基于BIM技術(shù)的CAD課程教學(xué)改革研究

趙成明　黨楊梅

摘 要：近些年來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步，國(guó)際上的眾多大型建筑公司已經(jīng)逐漸采用了更為先進(jìn)的BIM技術(shù)進(jìn)行工程的建造，較為落后的CAD繪圖技術(shù)也被人們逐漸漸漸遺忘。本文重點(diǎn)分析BIM技術(shù)和傳統(tǒng)CAD課程的結(jié)合，為今后土木工程相關(guān)專業(yè)的學(xué)生步入社會(huì)打好基礎(chǔ)，同時(shí)摸索出一套可行的課程教學(xué)改革方案，以其能夠?yàn)橹袊?guó)建筑行業(yè)的人才培養(yǎng)做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：土木工程專業(yè);BIM技術(shù);AutoCAD;教學(xué)改革

1 BIM技術(shù)和CAD技術(shù)的共存關(guān)系

建筑設(shè)計(jì)行業(yè)在短短幾十年內(nèi)已經(jīng)經(jīng)歷了兩次影響深遠(yuǎn)的革命，第一次是CAD技術(shù)的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)師們借助計(jì)算機(jī)便可以輕松地繪制出建筑所需的圖紙，傳統(tǒng)的手工繪圖已經(jīng)一去不復(fù)返;第二次是BIM技術(shù)的出現(xiàn)，更是在CAD繪圖的基礎(chǔ)上將二維平面的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化成了更為直觀立體的三維立體模型，也能夠更加真實(shí)地反映出整棟建筑的實(shí)際情況，而且也有利于后期的項(xiàng)目維護(hù)和運(yùn)營(yíng)，BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域有著非常光明的前景。

盡管BIM技術(shù)已經(jīng)在很多方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了CAD技術(shù)，但是二者之間仍然還是共存共生的關(guān)系，不存在完全的替代，主要原因如下：

1.1 硬件原因

目前國(guó)內(nèi)大部分計(jì)算機(jī)的硬件要求都達(dá)不到BIM技術(shù)所需要最低配置要求，因?yàn)锽IM技術(shù)的具體實(shí)施要涉及到一些立體圖形的繪制，需要大量的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，因而對(duì)于計(jì)算機(jī)本身的硬件要求是非常高的。而傳統(tǒng)的AutoCAD軟件在用計(jì)算機(jī)繪制一些建筑圖紙的時(shí)候，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求并不是很高，一般的計(jì)算機(jī)都可以滿足，也不需要太大的計(jì)算機(jī)內(nèi)存和運(yùn)算能力。因而，在高性能計(jì)算機(jī)沒(méi)有得到大范圍普及的情況下，CAD技術(shù)依然有著廣闊的市場(chǎng)，BIM技術(shù)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(yè)的學(xué)生，也大都是進(jìn)入大學(xué)以后才初次接觸建筑設(shè)計(jì)，對(duì)于CAD技術(shù)和BIM技術(shù)的了解也非常之少，因而更不可能熟悉這些復(fù)雜的繪圖軟件的具體操作。AutoCAD相較于BIM技術(shù)而言，其操作難度較低，沒(méi)有過(guò)多繁雜的操作，其中繪制圖紙的模式更是與學(xué)生們中學(xué)時(shí)期就較為熟悉的各種投影知識(shí)相關(guān)，學(xué)生們可以通過(guò)之前在課本中學(xué)到的關(guān)于三維物體的正視圖、側(cè)視圖和俯視圖等來(lái)熟悉和掌握CAD的一些操作。但是BIM技術(shù)則是將CAD功能的進(jìn)一步延伸，其軟件的操作更為復(fù)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(shè)計(jì)人員有著一定的建筑軟件使用基礎(chǔ)上才能夠做到的。因而軟件的使用難度和面向的對(duì)象就決定了各種的適用范圍，學(xué)生們不可能一上來(lái)就學(xué)習(xí)BIM技術(shù)，CAD的學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，BIM的學(xué)習(xí)是進(jìn)階。

