淺談基于BIM技術(shù)的高職教育建筑工程制圖與CAD課程改革

（廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州，510520）

摘 要：未來(lái)工程建筑行業(yè)將以BIM技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)工程全周期的信息及數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)統(tǒng)一、有序組織和共享。高職教育建筑工程技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)性課程——建筑工程制圖與CAD的課程改革已迫在眉睫。結(jié)合高職教育的特點(diǎn)，從課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式入手分析，研究引入BIM技術(shù)的可行性以及進(jìn)行課程改革的具體實(shí)施辦法。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 建筑工程制圖與CAD 課程改革

BIM技術(shù)正在以破竹之勢(shì)在工程建筑行業(yè)中引起一場(chǎng)信息化數(shù)字革命。未來(lái)工程建筑行業(yè)將以BIM技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)工程全周期的信息及數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)統(tǒng)一、有序組織和共享。行業(yè)信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)高職教育建筑工程技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)性課程——建筑工程制圖與CAD的課程教學(xué)帶來(lái)了巨大的沖擊，基于BIM技術(shù)的建筑工程制圖與CAD的課程改革已迫在眉睫。現(xiàn)結(jié)合高職教育的特點(diǎn)，從課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式入手分析，研究引入BIM技術(shù)的可行性以及進(jìn)行課程改革的具體實(shí)施辦法。

一、課程的傳統(tǒng)教學(xué)方式

眾所周知，“甩圖板”是工程建筑行業(yè)在20世紀(jì)最重要的一次信息化過(guò)程。通過(guò)“甩圖板”，工程建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)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(xiàn)代化、高效率和高精度的計(jì)算機(jī)輔助制圖方式，極大地提升了工程建筑行業(yè)的發(fā)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(xué)方式正是結(jié)合手工繪圖和計(jì)算機(jī)輔助制圖的特點(diǎn)進(jìn)行。課程在授課過(guò)程中分為兩個(gè)階段，第一階段是建筑工程制圖基礎(chǔ)理論知識(shí)部分，而第二階段是建筑CAD計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐操作部分。其中第一階段授課以正投影法為中心，進(jìn)行投影的基本知識(shí)、立體投影、軸測(cè)投影、圖樣畫(huà)法等理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，進(jìn)而對(duì)建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖和設(shè)備施工圖進(jìn)行全面的認(rèn)知。在該階段，學(xué)生開(kāi)展手工繪圖的實(shí)訓(xùn)，以工程施工圖為載體，通過(guò)繪圖板、丁字尺等傳統(tǒng)手工繪圖工具的使用，在繪圖實(shí)踐中進(jìn)一步加深對(duì)正投影法的理論知識(shí)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(kāi)，要求學(xué)生在掌握軟件基本功能操作基礎(chǔ)上，用CAD繪制建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖，該實(shí)訓(xùn)可以同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程施工圖紙的識(shí)讀能力。

在高職教育建筑工程制圖與CAD課程教學(xué)中，第一階段建筑工程制圖基礎(chǔ)理論知識(shí)部分的教學(xué)方式，通常在多媒體教室進(jìn)行，利用板書(shū)和課件等傳統(tǒng)教學(xué)手段，在講解到立體投影、軸測(cè)投影等涉及到平面圖形和空間形體等內(nèi)容的時(shí)候，往往會(huì)借助教學(xué)模型或教具來(lái)幫助學(xué)生理解，協(xié)助完成教學(xué)。該階段的手工制圖實(shí)訓(xùn)課程是在手工制圖專用制圖教室進(jìn)行，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中能充分體驗(yàn)到老一輩工程設(shè)計(jì)人員伏案制圖的艱苦，也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范和吃苦耐勞的工程素質(zhì)。第二階段建筑CAD計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐操作部分，授課活動(dòng)和實(shí)訓(xùn)都是在電腦機(jī)房進(jìn)行。教師通過(guò)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂教學(xué)的控制和管理，既可以向?qū)W生講解軟件的基本操作，又可以隨時(shí)讓學(xué)生在電腦軟件上進(jìn)行練習(xí)。

