基于Revit平台的“钢筋平法识图算量”课程教改研究.pdf

Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 20 期165文章编号：2095-6835（2023）20-0165-03基于 Revit 平台的“钢筋平法识图算量”课程教改研究李俊祎（郑州职业技术学院建筑与环境工程学院，河南 郑州 450000）摘要：“钢筋平法识图算量”课程是建筑类专业的核心课程，基于课程内容抽象、难度高的特点，将 Revit 平台创建的Revit 三维仿真模型运用到该课程教学中，提升钢筋节点构造识读与钢筋计量教学效果，且三维模型承载工程信息精度高，可通过转化轻量化教学资源解决课程的痛点、难点，同时通过 BIM（Building Information Modeling，建筑信息化模型）技术推动职业院校技能比赛和“1+X”职业等级考核，培养双师型教师。关键词：“钢筋平法识图算量”课程；Revit 平台；BIM 技术；教改研究中图分类号：G712；TU375-4文献标志码：ADOI：10.15913/ki.kjycx.2023.20.051“钢筋平法识图算量”课程是建筑类专业的核心课程，它以 G101 系列平法图集规范为基础，主要学习钢筋标注与钢筋构造详图，掌握钢筋长度理论计算方法。该课程难度较大，对逻辑思维能力和空间想象能力要求较高，且课程学习需要以“房屋建筑构造”“建筑施工给图”等课程为基础。通过学习该课程，学生能够独立完成结构施工图识读与钢筋工程量计算，提高图纸识读能力和专业素养；并可通过项目实训全方位培养职业能力，达到企业人才标准，因此本课程对培养建筑专业学生的实践能力有一定的意义。1研究背景1.1BIM 技术发展及应用BIM 技术通过创建三维模型达到可视化演示操作，将二维平面图纸信息转化为 3D 模型，且将载入的进度信息转化为 4D 模型，将载入的造价信息转化为5D 模型，在施工现场平面布置和项目全寿命周期管理中发挥巨大的作用。目前，已有多位学者将 BIM 技术引入到“钢筋平法识图算量”课程中。蔡瑜等1对 BIM技术进行了探究，并简述它与“平法识图与钢筋计算”课程融合的重要性，并针对当前教学现状，制定了基于 BIM 技术的课程教学方法；王小华等2在教学过程中引入了 BIM 软件，为今后 BIM 技术与“钢筋平法识图算量”课程的深度融合打下了基础。1.2Revit 平台优势Revit 是高度集成化平台，包括建筑信息模型创建、建筑结 构设计、建筑电气 设计，且有 API（Application Programming Interface，应用程序接口）开放端口可以根据需求扩展，功能类型丰富实用性强且适用多学科教学应用。目前已经证实 Revit 模型在工程量计算方面的可能性和准确性3，本文分析了将Revit 模型引入到“钢筋平法识图算量”课程中的教学优势，通过 Revit 模型有效解决了学生专业基础不牢、空间想象能力较弱等问题，并且在“1+X”证书考核、技能比赛、双师型教师培养、BIM 实训资源库建设方面起到了推动作用。2当前课程中存在问题2.1专业基础薄弱钢筋平法识图属于结构施工图识读，需要以房屋建筑构造和建筑施工图识读为学习基础，但是“钢筋平法识图算量”课程一般开设在第二或第三学期，与其他专业课同步进行，内容关联紧密，需要在课后进行自我消化且联动相关课程内容很难，而不同课程易出现衔接不当的问题。不同课程教学重难点不同，使用教学案例往往不统一，由点到面容易使学生学习缺乏整体性，而建筑钢筋构造是内部形成贯通整体，需要具备系统性识读能力，增加了课程学习难度。