1.3 使用習(xí)慣

因?yàn)锳utoCAD軟件已經(jīng)普及了這么多年，也歷經(jīng)了多次更新，在建筑設(shè)計(jì)軟件行業(yè)也算是元老級(jí)別，因而其用戶群體眾多，人們對(duì)其也比對(duì)BIM技術(shù)更了解和熟悉，大多數(shù)人也都傾向于使用CAD技術(shù)來(lái)進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)和交接。BIM技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，很難做到在短時(shí)間內(nèi)就取代已經(jīng)非常成熟的CAD技術(shù)，二者目前更多的是相互補(bǔ)充，彼此共存的關(guān)系。此外，除了一些建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)于舊軟件的偏好以外，高校的CAD課程在短時(shí)間內(nèi)完全切換成BIM課程并不現(xiàn)實(shí)也是二者并存的一大原因。因?yàn)閷W(xué)校的教師更加熟悉CAD課程的教學(xué)，且學(xué)校的教學(xué)安排已經(jīng)歷經(jīng)這么多年的完善，更不可能完全拋棄CAD課程轉(zhuǎn)而重新組織教師學(xué)習(xí)BIM技術(shù)，聘請(qǐng)專業(yè)的人員進(jìn)行相關(guān)課程的教學(xué)。BIM技術(shù)是未來(lái)建筑行業(yè)的主要設(shè)計(jì)模式之一，高校的課程改革已經(jīng)迫在眉睫，因而做好從CAD到BIM課程的逐步過(guò)渡是非常有必要的。

2 建筑CAD課程面臨的形勢(shì)和問(wèn)題

近些年來(lái)，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展已經(jīng)使得利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)成為了現(xiàn)實(shí)，傳統(tǒng)的手工繪圖逐漸被人們遺忘，三維立體的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)也逐漸取代二維平面的圖紙，其中BIM技術(shù)對(duì)于CAD課程教學(xué)的沖擊更是空前的。當(dāng)下的CAD課程教學(xué)存在著諸多弊端，嚴(yán)重影響著高校土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)。

2.1 教學(xué)內(nèi)容較為落后

在國(guó)內(nèi)很多開(kāi)設(shè)土木工程專業(yè)的學(xué)校中，都開(kāi)設(shè)了CAD課程的教學(xué)，也大都圍繞AutoCAD軟件的學(xué)習(xí)展開(kāi)教學(xué)安排，但是對(duì)于當(dāng)前建筑領(lǐng)域新進(jìn)興起的BIM技術(shù)的涉及很少，有些學(xué)校甚至根本就完全不講。本科的學(xué)生在經(jīng)歷著四年的學(xué)習(xí)之后，往往還是不能適應(yīng)建筑行業(yè)的基本要求，他們要么去考研進(jìn)修，要么進(jìn)入較低層次的施工崗位重新學(xué)習(xí)。因?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容的陳舊和與社會(huì)實(shí)際的脫節(jié)，學(xué)生們?cè)谛?nèi)基本上不可能接觸到實(shí)際的建筑項(xiàng)目，對(duì)建筑設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)也大都停留在多年以前較為經(jīng)典的案例，因而這樣的學(xué)校出來(lái)的學(xué)生基本上就必須到社會(huì)中回爐重造，才能勉強(qiáng)跟上建筑行業(yè)快速發(fā)展的步伐。

2.2 課程分配不合理

建筑設(shè)計(jì)是一門(mén)重視實(shí)踐能力的行業(yè)，學(xué)生的實(shí)踐能力也在一定程度上決定了他們的設(shè)計(jì)水平。目前大多數(shù)的學(xué)校都會(huì)在安排學(xué)生學(xué)習(xí)建筑知識(shí)理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，組織他們進(jìn)行實(shí)際的上機(jī)操作，讓學(xué)生們能夠?qū)W以致用，將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。這種想法是非常好的，然而在實(shí)際的教學(xué)安排中，上機(jī)操作等實(shí)踐機(jī)會(huì)卻難以得到滿足，這些課程的安排也大都讓步于復(fù)雜的理論知識(shí)講解，同時(shí)因?yàn)槠谀┛荚嚨挠残砸螅瑢W(xué)生們也大都主動(dòng)將自身的大部分精力投入到理論知識(shí)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生和教師都忽視了實(shí)踐的重要性。這就導(dǎo)致了四年本科畢業(yè)的土木工程的學(xué)生難以達(dá)到教學(xué)大綱上的水準(zhǔn)，同時(shí)也難以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)社會(huì)的實(shí)際需要，因?yàn)槿狈?shí)踐能力他們也難以在建筑行業(yè)找到一份較為合適設(shè)計(jì)性工作，畢業(yè)之后所在的也大都是一些較為低端的崗位。

