《BIM 技术应用》教案 第2 章 司南北斗定方位-建模前期准备

第2章司南北斗定方位——建模前期准备2.1一应俱全——Revit软件概述及基本操作教学设计背景章节2.1一应俱全——Revit软件概述及基本操作所属课程BIM技术应用所属专业工程造价、土木工程适用对象本科二年级学情分析在本次课前学生已经了解了BIM基础知识，认识了BIM的发展历程与特性，Revit作为BIM的标杆工具，是本门课程的学习重点。学生通过BIM基础知识的了解，对本课程产生了浓厚的兴趣。本节教学目标知识目标：熟悉Revit软件的功能、特性、基本术语与文件类型，熟悉Revit的界面；掌握Revit的启动与关闭、视图控制、图元基本操作与文件管理操作。能力目标：能够启动与关闭Revit；能够进行基本的视图控制操作、图元基本操作与文件管理操作。素质目标：培养学生自主思考和解决问题的科学思维；树立学生不畏困难、敢于尝试的勇气；塑造思路清晰、合理严谨、方法正确的的科学能力。教学思路Revit是BIM技术的核心软件平台，它基于参数化设计理念，实现了建筑模型、视图与图纸之间的“一处修改、处处更新”，是建筑信息模型创建与管理的不可或缺的重要组成部分。本次教学设计以学生为中心，将软件功能学习与BIM应用实践相结合，使学生掌握Revit软件的基本操作逻辑及操作技巧。教学案例从软件界面认知到图元基本操作，从项目文件管理到视图控制方法，依次加深难度和复杂度，使学生明晰Revit软件概述，熟悉Revit基本操作。教学设计上采用线上加线下的混合式教学，以任务驱动法、教学做一体化等教学方法授课，结合项目、图元、族等核心概念的逐层讲解，以及项目创建、视图控制、图元编辑等基本建模演练，为后续各专业模型的深度创建奠定扎实基础。课程资源学习通在线资源、教材、教学视频、PPT、讲义等。教学内容1.Revit软件概述2.Revit基本操作教学重、难点教学重点：Revit基本操作教学难点：面向工程实际的Revit基本操作教学方法与工具教学方法：任务驱动式、教学做一体化教学工具：多媒体教室、Revit建模环境教学安排线上教学：学习线上视频资源、阅读材料等，按照要求进行课程内容预习、讨论和测试。线下教学：课中在智慧教室根据课前线上学习情况引导学生正确分析问题，解决学生疑难问题。线上作业：根据课堂学习，通过超星泛雅平台下发作业题，要求完成并提交。教学评价1.学习通平台线上学习情况。2.课堂表现：师生互动、生生互动、团队协作、问题解答等情况。3.作业完成情况。预习任务与课后作业预习任务：完成学习通平台Revit软件概述与Revit基本操作视频学习，完成讨论和预习测试题课后作业：超星泛雅平台作业教学特色创新教学理念：（1）坚持以学生为中心、以任务为驱动，培养学生进行Revit基本操作的能力。（2）在本节课程的授课过程中，无声融入思政元素的内容，培养学生的工匠精神、科学思维和爱国主义精神。更新教学方法：采用线上和线下混合式教学方法，集合任务驱动和教学做一体化多种方法，保证线上学习效果和线下课堂质量。优化教学内容：讲解Revit简介、Revit特性、基本术语、文件类型、启动与关闭、用户界面、视图控制与基本操作，以丰富的知识内容为综合实践类课程实现提供基础支撑。教学过程教学环节教学内容时间分配一、线上教学知识总结1.回顾上节内容2.认识Revit软件3.总结学习通平台学习情况，提醒学生注意内容。设计目的：利用回顾巩固已学内容，通过知识导入，使学生认识Revit软件，引出本节课的教学内容。教学方法：线上自学、在线讨论教学资源：PPT、教学视频、阅读材料说明：线上部分放到课前完成，含线上学习时长。5分钟二、引出概念（一）什么是Revit软件？Revit软件最早是由RevitTechnology公司于1997年开发的三维参数化建筑设计软件。2002年被Autodesk公司收购，是专为建筑行业开发的模型和信息管理平台，它支持建筑项目所需的模型、设计、图纸和明细表，并可以在模型中记录材料的数量、施工阶段、造价等工程信息。（二）Revit的发展历程7分钟三、（一）Revit简介AutodeskRevit提供大量支持支持建筑设计（RevitArchitecture），暖通、电气和给排水工程设计（RevitMEP）以及结构工程（RevitStructure）的工具。