2.2钢筋识图抽象目前课程教学以国家标准图集为依据，在钢筋图集中不同构件的钢筋名称和配筋形式均不相同，如梁上部钢筋分为通长筋、支座负筋、架立筋；同时钢筋标注形式多样，如梁钢筋标注分为集中标注和原为标注，准确理解钢筋空间连接方式和排布构造，需要较强的逻辑思维能力。钢筋在混凝土构件内部不易直观显示，并且结构施工图采用平面标注，由二维图纸转换为三维空间关系，需要较强的空间想象能力，在课程学习过程中对学生的专业素养要求较高。2.3节点构造复杂节点是指不同构件相交处钢筋连接形式，钢筋排布形式比单个构件内部复杂，而钢筋构造图集中钢筋节点连接方式均存在多种情况，而且多种构造往往需科技与创新Science and Technology&Innovation1662023 年 第 20 期要配合使用，钢筋节点构造选择需要结合项目实际情况，在结构施工图中很少直接清晰表达出钢筋构造，如何区分和选择节点构造属于教学难点。现行建模软件对节点选择因素判断较为模糊，例如广联达系列 GTJ2021 在节点选择按默认形式，该软件对钢筋计算的结果相对准确，但是对钢筋排布的影响因素却表达不清楚。2.4计算公式繁多不同构件内钢筋理论计算公式均不相同，通过分解构件内钢筋至单根进行讲解虽然能减轻学生学习的负担，快速掌握计算方法，但是和岗位要求能力有一定差距，将建筑钢筋骨架作为一个整体形成系统性思维，更有利于学生理解钢筋计算规则，掌握手工算量顺序和技巧。受课时限制，目前教学过程中以重点常见钢筋为例进行讲解学习，图集中涵盖钢筋类型，若全部讲解一遍耗费时间较多，课程容量过大且理论教学工作量大，单纯依靠课堂学习效果不佳。2.5教学资源落后目前教学以国家标准施工图集为主要依据，随着建筑施工技术不断进步和建筑结构形式变化，钢筋图集在不断更新完善，2022 年新发布了 22G101 系列图集，但是教学资源更新较慢，现行教材部分脱离新版图集规范要求。受条件限制，“钢筋平法识图算量”课程以理论教学为主，缺乏配套实训场地，学生缺乏现场的积累，虽然有实体模型辅助教学但是多数作为展示，不利于学生课后自主学习和延伸拓展。2.6学生参与感不强“钢筋平法识图算量”课程理论知识偏难、趣味性低，仅参考教材中的案例和配图学生课前预习难度大，容易使学生对课程产生畏惧心理，学习积极性不高。实际教学中多数仍采用 PPT 讲解配合图片及图集展示等方式，不便于学生理解抽象的钢筋信息，钢筋识读与计算内容复杂，仅仅依靠课堂讲解难以使学生直观获取信息，致使课堂气氛低沉影响最终课堂成效，且在课堂讲解过程中以教师讲授为主易忽视与学生互动，难以掌握学生的学习需求，使部分学生在课堂学习中情绪不高。3Revit 技术教学实践效果3.1巩固专业基础Revit 是一个高度集成化平台，功能全面，不仅能以三维虚拟仿真模型显示建筑物空间形态，且可以通过虚拟漫游功能帮助学生快速建立形象思维，建筑施工图和结构施工图内容都可以表达得很清楚；另外能够用于体量化模型创建，辅助“钢筋平法识图算量”课程教学，提升学生对钢筋平法识图的认知能力和水平。Revit 模型承载体量大，可以表达出建筑物自身构造，同时可以绘制建筑物地形特征，由局部到整体，由地下到地上，快速提升学生对房屋建筑构造的系统性认知。可以通过图纸与模型对比学习，将剖面图与立面图楼梯等构件分解出来，提升学生对建筑施工图的识图能力，为钢筋识图打好坚实的基础。3.2可视化效果好Revit 模型可视化效果好，能够完整显示建筑物内部整体钢筋骨架，显示效果多样化。