基于BIM技術的CAD課程教學改革研究

趙成明　黨楊梅

摘 要：近些年來，隨著科技的不斷進步，國際上的眾多大型建筑公司已經逐漸采用了更為先進的BIM技術進行工程的建造，較為落后的CAD繪圖技術也被人們逐漸漸漸遺忘。本文重點分析BIM技術和傳統CAD課程的結合，為今后土木工程相關專業的學生步入社會打好基礎，同時摸索出一套可行的課程教學改革方案，以其能夠為中國建筑行業的人才培養做出貢獻。

關鍵詞：土木工程專業;BIM技術;AutoCAD;教學改革

1 BIM技術和CAD技術的共存關系

建筑設計行業在短短幾十年內已經經歷了兩次影響深遠的革命，第一次是CAD技術的出現，設計師們借助計算機便可以輕松地繪制出建筑所需的圖紙，傳統的手工繪圖已經一去不復返;第二次是BIM技術的出現，更是在CAD繪圖的基礎上將二維平面的設計轉化成了更為直觀立體的三維立體模型，也能夠更加真實地反映出整棟建筑的實際情況，而且也有利于后期的項目維護和運營，BIM技術在建筑領域有著非常光明的前景。

盡管BIM技術已經在很多方面遠遠超越了CAD技術，但是二者之間仍然還是共存共生的關系，不存在完全的替代，主要原因如下：

1.1 硬件原因

目前國內大部分計算機的硬件要求都達不到BIM技術所需要最低配置要求，因為BIM技術的具體實施要涉及到一些立體圖形的繪制，需要大量的數據分析和計算，因而對于計算機本身的硬件要求是非常高的。而傳統的AutoCAD軟件在用計算機繪制一些建筑圖紙的時候，對計算機的硬件要求并不是很高，一般的計算機都可以滿足，也不需要太大的計算機內存和運算能力。因而，在高性能計算機沒有得到大范圍普及的情況下，CAD技術依然有著廣闊的市場，BIM技術并不能完全取代它。

1.2 軟件原因

即便是高校土木工程專業的學生，也大都是進入大學以后才初次接觸建筑設計，對于CAD技術和BIM技術的了解也非常之少，因而更不可能熟悉這些復雜的繪圖軟件的具體操作。AutoCAD相較于BIM技術而言，其操作難度較低，沒有過多繁雜的操作，其中繪制圖紙的模式更是與學生們中學時期就較為熟悉的各種投影知識相關，學生們可以通過之前在課本中學到的關于三維物體的正視圖、側視圖和俯視圖等來熟悉和掌握CAD的一些操作。但是BIM技術則是將CAD功能的進一步延伸，其軟件的操作更為復雜，盡管展示出的效果要較之CAD更加立體直觀，但這也是在設計人員有著一定的建筑軟件使用基礎上才能夠做到的。因而軟件的使用難度和面向的對象就決定了各種的適用范圍，學生們不可能一上來就學習BIM技術，CAD的學習是基礎，BIM的學習是進階。

1.3 使用習慣

因為AutoCAD軟件已經普及了這么多年，也歷經了多次更新，在建筑設計軟件行業也算是元老級別，因而其用戶群體眾多，人們對其也比對BIM技術更了解和熟悉，大多數人也都傾向于使用CAD技術來進行圖紙的設計和交接。BIM技術作為一種新興的技術，很難做到在短時間內就取代已經非常成熟的CAD技術，二者目前更多的是相互補充，彼此共存的關系。此外，除了一些建筑設計人員對于舊軟件的偏好以外，高校的CAD課程在短時間內完全切換成BIM課程并不現實也是二者并存的一大原因。因為學校的教師更加熟悉CAD課程的教學，且學校的教學安排已經歷經這么多年的完善，更不可能完全拋棄CAD課程轉而重新組織教師學習BIM技術，聘請專業的人員進行相關課程的教學。BIM技術是未來建筑行業的主要設計模式之一，高校的課程改革已經迫在眉睫，因而做好從CAD到BIM課程的逐步過渡是非常有必要的。

2 建筑CAD課程面臨的形勢和問題

近些年來，計算機產業的迅猛發展已經使得利用計算機進行建筑圖紙設計成為了現實，傳統的手工繪圖逐漸被人們遺忘，三維立體的圖紙設計也逐漸取代二維平面的圖紙，其中BIM技術對于CAD課程教學的沖擊更是空前的。當下的CAD課程教學存在著諸多弊端，嚴重影響著高校土木工程專業的人才培養。

