路工程識圖教學(xué)中，改變傳統(tǒng)教學(xué)理念，優(yōu)化教學(xué)模式，對工程實體借助BIM模型直觀展示，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維和空間想象能力，從而顯著提高教學(xué)效率。
一、公路工程制圖課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析
公路工程制圖教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能熟練地識讀工程專業(yè)圖紙和運用CAD軟件熟練繪制工程施工圖，是對學(xué)生后續(xù)專業(yè)領(lǐng)域教學(xué)的引領(lǐng)，重點對學(xué)生的空間思維能力和想象能力的培養(yǎng)。要想實現(xiàn)在工程平面圖紙上由平面圖形來想象工程實體或把工程實體表示在圖紙上成平面圖形,必須具備一定的空間想象能力。在現(xiàn)實教學(xué)中，多借助工程實體照片、多媒體課件、施工過程視頻動畫、教學(xué)模型等手段，幫助學(xué)生建立空間概念，對教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)起到了一定的作用。但這樣的教學(xué)，對學(xué)生工程圖紙的識讀能力、空間思維能力培養(yǎng)究竟有多大效果，通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生識圖能力并未得到改善與提高，究其原因有以下兩個方面：1.1學(xué)生空間思維培養(yǎng)不足，后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)困難。公路專業(yè)課程的基礎(chǔ)是三視圖作圖，該內(nèi)容的教學(xué)重點是要培養(yǎng)學(xué)生的三維空間思維。在實際教學(xué)中，此部分內(nèi)容教學(xué)其實并不容易，多數(shù)授課老師深有體會，在短時間內(nèi)讓學(xué)生很好地掌握難度很大，能讓學(xué)生掌握簡單形體的三視圖作圖已經(jīng)很不錯，別說是公路工程實體了。造成這個現(xiàn)象的原因一方面是學(xué)生剛接觸這種學(xué)習(xí)訓(xùn)練，思維上不適應(yīng)，需要時間，另一方面是常規(guī)的的教學(xué)手段較難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情[2]。1.2教師在進行傳統(tǒng)的公路識圖教學(xué)時，通常是依據(jù)某個工程現(xiàn)有的專業(yè)工程施工圖紙進行識圖授課，跟學(xué)生詳細介紹每張施工圖紙中的圖示內(nèi)容。在授課過程中盡管教師會針對學(xué)生提出的問題進行答疑解惑，但由于公路工程施工圖都是二維平面的，剛接觸專業(yè)知識的學(xué)生平面圖識讀水平明顯不足，很難由這種二維平面的專業(yè)施工圖想象出三維空間，更不用說將平面圖與公路實體進行對應(yīng)，學(xué)生更希望看到的圖紙是更為直觀與形象的三維圖紙，但其公路專業(yè)知識點比較復(fù)雜，并導(dǎo)致在具體學(xué)習(xí)過程中學(xué)生們難以對圖紙中所表達的內(nèi)容有一個清晰的了解。所以這樣教學(xué)，學(xué)生無法真正有效地識讀公路工程施工圖。
二、BIM技術(shù)融入工程識圖教學(xué)的意義
綜上所述，公路工程制圖教學(xué)依靠傳統(tǒng)的教學(xué)手段對這部分內(nèi)容進行教學(xué)，難以使學(xué)生更好地理解與想象，無法提高其空間想象能力。而基于BIM技術(shù)的三維軟件圖形的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)的CAD教學(xué)思路進行一定程度的轉(zhuǎn)變。將BIM技術(shù)融入工程識圖教學(xué)過程中，把BIM三維建模技術(shù)引入傳統(tǒng)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生對三維形體的認(rèn)識與想象，提升學(xué)生專業(yè)識圖的教學(xué)效果。