（1）RevitArchitecture主要用于建筑专业，通过使用专为支持建筑信息模型工作流而构建的工具，支持可持续设计、碰撞检测、施工规划和建造，同时帮助与工程师、承包商与业主更好地沟通协作。（2）RevitMEP专为机电（MEP）工程师设计，涵盖了暖通、电气和给排水领域。它提供了信息丰富的模型，支持建筑系统的全生命周期管理。（3）RevitStructure针对结构工程师和设计师，该模块提供了精确设计和建造高效建筑结构的工具，允许用户使用智能模型进行模拟和分析，从而在施工前预测性能。（二）Revit特性（1）BIM支持施工前预测竣工效果，帮助建筑师在复杂商业环境中保持竞争优势。Revit基于协调可靠的项目信息构建集成流程，通过可视化沟通与性能模拟让各方了解成本、工期及环境影响。（2）Revit助用户在前期探究新颖设计概念，并在施工文档中传达设计理念。它支持可持续设计、碰撞检测与施工规划，所有变更自动更新以获可靠文档。（3）Revit创新概念设计提供易用工具，支持自由形状建模、参数化设计及早期分析。用户可自由草图快速创建三维形状，从概念到施工文档全流程直观完成。（三）基本术语Revit中的术语有项目、类别、族、类型、实例等。项目：是单个设计信息数据库。项目文件包含了某个建筑的所有设计信息，幼儿园就是一个项目。类别是一组用于对建筑设计进行建模或记录的图元。项目中的柱、梁、墙都属于项目的类别。族是一个包含通用属性集和相关图形表示的图元组。矩形柱与圆柱就是两类不同类型的族。类型：每一个族都可以拥有多个类型。类型可以是族的特定尺寸，类型也可以是样式。比如矩形柱500*500mm、500*550mm就是矩形柱族中的两种不同类型、圆柱350mm就是圆柱族中的类型。实例：实例是放置在项目中的具体图元，比如放置在1层2轴交E轴处的500*500mm的矩形柱就是一个实例。（四）文件类型Revit软件有四种基本文件类型，分别是项目文件、样板文件、族文件和族样板文件。①项目文件。项目文件是BIM模型存储文件，其后缀名为“.rvt”，包含项目所有的模型、注释、视图、图纸等内容。②样板文件。样板文件是建模的初始文件，其后缀名为“.rte”。Revit允许用户自定义样板文件，并保存为新的“.rte”文件。③族文件。族文件的后缀名为“.rfa”，族文件可以在应用程序菜单中新建。④族样板文件。族样板文件的后缀名为“.rft”，创建可载入族的文件格式，创建不同类别的族要选择不同的族样板文件。除此之外，Revit提供了“导入”、“链接”、“导出”工具，可以支持CAD、FBX、IFC、gbXML等多种文件格式。用户可以根据需要进行有选择的导入和导出。15分钟四、Revit基本操作启动与关闭通过双击Revit软件，启动Revit，界面包括项目和族两大区域，分别用于打开或创建项目以及打开或创建族，右侧默认显示“最近使用的文件”，点击界面右上角关闭软件。（二）用户界面单击“项目”区域“样板文件”或启动界面中最近使用的项目文件，进入Revit操作界面，如下图所示。Revit界面包括应用程序按钮、快速访问工具栏、帮助与信息中心、选项卡、选项栏、上下文选项卡、工具面板、属性面板、项目浏览器、绘图区域、视图控制栏、状态栏、工作集状态等内容。（1）快速访问工具栏快速访问工具栏位于Revit操作界面的顶部，可以方便使用者快速使用某些命令，比如打开、保存、测量、尺寸标注等命令按钮。（2）功能区功能区提供了在创建项目或族时所需要的全部工具。在创建项目文件时，功能区显示如下所示。功能区主要由选项卡、工具面板和工具组成。Revit的工具均由不同的选项卡构成，包括文件选项卡、建筑选项卡、结构选项卡、系统选项、注释选项卡、视图选项卡、管理选项卡、修改选项卡等。（3）选项栏选项栏位于功能区下方，其内容因当前工具或所选图元而异。在选项栏上，鼠标右击，选择“固定在底部”选项，可以将选项栏固定在Revit窗口的底部。（4）帮助与信息中心用户遇到使用问题时，可以尝试在“帮助与信息中心”栏中寻找帮助文件。（5）属性面板属性面板可以查看和修改定义Revit中图元实例属性的参数。属性面板各部分的功能如下所示。当选择图元对象时，属性面板将显示当前所选择对象的实例属性；如果未选择任何图元，则选项板上将显示当前视图的属性。