2.1 教學內容較為落后

在國內很多開設土木工程專業的學校中，都開設了CAD課程的教學，也大都圍繞AutoCAD軟件的學習展開教學安排，但是對于當前建筑領域新進興起的BIM技術的涉及很少，有些學校甚至根本就完全不講。本科的學生在經歷著四年的學習之后，往往還是不能適應建筑行業的基本要求，他們要么去考研進修，要么進入較低層次的施工崗位重新學習。因為教學內容的陳舊和與社會實際的脫節，學生們在校內基本上不可能接觸到實際的建筑項目，對建筑設計的學習也大都停留在多年以前較為經典的案例，因而這樣的學校出來的學生基本上就必須到社會中回爐重造，才能勉強跟上建筑行業快速發展的步伐。

2.2 課程分配不合理

建筑設計是一門重視實踐能力的行業，學生的實踐能力也在一定程度上決定了他們的設計水平。目前大多數的學校都會在安排學生學習建筑知識理論學習的同時，組織他們進行實際的上機操作，讓學生們能夠學以致用，將所學知識融會貫通。這種想法是非常好的，然而在實際的教學安排中，上機操作等實踐機會卻難以得到滿足，這些課程的安排也大都讓步于復雜的理論知識講解，同時因為期末考試的硬性要求，學生們也大都主動將自身的大部分精力投入到理論知識的學習中，學生和教師都忽視了實踐的重要性。這就導致了四年本科畢業的土木工程的學生難以達到教學大綱上的水準，同時也難以適應現實社會的實際需要，因為缺乏實踐能力他們也難以在建筑行業找到一份較為合適設計性工作，畢業之后所在的也大都是一些較為低端的崗位。

2.3 教學模式單一

隨著社會信息化程度的不斷提高，學生們獲取信息的能力也越來越強，他們自主學習的能力也越來越強。他們中有的人在很早的時候就已經學會了使用CAD等繪圖軟件，接受新事物的能力也比我們想象中要強很多，因而在對這些學生進行建筑設計教學的時候應該重視學生的學習能力和現實情況，不可按照以往的教學經驗進行盲目的教學安排。過于單一的教學模式不僅僅磨滅了學生們學習的激情，還增加這部分自學能力較強的學生的學習負擔，同時也不利于學習能力較差的學生接受新知識。教師應該不斷學習新知識，將現代化的教學手段應用到教學中。遺憾的是，目前大部分高校的土木工程專業能做到多樣化教學模式的并不多，這也是學生們學習效果較差，教學大綱經常性落空的原因之一。

3 基于BIM技術的CAD課程教學改革方案

3.1 調整教學內容

為了適應建筑行業的發展，并且在有限的教學時間內完成教學任務，應當重新調整教學內容。首先是二維的CAD教學內容不宜占據太多篇幅，這部分的教學應該以教師的引導為主，對課程的重點難點進行針對性的講解，更多的時間教給學生進行自學;其次，要增加BIM技術的篇幅，將其課程的安排放在較為重要的地位，同樣對學生有針對性的BIM理論和實踐課程的訓練，以經典的BIM工程案例為基礎進行詳細的講解，進而讓學生充分領會其精妙之處。

3.2 重視實踐教學

在教學改革中，要加大對學生實踐能力的培養，這是提升學生學習能力和適應社會能力的重要舉措。學校應該多組織學生進行一些BIM設計的比賽、科研項目以及各種競賽項目，通過相應的激勵計劃來鍛煉學生的實際操作能力和設計能力，讓學生能夠在實踐中得到錘煉。

3.3 改變教學模式

多樣化的教學模式能夠有效解決大部分建筑課程中課時安排和教學內容之間的沖突。例如，對于一些自學要求更多的內容可以將其錄制成視頻，或者整理成相關的文案發給學生，盡量讓學生在課下學習，不占用課堂時間;對于一些學習中的重點難點，可以進行集中式的講解;一些作業的批改甚至可以讓學生進行自主批改，交換批改，讓學生自己去發現自己或者別人的問題，進而減少自己在這些地方的失誤等等。諸如此類，多樣化的教學安排應該得到重視和學校的大力支持，這樣才能夠更好地在有限的教學時間內完成對學生職業技能的培養。

參考文獻

[1]鄧朗妮，黃曉霞，廖羚.基于BIM的土木工程專業制圖教學改革應用與研究[J].價值工程，2017，36（04）：138-140.

[2]許莉，張挺.BIM技術在土木工程專業中課程架構的研究[J].高教學刊，2019，（05）：89-91.