2.1幫助學(xué)生快速建立形體模型，形成空間思維在傳統(tǒng)工程制圖教學(xué)中，教師會借助于教學(xué)模型或者多媒體課件輔助教學(xué)，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識。這樣做雖較形象直觀，但教學(xué)方法局限性也大：模型教學(xué)投入較高，種類有限，與教材不配套，無法及時更新補充，從而會影響相關(guān)內(nèi)容教學(xué)；多媒體課件教學(xué)雖使教學(xué)內(nèi)容更豐富、更形象，但僅靠課堂以教師為中心講授，學(xué)生處于被動的地位，還是無法使學(xué)生全面的理解作圖原理。教學(xué)中學(xué)生主動參與機會少，學(xué)習(xí)熱情不夠。如能把BIM建模技術(shù)融入制圖教學(xué)中，則可以根據(jù)課堂需要運用BIM快捷的建模功能，快速建立各種模型，可以多方位、多角度進行觀察，操作起來靈活快捷，同時也便于更改和編輯，這樣學(xué)生對形體三視圖的作圖原理更易理解。同時，學(xué)生在掌握BIM建模技術(shù)后，在講到較復(fù)雜形體三視圖作圖、工程圖紙構(gòu)件部位識讀時，學(xué)生可以根據(jù)視圖或自己的想象構(gòu)造形體進行BIM建模,大家以小組為單位互相討論，教師引導(dǎo)，并實時驗證思維正確性。這種教學(xué)模式讓學(xué)生主動參與，積極提問，以學(xué)生為中心，教師為輔，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又促進了教學(xué)過程中的師生互動，保持學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)造性。2.2通過構(gòu)建模型，使公路工程實體的各部位空間可視化，便于學(xué)生理解。公路工程施工圖通常都是二維平面的，分為立面圖、平面圖和剖、斷面圖幾部分，教師在專業(yè)工程識圖與繪圖的教學(xué)過程中，如果能在完成常規(guī)施工圖識讀教學(xué)后，讓學(xué)生根據(jù)施工圖中所示的內(nèi)容和信息借助于Revit軟件來對公路工程整體來進行虛擬建模，在建模的過程中，學(xué)生對公路工程各部位進行合理分解與整合建成三維模型，由于模型從整體到局部都是可視的，來加深對公路工程整體的認(rèn)知。并為提升課堂教學(xué)的吸引力，在課堂上全面給學(xué)生們展示各構(gòu)件設(shè)計方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，有效地避免了二維施工圖表達不充分的弊病，通過利用BIM技術(shù)建成完善的空間模型，將公路路線整體及其各構(gòu)造物清晰地表現(xiàn)出來，空間的可視化有助于將學(xué)生對形體的認(rèn)知提升到新的高度[3]。在對公路各部位的立剖面進行講解時，學(xué)生們往往難以借助于立面圖以及剖面圖來對公路的情況有一個清晰的了解，這就需要教師們來根據(jù)教材的實際教學(xué)內(nèi)容來引導(dǎo)學(xué)生進行三維視圖的構(gòu)建，并在此基礎(chǔ)上進行相應(yīng)的教學(xué)工作[4]。在這教學(xué)模式下，學(xué)生能夠?qū)饭こ陶w的情況進行全方位的觀察，并進一步加深學(xué)生對于公路工程剖面的理解程度�？紤]到未來的發(fā)展趨勢，還需要在公路工程識圖與CAD繪圖教學(xué)環(huán)節(jié)中適當(dāng)增加BIM建模技術(shù)以及實踐課程，來提升學(xué)生二維轉(zhuǎn)三維形象思維和空間想象能力。
三、結(jié)束語：
未來的BIM技術(shù)將逐漸取代CAD成為了下一代的主流軟件體系，在公路工程制圖課程中合理融入BIM，讓學(xué)生掌握BIM的建模理論，根據(jù)自己的專業(yè)設(shè)計圖建成BIM模型，利用BIM模型增強識圖能力，同時讓學(xué)生可隨時發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計作業(yè)的準(zhǔn)確性和合理性，完成視圖與工程實體之間形象思維的轉(zhuǎn)換，對后續(xù)專業(yè)課程的講授奠定良好的基礎(chǔ)，有利于提升學(xué)生的專業(yè)技能。