淺談基于BIM技術的高職教育建筑工程制圖與CAD課程改革

（廣東工程職業技術學院，廣東廣州，510520）

摘 要：未來工程建筑行業將以BIM技術為核心，實現工程全周期的信息及數據的關聯統一、有序組織和共享。高職教育建筑工程技術專業的基礎性課程——建筑工程制圖與CAD的課程改革已迫在眉睫。結合高職教育的特點，從課程的傳統教學方式入手分析，研究引入BIM技術的可行性以及進行課程改革的具體實施辦法。

關鍵詞：BIM技術 建筑工程制圖與CAD 課程改革

BIM技術正在以破竹之勢在工程建筑行業中引起一場信息化數字革命。未來工程建筑行業將以BIM技術為核心，實現工程全周期的信息及數據的關聯統一、有序組織和共享。行業信息化技術的飛速發展，對高職教育建筑工程技術專業的基礎性課程——建筑工程制圖與CAD的課程教學帶來了巨大的沖擊，基于BIM技術的建筑工程制圖與CAD的課程改革已迫在眉睫。現結合高職教育的特點，從課程的傳統教學方式入手分析，研究引入BIM技術的可行性以及進行課程改革的具體實施辦法。

一、課程的傳統教學方式

眾所周知，“甩圖板”是工程建筑行業在20世紀最重要的一次信息化過程。通過“甩圖板”，工程建筑行業實現了由繪圖板、丁字尺、針管筆等手工繪圖方式到以AutoCAD為代表的現代化、高效率和高精度的計算機輔助制圖方式，極大地提升了工程建筑行業的發展水平。

目前高職教育中建筑工程制圖與CAD課程的普遍教學方式正是結合手工繪圖和計算機輔助制圖的特點進行。課程在授課過程中分為兩個階段，第一階段是建筑工程制圖基礎理論知識部分，而第二階段是建筑CAD計算機軟件實踐操作部分。其中第一階段授課以正投影法為中心，進行投影的基本知識、立體投影、軸測投影、圖樣畫法等理論知識的學習，進而對建筑施工圖、結構施工圖和設備施工圖進行全面的認知。在該階段，學生開展手工繪圖的實訓，以工程施工圖為載體，通過繪圖板、丁字尺等傳統手工繪圖工具的使用，在繪圖實踐中進一步加深對正投影法的理論知識的理解。第二階段的授課圍繞熟悉和掌握AutoCAD軟件的繪圖、編輯、圖層管理等命令展開，要求學生在掌握軟件基本功能操作基礎上，用CAD繪制建筑施工圖、結構施工圖，該實訓可以同時培養學生對工程施工圖紙的識讀能力。

在高職教育建筑工程制圖與CAD課程教學中，第一階段建筑工程制圖基礎理論知識部分的教學方式，通常在多媒體教室進行，利用板書和課件等傳統教學手段，在講解到立體投影、軸測投影等涉及到平面圖形和空間形體等內容的時候，往往會借助教學模型或教具來幫助學生理解，協助完成教學。該階段的手工制圖實訓課程是在手工制圖專用制圖教室進行，學生在實訓過程中能充分體驗到老一輩工程設計人員伏案制圖的艱苦，也培養了學生嚴謹規范和吃苦耐勞的工程素質。第二階段建筑CAD計算機軟件實踐操作部分，授課活動和實訓都是在電腦機房進行。教師通過教學系統實現對課堂教學的控制和管理，既可以向學生講解軟件的基本操作，又可以隨時讓學生在電腦軟件上進行練習。

二、引入BIM技術的可行性

BIM技術涉及到工程項目的全生命周期管理的各個階段，根據不同階段的需要，可以劃分為BIM模型創建、BIM模型共享和BIM模型管理三個不同的應用層面。其中BIM模型創建是利用BIM創建工具創建包含完成信息的三維數字模型。目前在國內外能夠創建BIM模型的工具主要有Autodesk Revit系列、Digital Project等，其中在國內知名度較高，應用最廣泛的是Autodesk Revit系列。Revit系列工具是以BIM為核心的三維建筑設計工具，除了可以建立真實的三維BIM模型外，還可以在Revit中生成圖紙、表格和工程量清單等信息。由于這些信息都是來自于建立的BIM模型，所以當設計發生變更時，Revit會自動更新所有相關的信息，包括圖紙、表格和工程量清單等。同時，完成建模后，可以查看到該項目的平面圖紙、剖面圖紙、三維視圖和統計表格，Revit會把所有內容都自動關聯在一起，并存儲在同一個項目文件中。如果將建模的文件導入到Autodesk Navisworks軟件，還可以實現建模空間的三維虛擬現實，也就是觀察者可以在建立的模型中進行虛擬參觀，形成更直觀的空間體驗。

Autodesk Revit和AutoCAD同屬于Autodesk公司旗下的軟件產品，是標準的Windows系統應用軟件，但為提高軟件的運行速度和數據處理能力，對電腦的配置要求較高。也就是說，對于高職院校而言，如果要引入BIM技術進行課程教學，除購買Revit軟件外，主要的建設投資集中在購買高配置的電腦設備，該電腦設備也能滿足原來課程第二階段建筑CAD的課程教學。此外，高職院校還必須投入資金對教師進行相應的師資培訓。

從以上分析可見，以BIM技術為核心的Revit建模工具已在國內有一定的應用基礎，引入BIM技術開展課程教學是可行的。對于高職院校建筑工程制圖與CAD這門課程來說，主要引入的是BIM模型創建，也就是通常所說的建模。

三、基于BIM技術的課程實施辦法

基于上述對課程傳統授課方式的分析，引入BIM建模技術進行課程教學的實施辦法如下：

對于第一階段建筑工程制圖基礎理論知識部分的授課也在機房進行，學生在教學系統的控制下，結合教師的講解，進行投影基本知識的課件學習。在進行立體投影、軸測投影和圖樣畫法等知識模塊的學習時，教師須預先進行與授課內容相關的立體模型的創建，學生上課時通過導入教師已創建的模型，觀察與立體投影、軸測投影和圖樣畫法等知識相關的三維形體，從而建立更加直觀的認識，這種學習的優勢與傳統多媒體教學的授課方式對比，學生的學習方式實操化，提高了學習興趣和學習效率。在該階段，課程實訓仍然是在手工制圖教室進行手工繪圖。

對于第二階段建筑CAD計算機軟件實踐操作部分，學生除了要完成CAD軟件的學習，還要學習Revit軟件，了解其與AutoCAD的區別，用Revit軟件完成標高和軸網繪制，創建基本模型和樓層，生成立面圖、剖面圖和詳圖，標注和統計，生成效果圖等一系列操作，學生在課程學習過程中同時掌握了兩個工程繪圖軟件，建立了從二維平面施工圖到三維模型圖的過程。該階段的實訓改為用Revit軟件完成一個簡單工程的設計。

四、結束語

總之，通過引入BIM技術對高職教育建筑工程制圖與CAD課程進行改革，既培養了學生的讀圖能力和繪圖能力，又培養了學生的空間思維能力和空間想象能力，有效地達到了課程培養目標。

參考文獻

[1]王永，王智博.基于BIM的建筑工程制圖課程改革研究[J].西部素質教育，2016，2（11）：70.

作者簡介：倪小真，職稱：高級工程師，研究方向：教研教改