既能清晰直观地展示不同构件内钢筋的组成，也可将钢筋三维投影至混凝土构件内部，对照平法图集标注规范能够表达出不同级别直径钢筋的信息，通过三维旋转多角度观察，可以直观展示复杂的钢筋信息及形式多样的钢筋构造构件，教学效果尤其突出。工程项目中钢筋信息变化多样，Revit 软件可以根据需要自定义构件属性，使模型适应不同类型的教学案例。理论结合实践贴合度高且充分发挥实训案例的作用，通过三维模拟降低了钢筋识图的难度且提升了学生的学习效率，同时有效节约了课程的教学时间。3.3节点构造清晰Revit 模型可通过链接 Navisworks 模拟施工动画，动态显示钢筋节点连接从施工技术角度多维度理解钢筋构造；同时可以清晰表示钢筋与混凝土结构的关系，提高学生的建筑专业综合素养和职业技能。平法图集中框架柱边柱柱顶钢筋与梁内钢筋连接节点分为 6 种，一般三维模型只能显示钢筋连接不易区分构造形式，Navisworks 可对模型进行局部渲染，在复杂节点处通过标注将不同类型钢筋抽离，并且可以多模型同步演示对比分析不同组合构造钢筋排列的情况。通过对比学习加深对节点构造的理解，提高学生对节点钢筋组合情况的判断能力，为“钢筋平法识图算量”课程学习打下坚实的基础。3.4钢筋显示精度高Revit 模型显示精度高，仿真模型可以达到毫米级，且能够自动显示钢筋长度，也可以根据需要手动标注信息，将钢筋理论计算公式和实际结果同步，通过立体有效解决计算参数复杂多变的问题，且可以显示出钢筋长度与混凝土构件尺寸计算的关系，展示出对钢筋长度计算的影响因素，有助于在锚固区钢筋锚固形式的判定。楼梯配筋类型可分为 AT、BT、CT、DT 等情况，Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 20 期167因课时有限，课程教学中多以 AT 型楼梯为例进行讲解，但是通过总结发现钢筋计算公式具有一定的逻辑性，通过 Revit 同时显示多个模型内钢筋的长度，引导学生对比分析钢筋计算公式的差异，提高学生自主学习和分析问题的能力。3.5轻量化教学资源将 Revit 模型通过写入构件特定的编号或位置等参数信息生成专属二维码，利用软件 isBIM 功能直接转化为轻量化模型4，无需下载专用 APP 操作，学生仅需通过手机扫描即可近距离观察构件内钢筋构成排布，将模型功能演示效果发挥到最大价值，弥补“钢筋平法识图算量”课程现场实训教学不足的问题。教师端可通过后台对模型进行修改补充，有效改善教学资源落后及规范变更情况，在“钢筋平法识图算量”课程中通过轻量化模型补充 22G101 图集中新增的 BTA 形式的钢筋配筋，及时更新板上部负筋在板内锚固形式，使教学案例与现行规范保持同步，紧贴行业前沿，培养学生求真务实的工匠精神和终身学习的理念。3.6提高课程互动性通过轻量化教学资源结合移动互联终端，可以实现课程全过程覆盖，保持良好的师生互动，使用智慧职教等教学系统监测教学效果及时接收反馈信息。三维仿真模型作为课前预习课程资源直接明了地显示钢筋信息，发布课前任务，准确收集学生认知的难点、痛点，同时激发学生的学习兴趣，提升学生自主学习的能力。Revit 模型显示功能多样、操作灵活简单，学生可完成模型旋转、钢筋分离提取，并可以通过模型演示主动参与到课堂教学过程中，提高课堂的趣味性；并引导学生由浅至深逐步掌握钢筋识图与其计算技巧，提高学生的学习兴趣及课程的教学效果。4Revit 模型专业教学探究4.1深化课证融合对应职业教育改革方案提出“1+X”证书制度，鼓励职业院校学生校内专业知识学习基础上不断提升就业能力和执业能力，积极参与职业技能考核获得职业技能等级证书。