《工程图学与BIM基础》课程教学大纲

一、课程基本信息 

二、课程简介  

工程图学 与BIM基础是智能建造、土木工程、工程管理、给排水科学与工程、建筑环境与能源应用工程专业限选的一门技术基础课。课程理论体系严谨、实践性强并与工程实践联系紧密。课程主要内容包括画法几何、工程制图和BIM基础。其中画法几何主要介绍投影基本原理，是制图的理论基础；工程制图是投影理论的应用，包括阅读和绘制各种专业工程图样；BIM基础则是介绍运用计算机绘图软件绘制各种专业工程图样以及BIM技术的基本理论、应用及建筑信息模型的建模方法。

通过本课程的理论教学和实践环节的技能训练，使学生具备阅读和绘制工程图样的能力，具备运用计算机绘图软件绘制工程图样以及运用BIM软件创建建筑信息模型的能力，为后续专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实基础。同时，通过本课程教学培养学生贯彻执行国家标准的意识，提升学生的工程设计能力，培养学生的综合实践和创新能力以及作风严谨、精益求精的大国工匠精神。

三、课程内容

（一）课程教学目标

课程目标1：掌握正投影法绘制工程图样的基本理论，培养空间想象和空间构思能力，具备用图形表达设计意图的能力；掌握形体的各种表达方法，具备阅读工程图样的基本能力。（毕业要求1，2）

课程目标2：掌握制图国家标准和相关行业标准的基本规定，自觉遵守和执行工程规范；掌握绘制工程图样的基本方法，具备运用手工和计算机绘制工程图样的能力。（毕业要求5）

课程目标3：掌握BIM技术的基本理论和建模方法，具备运用BIM软件创建建筑信息模型的能力。（毕业要求5）

课程目标4：培养严格贯彻执行国家标准的意识，培养综合实践和创新能力，树立严谨细致的工作作风和精益求精的工匠精神。（毕业要求7，11）

（二）教学基本内容

第一章 绪论

教学目的与要求：

通过本章的学习，了解工程图学的发展历史、应用以及未来发展方向；明确本课程的性质、学习目的和学习内容；掌握学习方法，能根据学习内容和任务要求，结合自己的实际情况制定学习计划。

教学重点：

本课程的性质、学习目的、学习内容及学习方法。

教学难点：

本课程的学习方法。

教学内容：

（1）工程图学的发展历史、应用以及未来发展方向；

（2）本课程的性质和学习目的；

（3）本课程的学习内容和学习方法。

教学思政元素：

通过介绍中国古代建筑制图的成就，增强文化自信和民族自豪感；利用工程图学发展历程中的重要人物和事件，教育学生学习前辈的奋斗精神和对国家贡献的历史。

学时分配：

课堂教学1学时

第二章 制图基本知识

教学目的与要求：

通过本章的学习，了解制图国家标准，掌握制图基本规定；能正确使用绘图工具和仪器，做到作图准确、图线分明、字体工整、图面整洁；掌握尺规绘图的方法与步骤及常用平面图形的绘图方法。

教学重点：

制图国家标准的基本规定；绘图工具和仪器的正确使用。

教学难点：

绘图工具和仪器的正确使用。

教学内容：

（1）制图国家标准的基本规定，包括图纸幅面、比例、字体、图线和尺寸标注等；

（2）常用绘图工具和仪器的使用方法；

（3）常用平面图形的绘图方法；

教学思政元素：

通过介绍制图国家标准的基本规定，让学生树立严格贯彻执行国家标准的意识，培养学生职业素养；通过介绍“建筑图纸是施工的依据”，强调作图规范性和精准度，让学生从初学制图开始就严格要求自己，树立认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

学时分配：

课堂教学1学时+实验1学时

第三章 投影的基本知识

教学目的与要求：

通过本章的学习，建立中心投影和平行投影（正投影和斜投影）的明确概念；掌握正投影的投影规律；掌握基本体投影的作图方法；能正确绘制形体的三面投影；能根据形体的两面投影完成第三面投影。

教学重点：

正投影的投影规律；绘制形体三面投影的方法和步骤；根据形体的两面投影，完成第三面投影。

教学难点：

根据形体的两面投影，完成第三面投影。

教学内容：

（1）投影法的概念及分类；

（2）平行投影的基本性质；

（3）正投影图的形成及其投影规律；

（4）形体三面投影的作图方法和步骤：

（5）根据形体的两面投影，完成第三面投影。

教学思政元素：

通过三面投影的学习，培养学生多角度观察问题的能力，告诫学生看问题要全面，学会用辩证的眼光去看问题。通过讲解作形体的三面投影，画完草稿图后需要进行检查，对图线查缺补漏，强调认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