（6）项目浏览器项目浏览器用于组织和管理当前项目中包括的所有信息，包括项目中所有视图、明细表、图纸、族、组、链接的Revit模型等项目资源，如下所示。在Revit中进行项目设计时，最常用的操作就是利用项目浏览器在各视图中切换。通过“视图”选项卡“用户界面”下拉菜单，勾选或取消“项目浏览器”选项或者在绘图区域单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“浏览器”→“项目浏览器”选项实现打开和关闭。（7）绘图区域Revit窗口中的绘图区域显示当前项目的视图以及图纸和明细表视图。在Revit中每当切换至新视图时，都将在绘图区域创建新的视图窗口，且保留所有已打开的其他视图。使用“视图”选项卡“窗口”面板“平铺”或“层叠”工具，可设置所有已打开视图排列方式为平铺或层叠。（8）视图控制栏在楼层平面视图和三维视图中，绘图区各视图窗口底部均会出现视图控制栏。通过控制栏，可以快速访问影响当前视图的功能，包括以下12个功能。视图控制栏如下所示。（9）状态栏状态栏位于软件界面的底部，当使用某一工具时，状态栏会提供一些技巧提示，当选中图元时，状态栏会显示图元的类型名称。（三）视图控制（1）项目视图种类视图是项目中BIM模型根据不同的规则显示的投影。常用的视图有平面视图、立面视图、剖面视图、详图索引视图、三维视图、图例视图、明细表视图等。同一项目可以有任意多个视图，所有视图均根据模型剖切投影生成。以Revit2018软件自带的样例文件进行示例讲解。单击“文件”选项卡→“打开”→“项目”，在“打开”对话框中，按文件存放路径：安装盘：Revit2018/Samples/racbasicsampleproject打开文件。（2）使用项目浏览器采用项目浏览器可实现各视图之间切换，双击“项目浏览器”中“Level1”楼层平面视图则可以在绘图区打开该视图，单击视图右上角的按钮则关闭该视图。（3）视图导航视图的控制操作（缩放、平移、旋转等）可以利用鼠标配合键盘功能键或者使用Revit提供的用于视图控制的“导航栏”进行操作。通常利用鼠标进行视图的控制操作比较方便，视图导航栏如下所示。（4）使用ViewCube除了使用鼠标、导航栏控制视图显示之外，还可以使用ViewCube工具，方便定位到常用的三维视图。ViewCube位于视图窗口的右上角，如下所示。（5）使用视图控制栏视图控制栏用于控制视图的显示方式和显示状态，如下所示。（四）图元基本操作（1）图元选择在Revit中，要对图元进行修改和编辑，必须选择图元。在Revit中可以使用以下四种方式进行图元的选择，即单击选择、框选、特性选择、过滤器选择。（2）图元编辑在修改选项卡中，Revit提供了“移动”、“复制”、“镜像”、“旋转”等命令，如下所示，利用这些命令可以对图元进行编辑和修改操作。（五）文件管理（1）新建文件单击“文件”选项卡“新建”下拉按钮，打开“新建”菜单，用于创建项目文件、族文件、概念体量等。（2）打开文件单击“文件”选项卡“打开”下拉按钮，打开“打开”菜单，用于打开项目文件、族文件、Revit文件、建筑构件、IFC文件、样例文件等。（3）保存文件单击“文件”选项卡“保存”命令，可以保存当前项目、族文件、样板文件等。（4）另存为文件单击“文件”选项卡“另存为”下拉按钮，打开“另存为”菜单，可将文件保存为项目、族、样板和库4种类型文件。（5）文件导入与链接①链接外部文件。Revit可以链接RVT、DWG、SKP、SAT、DGN、DWF文件格式。②导入外部文件。Revit支持向项目内部导入外部文件。支持导入文件的格式与链接方式中包含的文件格式大致相同，并且还支持图像及gbXML文件的导入。20分钟五、学生实操（1）学生实操结合本节课程内容，安排学生进行Revit软件启动与关闭、视图控制、图元基本操作、文件管理课堂实操训练，在课堂教学过程中边教、边学、边做，实现教学做一体化。学生展示选取学生代表进行视图控制、图元基本操作、文件管理的实操演练与成果展示。教师点评针对全体同学课堂实操情况与个别学生展示情况，进行教学点评，进行易错点、混淆点、关键点等内容总结与对比。30分钟五、知识拓展中建集团自主研发的AECMateBIM软件为解决国产BIM核心技术和应用生态的“卡脖子”问题，中建集团自主研发了AECMate系列BIM软件。