2.3 教學(xué)模式單一

隨著社會(huì)信息化程度的不斷提高，學(xué)生們獲取信息的能力也越來(lái)越強(qiáng)，他們自主學(xué)習(xí)的能力也越來(lái)越強(qiáng)。他們中有的人在很早的時(shí)候就已經(jīng)學(xué)會(huì)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(qiáng)很多，因而在對(duì)這些學(xué)生進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的時(shí)候應(yīng)該重視學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和現(xiàn)實(shí)情況，不可按照以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行盲目的教學(xué)安排。過(guò)于單一的教學(xué)模式不僅僅磨滅了學(xué)生們學(xué)習(xí)的激情，還增加這部分自學(xué)能力較強(qiáng)的學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，同時(shí)也不利于學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生接受新知識(shí)。教師應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，將現(xiàn)代化的教學(xué)手段應(yīng)用到教學(xué)中。遺憾的是，目前大部分高校的土木工程專業(yè)能做到多樣化教學(xué)模式的并不多，這也是學(xué)生們學(xué)習(xí)效果較差，教學(xué)大綱經(jīng)常性落空的原因之一。

3 基于BIM技術(shù)的CAD課程教學(xué)改革方案

3.1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

為了適應(yīng)建筑行業(yè)的發(fā)展，并且在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，應(yīng)當(dāng)重新調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。首先是二維的CAD教學(xué)內(nèi)容不宜占據(jù)太多篇幅，這部分的教學(xué)應(yīng)該以教師的引導(dǎo)為主，對(duì)課程的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的講解，更多的時(shí)間教給學(xué)生進(jìn)行自學(xué);其次，要增加BIM技術(shù)的篇幅，將其課程的安排放在較為重要的地位，同樣對(duì)學(xué)生有針對(duì)性的BIM理論和實(shí)踐課程的訓(xùn)練，以經(jīng)典的BIM工程案例為基礎(chǔ)進(jìn)行詳細(xì)的講解，進(jìn)而讓學(xué)生充分領(lǐng)會(huì)其精妙之處。

3.2 重視實(shí)踐教學(xué)

在教學(xué)改革中，要加大對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，這是提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)社會(huì)能力的重要舉措。學(xué)校應(yīng)該多組織學(xué)生進(jìn)行一些BIM設(shè)計(jì)的比賽、科研項(xiàng)目以及各種競(jìng)賽項(xiàng)目，通過(guò)相應(yīng)的激勵(lì)計(jì)劃來(lái)鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力和設(shè)計(jì)能力，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐中得到錘煉。

3.3 改變教學(xué)模式

多樣化的教學(xué)模式能夠有效解決大部分建筑課程中課時(shí)安排和教學(xué)內(nèi)容之間的沖突。例如，對(duì)于一些自學(xué)要求更多的內(nèi)容可以將其錄制成視頻，或者整理成相關(guān)的文案發(fā)給學(xué)生，盡量讓學(xué)生在課下學(xué)習(xí)，不占用課堂時(shí)間;對(duì)于一些學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)難點(diǎn)，可以進(jìn)行集中式的講解;一些作業(yè)的批改甚至可以讓學(xué)生進(jìn)行自主批改，交換批改，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)自己或者別人的問(wèn)題，進(jìn)而減少自己在這些地方的失誤等等。諸如此類(lèi)，多樣化的教學(xué)安排應(yīng)該得到重視和學(xué)校的大力支持，這樣才能夠更好地在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成對(duì)學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧?yán)誓?，黃曉霞，廖羚.基于BIM的土木工程專業(yè)制圖教學(xué)改革應(yīng)用與研究[J].價(jià)值工程，2017，36（04）：138-140.

[2]許莉，張挺.BIM技術(shù)在土木工程專業(yè)中課程架構(gòu)的研究[J].高教學(xué)刊，2019，（05）：89-91.