学时分配：

课堂教学2学时+实验1学时

第四章 点、直线、平面的投影

教学目的与要求：

通过本章的学习，掌握点的三面投影规律，能准确判断两点的相对位置；掌握各种位置直线的投影特性，能根据投影分析直线的空间位置；掌握直线上的点的投影规律并能在给定直线上定点；掌握一般位置线段的实长和倾角的求法；掌握判断两直线的相对位置（平行、相交、交叉、垂直）的方法；掌握各种位置平面的投影特性，能根据投影分析平面的空间位置；掌握平面上直线和点的求作方法。

教学重点：

点的三面投影规律；各种位置直线和平面的投影特性；运用直角三角形法求一般位置线段的实长及其对投影面的倾角实形；直角投影定理；根据点、直线、平面的投影确定其空间位置或判断空间相对位置。

教学难点：

根据点、直线、平面的投影确定其空间位置或判断空间相对位置。

教学内容：

（1）点的三面投影规律、点的投影与坐标的关系以及如何判断两点相对位置；

（2）各种位置直线的投影特性、求一般位置线段的实长及其对投影面倾角的实形、判断两直线相对位置以及如何在直线上定点；

（3）各种位置平面的投影特性以及如何在平面上定直线和点。

教学思政元素：

通过分享古代或现代知名工匠在工程制图中的故事，如对直线、平面空间位置的精确把握，展现精益求精的匠心。在解答空间几何问题时，通过引导学生思考多种解法，提高空间思维能力和分析问题能力，激发创新活力。

学时分配：

课堂教学4学时

第五章 直线与平面及两平面的相对位置

教学目的与要求：

通过本章的学习，掌握直线与平面及两平面之间的各种相对位置（平行、相交、垂直）的投影特性；掌握直线与平面及两平面平行、垂直的判定依据并能求解有关定位问题；掌握求直线与平面的交点、两平面交线的作图方法。

教学重点：

直线与平面及两平面平行、垂直的判定和作图；求直线与平面的交点、两平面交线。

教学难点：

直线与平面及两平面垂直的判定和作图；求直线与平面的交点、两平面交线。

教学内容：

（1）直线与平面及两平面平行的投影特性和作图方法；

（2）直线与平面及两平面相交求交点、交线的作图方法；

（3）直线与平面及两平面垂直的投影特性及利用投影特性作直线与平面垂直、平面与平面垂直。

教学思政元素：

在分析直线、平面相对位置关系时，引入多角度全面认识分析问题的哲学思想。在讲解“直线与平面以及两平面垂直”时，引出高层建筑设计中控制垂直度的重要性，如上海中心大厦的结构设计，通过确保每一层柱子、墙体等构件与地面的垂直度，保障了建筑的安全、稳定性，并由此联系到建筑师和工程师的社会责任，即确保公共安全和遵守行业规范，同时展示中国在高层建筑领域的卓越成就。

学时分配：

课堂教学2学时

第六章 投影变换

教学目的与要求：

通过本章的学习，掌握投影变换方法之一换面法的作图原理；能熟练运用换面法将一般位置直线或平面变换成特殊位置的直线或平面；能灵活运用换面法求解定位和度量问题。

教学重点：

点在换面法中的投影变换规律；运用换面法将一般位置直线或平面变换成特殊位置的直线或平面；运用换面法求解定位和度量问题。

教学难点：

直线、平面的二次换面。

教学内容：

（1）换面法的基本概念和作图原理；

（2）点、直线和平面的一次换面。

（3）点、直线和平面的二次换面。

（4）换面法应用举例。

教学思政元素：

在讲授换面法时，结合马克思注主义哲学观点引入分析意识（观察角度）对客观世界的反映特点，可以加深学生对于换面法本质特征的思考。意识的能动作用体现在人积极反映世界与改造世界的能力。具有不同意识的人能够从多角度反映客观世界的不同特征。然而，客观世界不以人类的主观意识而改变。只有通过多角度、全方位的思考，才有可能反映和理解客观世界的真实特点。

学时分配：

课堂教学2学时

第七章 曲线和曲面

教学目的与要求：

通过本章的学习，了解曲线、曲面的形成和分类；掌握曲线的投影特性，并会求平面曲线段实长；熟练掌握特殊位置圆的投影特点以及作圆的投影；掌握工程上常见的各种回转面的形成及其投影特性，并能绘制其投影图；熟练掌握在圆柱面、圆锥面和圆球面等常见回转面上定点和定线的方法。