面向建筑工程全产业链，构建了覆盖基础图形平台、协同平台与专业应用软件的完整技术产品体系，经院士、专家评价“主要功能性能基本可替代国外同类产品，成果总体达到国内领先水平”，确保了行业数据安全，为国产自主BIM产品提供“中建方案”。AECMateBIM建模软件基于云-边-端协同架构，具有图形显示、几何造型、参数化建模、交互式建模、数据管理、数据交互六大核心功能，支持参数化造型；BIM协同平台支持多种主流数据格式输入、输出，支持跨阶段、跨专业的多方协同管理；专业应用软件可支持快速识图建模、模型格式转化，支撑多专业设计协同和跨专业软件数据交互，满足工程现场“人-机-料-法-环”信息与BIM数据集成，支撑工程精细化管理。6分钟六、课后作业学生完成线上作业设计目的：通过布置作业检测课堂学习情况，巩固提升综合能力。教学方法：线上线下混合式教学资源：PPT、教学视频、参考资料3分钟七、课堂小结对Revit软件启动与关闭、视图控制、图元基本操作、文件管理的思路和操作进行回顾和知识梳理。并且结合课后作业，要求学生对课上未作讲解的扩展性内容进行研究探索，做到举一反三触类旁通。4分钟第2章司南北斗定方位——建模前期准备2.2经天纬地——标高与轴网的创建教学设计背景章节2.2经天纬地——标高轴网的创建所属课程BIM技术应用所属专业工程造价、土木工程适用对象本科二年级学情分析学生在此课堂前学习了Revit软件概述及基本操作，学生了解了Revit的简介、特性、基本术语、文件类型等，对Revit建模产生了浓厚兴趣。目前，学生对本课程的学习充满期待，热切地要开始软件的学习及使用。本节教学目标知识目标：掌握标高、轴网创建思路与流程。能力目标：熟练掌握“轴网”、“阵列”、“复制”、“对齐”等操作命令为基础，准确建立案例工程项目的标高轴网。素质目标：通过标高、轴网的创建，培养严谨认真的工作态度、自主思考和解决问题的科学思维；塑造思路清晰、合理严谨、方法正确的的科学能力。教学思路标高在垂直维度定义建筑的生长刻度，轴网在水平层面框定空间的布局逻辑，二者共同搭建起建筑从虚拟到现实的精准坐标系，为后续模型创建提供定位基准。本次教学设计以学生为中心，以项目为载体，将课程知识与工程实际相结合，使学生掌握对工程问题的分析建模技巧，教学案例从简单到复杂，依次加深难度和复杂度，使学生逐步掌握解决复杂工程问题能力。教学设计上采用线上加线下的混合式教学，以项目化教学、任务驱动法、教学做一体化等教学方法授课，让学生轻松掌握标高与轴网的创建及操作。课程资源学习通在线资源、教材、教学视频、PPT、讲义等。教学内容1、新建项目2、新建标高3、新建轴网教学重、难点教学重点：标高轴网的定义与创建教学难点：面向工程实际的标高与轴网创建教学方法与工具教学方法：项目教学法、任务驱动式、教学做一体化教学工具：多媒体教室、Revit建模环境教学安排线上教学：学习线上视频资源、阅读材料等，按照要求进行课程内容预习、讨论和测试。线下教学：课中在智慧教室根据课前线上学习情况引导学生正确分析问题，解决学生疑难问题。线上作业：根据课堂学习，通过超星泛雅平台下发作业题，要求完成并提交。教学评价1.学习通平台线上学习情况。2.课堂表现：师生互动、生生互动、团队协作、问题解答等情况。3.作业完成情况。预习任务与课后作业预习任务：完成学习通平台基础的定义与创建视频学习，完成讨论和预习测试题课后作业：超星泛雅平台作业教学特色创新教学理念：（1）坚持以学生为中心、以项目为载体，培养学生解决实际工程项目中标高与轴网创建的能力。（2）在本节课程的授课过程中，无声融入思政元素的内容，培养学生的工匠精神、科学思维和爱国主义精神。更新教学方法：采用线上和线下混合式教学方法，集合项目化、任务驱动和教学做一体化多种方法，保证线上学习效果和线下课堂质量。优化教学内容：详细讲解标高与轴网的创建方法及操作，以丰富的知识内容为为综合实践类课程实现提供基础支撑。教学过程教学环节教学内容时间分配一、线上教学知识总结1.回顾上节内容2.认识房屋建筑标高与轴网3.总结学习通平台学习情况，提醒学生注意内容。设计目的：利用回顾巩固已学内容，通过知识导入，使学生认识基础，引出本节课的教学内容。