[營建知訊轉載]以Revit教授工程圖學 林之謙、謝依芸、汪立本 (2021.5)

林之謙  國立臺灣大學土木工程學系 助理教授
謝依芸  國立臺灣大學土木工程學系 助理教授
汪立本  國立臺灣大學土木工程學系 助理教授

因應BIM發展 以Autodesk Revit作為教學軟體

去年（109學年）臺大土木系工程學系的必修課程工程圖學，首次嘗試將BIM之模型建置及理論應用導入課程之中，並以Autodesk Revit作為開始教學之軟體。選擇教授Revit主要是著眼於過去幾年BIM的蓬勃發展，無論在學界或是業界，相關研究與技術發展快速，這讓身為教師的筆者認為，對於土木系學生而言，操作使用Revit軟體已經逐漸從optional變成必備技能之一。此外，傳統學習Revit的方式，通常是先學習CAD；等到熟悉CAD操作之後，才進一步學習Revit。然而，要學好Revit，物件導向（object-oriented）之觀念非常重要，而學習CAD的過程中，往往沒有教授這方面的觀念。也因為如此，學生在開始學習Revit的時候，教師必須花額外時間去改變一些既有的思維（mindset），增加了學習上的困擾。因此，筆者希望藉由這門課，嘗試「直接導入物件導向概念」之可行性，讓學生從一開始就能學習相關思維，在之後操作Revit時能夠快速進入狀況。而最後的學習結果也證明，學生對於Revit的接受度很高，學習狀況也不錯，在期末時，多能實作出令人驚艷的作品。

實現物件導向、施工概念視覺化

在準備課程上，過去3D建模教學主要使用Sketchup，教學目標為讓同學在短時間內可以快速建置3D原型（Prototype）。雖然也有導入模組化概念，但在軟體功能的限制下，主要目標仍為透過建立模型傳達設計概念。而Revit則跳脫單純視覺化傳達之目的，加入上述物件導向之概念，因此在教學備課上也有一些相關的改變。在希望同時結合實務、建模技巧以及理論概念的基礎下，筆者嘗試借鏡臺大土木系謝尚賢教授長期開設的BIM課程，透過建立電腦繪圖乙、丙級證照之建築模型，將建模過程中實際需要的概念及技巧加入（圖一）。

然而在課程時間的限制下，目前僅能挑選重要概念教學，例如：放樣、基礎工程、梁柱板牆等。準備課程中除了建模技巧外，也加入了建築施工的概念，讓學生除了建模外，也能了解實務上的應用。此種方式最主要的不同在於，學生可以將物件導向、施工概念等實現並視覺化，透過虛擬的畫面，想像建築物中各項結構實現的過程。

課堂進行「翻轉教室」教學

在整個學期中，筆者也嘗試將「翻轉教育」的概念融入課程，而「翻轉教室」便是翻轉教育的其中一個面向。所謂「翻轉教室」（Flipped Classroom），即是將教學的時間與空間進行翻轉：傳統的教學是老師在課堂講課，學生回家寫作業；而翻轉教學則是課前先讓學生在線上學習聽講，如此一來，在課堂上，老師便有更多的機會進行多元的教學活動。然而，因為大一學生剛從高中升上來，大部分還不習慣翻轉教室的教學方法，經歷過學期初的衝擊，以及課堂上給老師們的即時反映，筆者後來也對教學方式做了一些調整。而在下半學期的教學中，筆者除了在課堂前上傳教學影片之外，也還是會在課堂現場操作示範給學生看，最後再留一節課的時間給學生實作並完成課堂作業。

​學期初因為連續碰到連假，再加上對於線上自我學習的不適應，部分學生出現了負面的反映；然而隨著學期進行，學生逐漸適應，而筆者在教學上也做出了調整，稍微降低讓學生自我學習的力道，採用部分翻轉、部分傳統的教學作法，結果學生的反映都算是正面的。而透過教學影片的錄製，學生可以隨時進行課前預習，或是在課後複習每週的學習內容。針對期末團體報告，學生們都表達：雖然建模的過程很痛苦，但在成果發表的那一刻，卻感到十足的成就感（圖二）。

大一開始學習BIM建模 新挑戰

筆者之一的謝依芸老師認為，讓土木系的大一生在工程圖學課程便開始學習BIM建模，是非常前衛且不容易的改革。一般來說，大一生在學習傳統的工程圖學時，都是以徒手進行繪製。徒手繪製與視圖的能力固然重要，但在工程技術日益進步且公共工程法規要求提升的此刻，學會利用電腦模擬來思考工期、成本與品質之管控、設計方案可隨時修正之彈性等效益，也是非常重要的。然而，是否要在未來的課程中再次加入AutoCAD的基本能力教授，仍是值得老師們互相討論的議題。

​而汪立本老師則強調，嘗試在大一直接教Revit的實驗是成功的，學生的接受度頗高，對於物件導向的觀念養成也得以一次到位，期末的成果更是令人驚艷。希望這個實驗的成果，可以供其他開授工程圖學課程的老師，作為未來課程設計之參考

工程圖學課程改革 成效佳

林之謙老師則是認為，在目前有限的課程時間內，將未來不管圖學或施工上會應用到的基礎概念，盡量教授給大一的學生，從反映上來看是成功的。未來如何能更有效地結合、配套其他課程，也是另一個非常重要的議題，最好能夠讓學生在技術操作的課程上體驗到工程實務會遭遇到的問題，並將理論應用於其上。以BIM來講，即是讓學生可以體會從工程初期建立模型、由BIM模型出圖、溝通協調、衝突檢測、實務應用等過程。此外，三位教師也都認為，若沒有助教們在教學過程中的協助，此門課程能夠順利進行的機會將大大降低。由此也可看出，對工程圖學課程的改革，在初期除了課程規劃的心力，以及隨時根據學生反映進行調整之外，更必須投入助教的人力，才能使課程達到一定的成效。