教学重点：

常见回转面的形成及其投影特性；在回转面上定点、定线。

教学难点：

在回转面上定点、定线。

教学内容：

（1）曲线的形成、分类及其投影特性；

（2）曲面的形成、分类；

（3）回转面的投影及其表面定点和定线。

教学思政元素：

通过介绍中国地标性建筑，如北京大兴国际机场，鸟巢等建筑，其设计中包含了大量的曲线和曲面元素。分析这些建筑的设计理念和施工过程，可以让学生理解曲线和曲面在现代建筑中的美学和功能性作用，同时培养学生的爱国情怀和对国家成就的自豪感。

学时分配：

课堂教学2学时

第八章 建筑形体的表面交线

教学目的与要求：

通过本章的学习，掌握特殊位置平面与平面立体、曲面立体相交的截交线作图方法；掌握两平面立体、平面立体与曲面立体以及两曲面立体相贯线的作图方法（前两种立体相交时，至少有一个立体的表面投影具有积聚性；两曲面立体相交时，至少有一个立体的轴线垂直于投影面）。

教学重点：

分析截交线、相贯线的空间形状、组成及投影特点；利用截平面投影的积聚性、立体表面投影的积聚性求截交线和相贯线；截交线、相贯线可见性的判别。

教学难点：

分析截交线、相贯线的空间形状、组成及投影特点。

教学内容：

（1）截交线、相贯线的基本概念；

（2）平面体、曲面体截交线的特性及求作方法；

（3）同坡屋面交线的特性及求作方法；

（4）两平面体相贯线的特性及求作方法；

（5）平面体与曲面体相贯线的特性及求作方法；

（6）两曲面体相贯线的特性及求作方法；

教学思政元素：

在介绍同坡屋面交线时，由坡屋顶引入中国古建筑，中国古建筑是中国历史文化遗产的重要组成部分。通过对古代传统建筑的介绍，让学生了解中国建筑历史发展的辉煌时期以及中国建筑在世界上的重要地位，让学生在树立文化自信的同时知晓肩负传承传统文化的使命和责任。

学时分配：

课堂教学8学时

第九章 轴测投影

教学目的与要求：

通过本章的学习，了解轴测投影的形成、特性及分类；掌握平面组合体、圆及曲面体正等轴测投影的画法；了解正二轴测投影的画法；掌握正面斜轴测投影和水平斜轴测投影的画法；能根据各种轴测投影的特点，选择合适的轴测投影类型表达形体。

教学重点：

正等轴测投影的画法。

教学难点：

根据形体的三面投影图，选择合适的轴测投影类型绘制形体轴测图。

教学内容：

（1）轴测投影的形成、特性及分类；

（2）正轴测投影的画法；

（3）斜轴测投影的画法；

（4）轴测投影的选择。

教学思政元素：

在介绍轴测图画法和作图举例时，强调科学认知中的全局观。以识读三视图以及分析形体形状特征为基础，先将叠加式复杂组合形体拆解为若干简单基本体分别绘制，然后组合到一起，按“整体-局部-整体”的逻辑思路，统筹把握绘制出具有立体感的轴测图。

学时分配：

课堂教学2学时

第十章 建筑形体的表达方法

教学目的与要求：

通过本章的学习，熟练掌握建筑形体投影图的画法并做到投影图选择恰当、投影正确、尺寸标注齐全和清晰；熟练掌握建筑形体剖面图和断面图的画法；了解轴测图的剖切画法和各种常用的简化画法；能熟练运用形体分析法和线面分析法进行读图和画图，进一步提高读图和画图能力。

教学重点：

建筑形体投影图的画法及尺寸标注；剖面图和断面图的画法；运用形体分析法和线面分析法进行读图和画图。

教学难点：

熟练运用形体分析法和线面分析法进行读图和画图。

教学内容：

（1）建筑形体的视图；

（2）建筑形体的尺寸标注；

（3）建筑形体剖面图和断面图的形成、种类及画法；

（4）形体的画图与读图；

（5）轴测图的剖切画法和各种常用的简化画法。

教学思政元素：

在讲授形体的读图时，将马克思主义的观点方法融入到读图要点和方法的讲解中，如由简单到复杂的认知规律，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力；将科学研究方法、探索精神融入到根据两面视图补画第三视图的讲解中，培养学生的创新意识。