二、引入BIM技術(shù)的可行性

BIM技術(shù)涉及到工程項(xiàng)目的全生命周期管理的各個(gè)階段，根據(jù)不同階段的需要，可以劃分為BIM模型創(chuàng)建、BIM模型共享和BIM模型管理三個(gè)不同的應(yīng)用層面。其中BIM模型創(chuàng)建是利用BIM創(chuàng)建工具創(chuàng)建包含完成信息的三維數(shù)字模型。目前在國(guó)內(nèi)外能夠創(chuàng)建BIM模型的工具主要有Autodesk Revit系列、Digital Project等，其中在國(guó)內(nèi)知名度較高，應(yīng)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(shè)計(jì)工具，除了可以建立真實(shí)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(lái)自于建立的BIM模型，所以當(dāng)設(shè)計(jì)發(fā)生變更時(shí)，Revit會(huì)自動(dòng)更新所有相關(guān)的信息，包括圖紙、表格和工程量清單等。同時(shí)，完成建模后，可以查看到該項(xiàng)目的平面圖紙、剖面圖紙、三維視圖和統(tǒng)計(jì)表格，Revit會(huì)把所有內(nèi)容都自動(dòng)關(guān)聯(lián)在一起，并存儲(chǔ)在同一個(gè)項(xiàng)目文件中。如果將建模的文件導(dǎo)入到Autodesk Navisworks軟件，還可以實(shí)現(xiàn)建模空間的三維虛擬現(xiàn)實(shí)，也就是觀察者可以在建立的模型中進(jìn)行虛擬參觀，形成更直觀的空間體驗(yàn)。

Autodesk Revit和AutoCAD同屬于Autodesk公司旗下的軟件產(chǎn)品，是標(biāo)準(zhǔn)的Windows系統(tǒng)應(yīng)用軟件，但為提高軟件的運(yùn)行速度和數(shù)據(jù)處理能力，對(duì)電腦的配置要求較高。也就是說(shuō)，對(duì)于高職院校而言，如果要引入BIM技術(shù)進(jìn)行課程教學(xué)，除購(gòu)買(mǎi)Revit軟件外，主要的建設(shè)投資集中在購(gòu)買(mǎi)高配置的電腦設(shè)備，該電腦設(shè)備也能滿足原來(lái)課程第二階段建筑CAD的課程教學(xué)。此外，高職院校還必須投入資金對(duì)教師進(jìn)行相應(yīng)的師資培訓(xùn)。

從以上分析可見(jiàn)，以BIM技術(shù)為核心的Revit建模工具已在國(guó)內(nèi)有一定的應(yīng)用基礎(chǔ)，引入BIM技術(shù)開(kāi)展課程教學(xué)是可行的。對(duì)于高職院校建筑工程制圖與CAD這門(mén)課程來(lái)說(shuō)，主要引入的是BIM模型創(chuàng)建，也就是通常所說(shuō)的建模。

三、基于BIM技術(shù)的課程實(shí)施辦法

基于上述對(duì)課程傳統(tǒng)授課方式的分析，引入BIM建模技術(shù)進(jìn)行課程教學(xué)的實(shí)施辦法如下：

對(duì)于第一階段建筑工程制圖基礎(chǔ)理論知識(shí)部分的授課也在機(jī)房進(jìn)行，學(xué)生在教學(xué)系統(tǒng)的控制下，結(jié)合教師的講解，進(jìn)行投影基本知識(shí)的課件學(xué)習(xí)。在進(jìn)行立體投影、軸測(cè)投影和圖樣畫(huà)法等知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)時(shí)，教師須預(yù)先進(jìn)行與授課內(nèi)容相關(guān)的立體模型的創(chuàng)建，學(xué)生上課時(shí)通過(guò)導(dǎo)入教師已創(chuàng)建的模型，觀察與立體投影、軸測(cè)投影和圖樣畫(huà)法等知識(shí)相關(guān)的三維形體，從而建立更加直觀的認(rèn)識(shí)，這種學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)多媒體教學(xué)的授課方式對(duì)比，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式實(shí)操化，提高了學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。在該階段，課程實(shí)訓(xùn)仍然是在手工制圖教室進(jìn)行手工繪圖。

對(duì)于第二階段建筑CAD計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐操作部分，學(xué)生除了要完成CAD軟件的學(xué)習(xí)，還要學(xué)習(xí)Revit軟件，了解其與AutoCAD的區(qū)別，用Revit軟件完成標(biāo)高和軸網(wǎng)繪制，創(chuàng)建基本模型和樓層，生成立面圖、剖面圖和詳圖，標(biāo)注和統(tǒng)計(jì)，生成效果圖等一系列操作，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中同時(shí)掌握了兩個(gè)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(guò)程。該階段的實(shí)訓(xùn)改為用Revit軟件完成一個(gè)簡(jiǎn)單工程的設(shè)計(jì)。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，通過(guò)引入BIM技術(shù)對(duì)高職教育建筑工程制圖與CAD課程進(jìn)行改革，既培養(yǎng)了學(xué)生的讀圖能力和繪圖能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的空間思維能力和空間想象能力，有效地達(dá)到了課程培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[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(zhì)教育，2016，2（11）：70.

作者簡(jiǎn)介：倪小真，職稱：高級(jí)工程師，研究方向：教研教改