在国务院公布的首批新型职业中有建筑信息模型员这一职业，因此 BIM 技术将成为建筑行业从业者必备职业能力，依照技能等级考核要求逐步将 BIM 技术引入课程教学中调整优化课程内容。“钢筋平法识图算量”课程开设时间比较久，是建筑专业通用核心课程，以 Revit 参数化模型作为建筑信息学习的切入口，对原课程影响较小且师生易于接受；同时提高了课程教学效果，推动了课程的发展，有利于提高建筑类专业学生对 BIM 技术的认识5，为学习和运用 BIM 技术打好基础。4.2提升竞赛水平通过技能比赛提升学生对专业知识的认识层次，节能比赛成绩是教学效果的有力佐证，高职院校技能比赛涵盖专业面广，针对建筑类专业分类建筑识图与绘图与测量赛项，2023 年 4 月份教育部发布了20232027 年技能比赛赛项，新增建筑信息模型建模与应用赛项，通过设置比赛赛项肯定和强调建筑信息（BIM）技术对职业院校学生专业素养提升的重要性。土建和钢筋模型属于建筑类技能比赛考核的重点，Revit 平台功能全面，可以完成模型创建、演示、计量等操作，可以满足多项技能比赛的能力要求。4.3BIM 师资培训职业教育随着校企合作、产教融合不断深入，职业院校双师型教师占比逐步提高，对专任教师教学能力提出更高要求，要满足基本教学素质同时提高信息化教学水平。BIM 技术在建筑类课程中适用范围广且辅助教学效果好，教师应具备 BIM 模型创建和使用能力。在教学应用方面 Revit 平台能满足不同层次深化设计，同时可作为教师指导技能竞赛和“1+X”的考评工具。当前，随着职业教育改革与转变，鼓励教师积极参与企业实践和各类赛项，通过课程运用 Revit 三维仿真模型，将典型案例运用到教学中增加实训案例多元化，在提升教学能力同时推动专业与学科发展。4.4BIM 资源库建设运用建筑模型技术辅助教学需要教师建立 BIM 模型，已完成的模型针对不同课程进行调整或者重新创建。但是部分模型具有通用性适合多阶段使用，可以由专业负责人带领教学团队创建 BIM 实训资源库加强专业群建设，以某个案例为依托建立全寿命周期信息共享模型，载入多方面工程信息，通过 BIM 技术培养符合企业需求的复合型人才。Revit 平台具有共享性，绘制完成三维模型通过云存储空间方便调用，资源库创建过程中吸收校企合作行业专家加入，从实际应用层面提高资源库定位，借鉴工程经验融合规范要求为学生创建真实的项目环境。5结束语通过 BIM 技术创建 Revit 模型使二维平面识图转化为三维立体空间模型，模型可视化效果弥补了学生空间想象能力不足的缺点；模型精度高对钢筋节点构造显示清晰，有助于学生掌握钢筋标注信息和计算公式。Revit 平台可承载多项工程信息，巩固了建筑专业学生对“钢筋平法识图算量”课程的学习，且模型（下转第 172 页）科技与创新Science and Technology&Innovation1722023 年 第 20 期准范围规范化、数据存储集中化、流程状态可视化”的党务及工会经费管理模式。党务工会经费管理系统的开发是研究院计算机技术服务中心对党务、工会经费管理的初步探索，提高了党务、工会经费管理的信息化和规范化程度，确保工会经费的高效使用，同时为将来党务、工会经费的申请和利用创造了有利条件。未来开发人员也将不断完善系统，做好以后的补丁测试工作及其他项目的测试工作，实时提高系统页面效果和用户体验。参考文献：1唐蓉华，毛树成.创新服务方式 放大工会经费使用效应J.中国工会财会，2022（4）：51-52.2聂慎.高校经费账目管理系统的研究与分析D.