学时分配：

课堂教学4学时+实验2学时

第十一章 建筑施工图

教学目的与要求：

通过本章的学习，了解房屋的基本构造组成；了解建筑施工图的产生、图示特点及阅读的方法、步骤；掌握建筑总平图的图示内容、读图方法及步骤；掌握建筑平面图、立面图和剖面图的图示方法、内容以及读图和绘图的方法及步骤；掌握建筑详图的特点、图示内容以及读图和绘图的方法及步骤。

教学重点：

阅读和绘制建筑施工图。

教学难点：

阅读和绘制建筑施工图。

教学内容：

（1）民用建筑的基本构造组成及各组成部分的作用；

（2）建筑施工图的分类及图示特点；

（3）建筑总平面图的作用、图示内容及读图步骤；

（4）阅读和绘制建筑平面图、立面图和剖面图；

（5）阅读和绘制建筑详图。

教学思政元素：

结合国家重大工程项目中的应用实例，说明工程制图在国家发展和现代化建设中的作用，激发学生的爱国情感和为国家贡献力量的愿望。比如介绍上海中心大厦高632米，是世界第三、中国第一高楼，也是中国人首次建造600米以上的高楼，展现了改革开放以来中国制造、工程建设领域的巨大进步和城市现代化发展的成果，同时也体现了建筑师独特的设计理念和大胆的设计创新。

学时分配：

课堂教学4学时+实验2学时

第十二章 结构施工图

教学目的与要求：

通过本章的学习，了解结构施工图的内容和图示特点；掌握钢筋混凝土的基本知识；掌握基础图、楼层结构平面图和结构构件详图的图示方法、内容以及读图方法；能按制图国家标准正确地绘制结构施工图；掌握混凝土结构施工图平面整体表示法。

教学重点：

阅读和绘制钢筋混凝土结构施工图。

教学难点：

阅读和绘制钢筋混凝土结构施工图。

教学内容：

（1）结构施工图的内容、图示特点和读图方法；

（2）钢筋混凝土的基本知识；

（3）阅读和绘制基础图、楼层结构平面图和结构构件详图；

（4）钢结构的基本知识及钢结构图的图示方法和内容；

（5）平面整体表示方法。

教学思政元素：

通过结合具体工程案例，讨论工程失误可能带来的严重后果，教育学生在未来的工作中要有强烈的社会责任感，确保自己的工作能够保障公众的安全和利益。

学时分配：

课堂教学4学时+实验2学时

第十三章 道路工程图

教学目的与要求：

通过本章的学习，了解道路、桥梁的种类和基本组成；熟练掌握道路工程图中常用图例符号的含义；掌握道路路线工程图的作用、图示内容和读图方法；掌握桥梁工程图的图示内容和读图方法。

教学重点：

阅读道路路线工程图和钢筋混凝土梁桥工程图。

教学难点：

阅读道路路线工程图和钢筋混凝土梁桥工程图。

教学内容：

（1）道路及道路工程图的基本知识；

（2）道路路线工程图的作用、图示内容和读图方法；

（3）桥梁的基本知识、阅读和绘制钢筋混凝土梁桥工程图。

教学思政元素：

通过介绍矮寨大桥、港珠澳大桥等超级工程，使学生了解和震惊于我国现代众多伟大超级工程的壮举，已然在世界级工程的设计、施工与管理的很多方面领先于世界，学生可从中学习工程师与建设者们的创新智慧及求真专注、不畏艰险的职业与专业精神。

学时分配：

课堂教学4学时

第十四章 BIM基础

教学目的与要求：

通过本章的学习，掌握AutoCAD软件的二维绘图、图形编辑、图案填充、标注尺寸、设置图层、注写文本、创建图块等常用命令操作；能熟练运用AutoCAD软件绘制并打印符合制图国家标准的工程图样；了解BIM技术的基本概念、特点、发展历史及其在工程中的应用；了解BIM技术应用的相关软件；掌握Revit的操作界面、建模思路和流程；掌握Revit软件的建模方法，能运用Revit创建建筑信息模型并完成施工图布局与出图（Revit软件操作实训在工程图学与BIM基础实习课程中完成）。

