董腾，张颖，程美玉，孙冰，唐小林

（1.南华大学土木工程学院，湖南衡阳 421001；2.南华大学设计艺术学院，湖南衡阳 421001）

房屋建筑学是土木工程专业重要的一门专业课程，该课程教学质量关系到后续专业课程的学习。由于在建筑构造教学环节，由于使用二维平面图纸教学，难以激发学生学习兴趣，学生对构造的认识较为片面。这些问题给教学和学习带来了瓶颈，虚拟仿真技术综合了计算机制图、可视化、系统仿真等技术，使学生能够直观地感受建筑空间结构，弥补空间想象力不足。

将虚拟仿真平台引入房屋建筑学教学逐渐成为一种趋势，一些高校进行了探索。 云南农业大学[1]从实训课程设置和实训课程的管理模式两个方面，探索了结合虚拟仿真平台，建立了“创新式课堂教学、实践教学、课外活动反哺教学”的全方位、立体式实践课程教学体系。山东科技大学[2]通过对虚拟平台才建筑材料模拟单元、工程造价计价单元、施工模拟单元的建设，探索了土木工程仿真模拟平台基本架构建设。广西科技大学[3]的相关教研教改重点放在了仿真环节中的实训计划与生产操作环节上，突出模拟与实际的结合，这种模式对传统实践课程较为适用。 而将虚拟仿真实验平台引入房屋建筑学课程的改革上不多，值得深入探讨。

1 房屋建筑学教学存在的问题

1.1 章节衔接不紧密

房屋建筑学是研究建筑与环境和建筑构造关系的一门学科，综合性强。当前房屋建筑学的教学体系主要分为两大块，一块是建筑空间设计，另一块是建筑构造设计。对土木工程专业学生而言，建筑空间的设计要求不高，教学重点集中在了建筑构造。建筑的构造通常划分为墙体、楼地层、屋面、基础、楼梯、门窗等部分。当前房屋建筑学教学时，各章节分开讲授，忽略了章节之间的衔接。这对学生而言，难以形成对建筑整体的有机认识，不利于后期建筑结构等专业课程的学习。

1.2 建筑构造教学缺少直观展示

在房屋建筑学教学中，建筑构造在课堂上的讲述主要以构造图来展示。这种教学存在两个问题：第一是学生学习不够直观，由于学生初次接触施工图，在构造教学时，学生读图存在一些障碍，这就降低了教学效果。第二是教师讲解时较为枯燥，由于没有直观实例讲解起来很难深入。

1.3 与其他专业课结合不紧密

房屋建筑学是土木工程专业重要的一门专业课程，该课程教学质量关系到后续专业课程的学习。而当前教学中往往忽略了这门课程的基础性，与后续相关专业课结合不够紧密。以《混凝土结构设计》为例，学生在进行结构计算时，需要对柱网进行布置，对柱子、梁的尺寸进行估算，然后进行结构计算，并与建筑尺寸进行协调。如果学生对建筑构造设计没有一定的认识，在尺寸估算时，往往会走很多弯路。

2 仿真实验平台的优势

仿真实验教学平台是当前解决客观实践条件不足，实践教学目标难以落实等难题的有效解决途径。当前一些高校对仿真实验教学平台的建设与应用进行了有效探索。仿真工程模拟实验平台具有透明性、资源共享性、互动操作性、用户自主性、扩展性以及安全性等特点，其优势是传统实验室和实习实践方式无法比拟的，在教学、科研中的应用前景广阔。

对房屋建筑学而言，基于BIM 技术的专业实验平台具有三维可视化、协调性和模拟性这三方面的优势。最具价值的是可视化功能，建筑工程专业学生没有经过空间思维训练，在学习建筑平面设计时，难以想象出三维空间，这也限制了功能分区的设计，在仿真平台对建筑空间进行建模，可以直观看到功能分区的规划是否合理。 同时在交通规划中，可视化意义重大。