教学方法：线上自学、在线讨论教学资源：PPT、视频、阅读材料说明：线上部分放到课前完成，含线上学习时长。6分钟二、引出概念（一）什么是标高？标高表示建筑物各部分的高度，是建筑物某一部位相对于基准面（标高的零点）的竖向高度，是竖向定位的依据。标高有绝对标高和相对标高两种，是按基准面选取的不同而分的。标高的分类：绝对标高：是以一个国家或地区统一规定的基准面作为零点的标高。我国规定以青岛附近黄海的平均海平面作为标高的零点；所计算的标高称为绝对标高。施工图的总平面图中的室外地坪标高常采用绝对标高。除总平面图外，一般都采用相对标高。相对标高：即把建筑物室内首层主要地面的绝对标高定为相对标高的零点，以“±0.000”表示，高于它的为正数标高，低于它的为负数标高，正数标高在数字前不注“＋”，负数标高在数字前注“－”。（二）什么是轴网？是由建筑轴线组成的网，轴网由定位轴线(建筑结构中的墙或柱的中心线)、标志尺寸(用心标注建筑物定位轴线之间的距离大小)和轴号组成。轴网是建筑制图的主体框架，建筑物的主要支承构件按照轴网定位排列，达到井然有序。轴网分直线轴网、斜交轴网和弧线轴网。8分钟三、案例讲解（一）建模思路讲解先新建项目文件，通过查阅幼儿园项目标高与轴网的类型、定位、属性等信息，进行标高与轴网的创建。（二）图纸识读在本课程的教学过程中采用幼儿园工程案例贯穿整个课程学习过程，首先进行幼儿园图纸标高与轴网的识图，了解相关信息。（三）新建项目（1）打开项目样板启动Revit软件，在“项目”区域选择“新建”选项，“新建项目”对话框选择“构造样板”，新建“项目”，如下所示。（2）编辑项目选择“管理”选项卡“设置”面板“项目单位”工具，设置当前项目“长度”单位为“mm”，“面积”单位为“m2”，完成设置。（3）保存项目单击“快速访问栏”中保存按钮，弹出“另存为”窗口，指定存放路径并命名，默认文件类型为“.rvt”格式，点击“保存”按钮，关闭窗口。（四）新建标高（1）进入立面视图在“项目浏览器”中展开“立面”视图类别，双击“南立面”视图，在绘图区域显示项目样板中的默认标高。（2）对原有标高体系修改对项目样板默认的标高仅保留标高1和标高2，其余标高删除。结合幼儿园“立面图”，选中“标高1”文字部分，修改为“首层”，将“标高2”改为“二层”，并移动至“二层”标高值位置，单击修改数值为“3.6”，Enter键确认输入。“二层”标高与“首层”标高距离变为3600mm，如下所示。（3）创建新标高设置单击“建筑”选项卡“基准”面板“标高”工具，选择“直线”方式创建标高，确认勾选选项栏“创建平面视图”选项，设置“偏移量”为“0”，如下所示，在绘制标高时，自动为标高创建与标高同名的楼层平面视图。（4）创建新标高当光标位置放置标高“二层”上方区域，Revit将捕捉已有标高端点并显示端点对齐蓝色虚线，再通过键盘输入“3600”，按Enter键确定“三层”标高起点，沿水平方向向右移动鼠标光标，进行标高绘制。当光标移动至已有标高右侧端点时，Revit将用蓝色虚线显示端点对齐位置，单击完成“三层”标高绘制，并修改名称为“三层”。同理，绘制基础底标高。（5）复制方式生成新标高选择“三层”标高，点击“修改|标高”选项卡“修改”面板“复制”工具，勾选“约束”、“多个”选项，如下所示，选择“三层”标高上任意一点作为复制基点，向上移动鼠标，并根据图纸连续输入数值，完成标高创建，依次修改名称为“四层”、“屋面层”、“屋顶层”。（6）对使用复制方式创建的标高生成楼层平面视图使用“复制”方式创建的标高并未生成对应的楼层平面视图。单击“视图”选项卡“创建”面板“平面视图”下拉中“楼层平面”工具，打开“新建楼层平面”窗口，选中“四层”、“屋面层”、“屋顶层”，点击“确定”按钮，关闭窗口。“项目浏览器”的“楼层平面”同步更新，切换“南立面”视图，标高标头颜色一致，均为蓝色，创建完成的幼儿园标高如下所示。（五）新建轴网（1）进入楼层平面视图根据“一层平面图”进行轴网的绘制。双击“项目浏览器”中“首层”楼层平面视图，单击“建筑”选项卡“基准”面板“轴网”工具，自动切换至“修改|放置轴网”上下文选项卡，进入轴网编辑状态。（2）轴网属性设置单击“属性”面板“编辑类型”按钮，弹出“类型属性”对话框，设置类型为“6.5mm编号”，“轴线中段”为“连续”，