教学重点：

AutoCAD软件的基本命令操作及绘制和打印工程图样；Revit软件创建建筑信息模型的方法。

教学难点：

AutoCAD软件的基本命令操作及绘制和打印工程图样；Revit软件创建建筑信息模型的方法。

教学内容：

（1）计算机绘图的概述；

（2）AutoCAD软件的基本命令操作，包括二维图形绘制和编辑、文本和尺寸的注写、图案填充、图块创建；

（3）运用AutoCAD软件绘制和打印工程图（建筑施工图、结构施工图、桥梁工程图、给水排水工程图、零件及装配图）。

（4）BIM技术的基本概念、特点、发展历史及其在工程中的应用；

（5）Revit软件的操作界面、建模思路和流程以及建模方法。

教学思政元素：

通过介绍BIM技术在国家重大工程中的应用，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，体现科学精神和国家发展战略。

学时分配：

课堂教学2学时+实验4学时

四、考核方式

包括考核方式和成绩构成，体现形成性的评价过程。

（一）考核环节

考核总成绩 =平时考核成绩（25%）+期中考试成绩（25%）+期末考试成绩（50%）。

（平时考核成绩由课堂参与、课后习题、绘图实训和上机实训成绩构成）

平时考核主要包括课堂参与、课后习题、绘图实训、测绘实践和上机实践，按100分制综合计分。课后习题主要巩固课堂基本理论知识、方法及其应用，绘图实训和测绘实践主要熟悉绘图工具和仪器的使用及训练读图和手工绘图能力，上机实践主要熟悉AutoCAD软件使用，并结合制图标准、投影原理、形体表达方法、专业图的图示方法和相关专业知识，训练阅读各类工程图和计算机绘图能力。

期末考试采用闭卷笔试，时间120分钟，满分100分。试题主要为作图题，作图题主要考查学生掌握基本概念和知识点融会贯通情况，检验学生的读图能力和表达建筑形体的能力。

上机考试作为期中考试，采用计算机实操考试，时间120分钟，满分100分。主要考查学生阅读工程图样和运用计算机绘制工程图样的能力。

课后习题、绘图实训、测绘实践和上机实践作业根据学生上交作业的正误和质量进行评价，按100分制计分。

（二）课程目标达成度评价方式

课程目标达成度评价以总评成绩合格学生的数据为基础，计算方法如下：

（三）课程目标达成度评价等级

课程目标达成度分为五个等级（如下表）。

五、授课手段（教学方法）

多媒体PPT课程授课、习题讲解、测绘实践、绘图实训和上机实践相结合的方式。

《工程图学与BIM基础》教学进程表

课程名称: 工程图学与BIM基础

授课学期：2024-2025学年秋季学期

授课教师：何纬坤

授课班级：土木2405-06班

选用教材：

1《建筑制图》和《建筑制图习题集》（高等教育出版社）

2《土木工程计算机绘图基础》（人民交通出版社）

3《计算机绘图与BIM基础》(机械工业出版社）

授课时间，地点: 2024年9月9日-2025年1月10日，星期三第5、6节（第1-4,7-18周）

和周五第1、2节（第14-18周），研楼B109。

答疑时间，地点：2024年2月26日—2024年5月31日，每周二，15:00—17:00，

土木院C509；随堂课前、课后答疑。

教学 16 周，授课16 周完成；

授课 21 次，每次 90 分钟（连续）；

讨论 0 次，每次   分钟；

实验(项目) 7 次；

测验(考查) 2 次。

一、参考书籍

u 《建筑制图》及配套习题集

何斌、陈锦昌等主编，高等教育出版社

u 《计算机绘图与BIM基础》

栾英艳、何蕊主编，机械工业出版社

u 《土木工程计算机绘图基础》

袁果、尚守平主编，人民交通出版社

u 《土木建筑工程BIM技术-Revit建模与应用》

牛春来、莫南明主编，清华大学出版社

u 《土木建筑制图》及配套习题集

    乐荷卿、陈美华主编，武汉理工大学出版社

u 《土木工程制图》

     谢步瀛主编，同济大学出版社

u 《土木建筑工程制图》

     陈倩华、王晓燕主编，清华大学出版社

u 《房屋建筑学》

郝峻弘等主编. 清华大学出版社, 北京交通大学出版社

u 《建筑图学》

邓学雄等主编. 高等教育出版社

u 《建筑图学习题集》

太良平等主编. 高等教育出版社

二、相关国家标准、规范

《房屋建筑制图统一标准》（GB/T 50001－2017）

《总图制图标准》（GB/T 50103－2010）

《建筑制图标准》（GB/T 50104－2010）

《住宅设计规范》（GB 50096－2011）

《建筑信息模型应用统一标准》（GB/T 51212－2016）

《建筑信息模型施工应用标准》（GB/T 51235－2017）