3 仿真实验在房屋建筑学教学中的应用

南华大学仿真实验平台建立于2013年，可以为房屋建筑工程、岩土工程、道路与桥梁工程、工程造价等专业提供仿真实验课程，仿真实验平台的建立，很好地解决了土木工程学科专业实验教学场地受限、 成本消耗高、实验指导教师不足等困难。

3.1 仿真平台在课堂教学中的应用

三维图像的引入是房屋建筑学教学的一个创新，但是必须与二维图形进、板书和多媒体教学结合，一味地使用三维图像容易让学生产生依赖。 仿真平台联网使用，课时实时展现教学内容。房屋建筑学研究建筑与环境的关系，而这一点由于传统手段难以展现，教学中往往会忽略，仿真平台通过模块的调取，具体地向学生展示建筑与环境的关系。 仿真平台可以通过案例直观展示建筑物理特性，帮助学生掌握建筑物理有关知识。仿真平台的引入能够达到更优的教学效果。

3.2 仿真平台在课后辅导中的应用

房屋建筑中的构造知识通常难以用文字表达，如果用图例表达，对学生要求较高，作业量变大，难度增加。借助仿真实验平台是解决这个难题的有效方法。仿真平台能直观展现空间的组合，协助学生进行空间设计与优化。因此教师在指导学生课程设计时，应强调平面功能空间设计的组合，让学生形成空间概念，并可以反复练习，深入体会。

交通组织设计关系到建筑的使用和安全疏散，在以往课程设计中，由于时间有限，交通流线组织往往被忽略掉。 而BIM 技术可以直观地展现空间之间的交通流线，展示了各功能空间的组织逻辑，使人们对建筑整体有更直观的感受。BIM 模型建立后，学生可以对模型进行选择，使用漫游工具深入建筑空间内部，实景感受到交通流线带来的空间变化，直观地观察人员疏散的方向。通过这些练习，学生可以深入地推敲其要表达的重要空间效果，并评价其所创造的空间是否与周围的环境产生良好的关系，确保学生能够更准确地表达设计思想。

3.3 仿真平台在课程设计中的应用

房屋建筑学课程设计是房屋建筑学课程的重要组成部分，主要考查学生的实践能力。施工图纸是房屋建筑学提交的主要成果，在传统的课程设计中占去了学生的绝大部分时间。 在设计过程中，建筑平面，构件尺存等都需要调整，这些内容的调整最终会反映在图纸上，因此二维图纸的绘制工作量大，重复工作多。 BIM技术施工图由程序自动生成，因此只需调整模型信息就可完成施工图的改动，大大减轻了学生绘图压力，提高了设计效率，给学生更多的时间去思考设计问题。

3.4 仿真平台在认识实习中的应用

仿真平台将房屋建筑认识实习从对工地的依赖中解放出来，但具体应用仍需探索。实践教学环节主要依据BIM 平台进行，不同于课程教学中的构造演示，认识实习更强调与实际的结合。 尤其是标准化构件模型库的构建，让学生在实习前可以浏览当前主流构件构造，大大提高教学效率。 在撰写认识实习报告时，应鼓励学生对实习项目运用仿真平台进行建模。 认识实习BIM 操作的目的主要有两个，一个是加深学生对实习项目的认识，另一个是为学生BIM 建模奠定一些基础。因此操作实习主要是以信息读取为主，如读取墙体信息、楼地层信息，读取结构信息。

4 结语

基于笔者的实践探索，得出以下结论：当前房屋建筑学教学存在章节衔接不紧密，建筑构造教学缺少直观展示，与其他专业课结合不紧密的问题。仿真实验平台可以形象地展示建筑空间组合，建筑构造，帮助学生更好地学习房屋建筑学。 同时仿真平台的应用于课程设计能强化学生对所学知识的深入理解，应用于实践教学可解决客观条件不足等问题。