昆明：云南大学，2015.3丁苑丹，段爽，张然，等.智慧财务对工会经费预算效率影响的研究J.商讯，2021（9）：16-17.4周蓉.基层工会财务管理存在的问题及对策J.今日财富（中国知识产权），2021（4）：189-190.5付健.大庆 CJ 公司工会管理存在问题与解决对策D.大庆：东北石油大学，2018.6李志刚.基于 J2EE 的高校工会综合管理系统的设计与实现J.电脑迷，2017（7）：141-142.7陈璐.茅台集团工会事务管理系统的研究与分析D.昆明：云南大学，2016.8刘娟娟.公立医院工会经费财务管理研究J.财富生活，2022（8）：175-177.9崔伟林.北京市工会经费管理系统研建D.北京：北京林业大学，2020.10陈亚琼.保山市基层工会管理信息系统的研究与分析D.昆明：云南大学，2016.11司洁.基于工作流的高校工会管理信息系统的设计与实现D.石家庄：河北科技大学，2014.12陈柯宇，孙韵，张恩莉，等.石油勘探海量地震数据存储管理研究J.电子技术与软件工程，2020（13）：148-149.13苗锦，贾志勇.基于 J2EE 开发平台的科研经费绩效管理系统构建J.教育教学论坛，2015（41）：11-12.14杜赟.潍坊市地税局工会经费代征管理系统的设计与实现D.济南：山东大学，2014.作者简介：常德双（1970），男，硕士，高级工程师，现任中石油东方地球物理有限责任公司研究院党委书记，从事地震地质综合研究工作。（编辑：严丽琴）（上接第 167 页）综合性强，在演示过程中锻炼了学生的逻辑思维能力。“钢筋平法识图算量”课程内容抽象、自主学习难度大、学生学习主要依靠课堂讲解，通过 Revit 平台将模型分解转化为轻量化教学资源，为学生课前、课中、课后全过程学习提供便利，降低课程学习难度，激发学生学习兴趣；且课堂教学中学生可以进行模型演示，提高学生课堂参与度，调节课堂气氛，增强课堂互动与交流；教师可通过实时互动，接受学生的反馈，掌握学生的学习情况。通过运用 BIM 技术增强了教师信息化的教学能力，信息化教学方法是课程教学多元化发展及解决“钢筋平法识图算量”课程痛点、难点的有效方式，符合课程改革要求，提高了教学质量，优化了课程教学，推动了专业发展，在专业教学中融入职业教育，提高了指导技能比赛和“1+X”考核能力，为社会培养复合型人才。但 BIM 技术操作复杂需要具备识图、建模和计算机应用基础，因而对建筑专业教师提出了更高要求，不仅要熟练掌握软件操作，而且将 Revit 模型运用教学中需要教师通过多方面的培训提升专业知识。且 Revit模型必须采用专用平台，对运行环境有要求且对计算机容量和处理速度的要求较高，随着软件版本的不断更新，硬件设备也需要不断提升，所以硬件设备也是在实际应用中必须考虑的因素之一。参考文献：1蔡瑜，邓爽.基于 BIM 技术平法识图与钢筋计算课程教学探究与实践J.中国住宅设施，2022（7）：82-84.2王小华，刘捷，郑非.BIM 技术在平法识图课程中的应用J.武汉工程职业技术学院学报，2021，33（4）：91-93.3邵艳丽，汪德江，杨骁.建筑信息模型的钢筋建模及用量统计方法J.工业建筑，2017，47（4）：179-183.4袁辰雨.BIM 轻量化引擎在土建专业课程教学中的应用研究J.陕西教育（高教），2023（4）：79-81.5袁辰雨.基于（BIM）1+X 证书的高职土建类课程体系优化探索J.安徽建筑，2021，28（10）：133-134.作者简介：李俊祎（1990），女，硕士，助教，研究方向为土木工程技术经济及管理。（编辑：丁琳）