基于BIM技术的CAD课程教学改革研究

赵成明　党杨梅

摘 要：近些年来，随着科技的不断进步，国际上的众多大型建筑公司已经逐渐采用了更为先进的BIM技术进行工程的建造，较为落后的CAD绘图技术也被人们逐渐渐渐遗忘。本文重点分析BIM技术和传统CAD课程的结合，为今后土木工程相关专业的学生步入社会打好基础，同时摸索出一套可行的课程教学改革方案，以其能够为中国建筑行业的人才培养做出贡献。

关键词：土木工程专业;BIM技术;AutoCAD;教学改革

1 BIM技术和CAD技术的共存关系

建筑设计行业在短短几十年内已经经历了两次影响深远的革命，第一次是CAD技术的出现，设计师们借助计算机便可以轻松地绘制出建筑所需的图纸，传统的手工绘图已经一去不复返;第二次是BIM技术的出现，更是在CAD绘图的基础上将二维平面的设计转化成了更为直观立体的三维立体模型，也能够更加真实地反映出整栋建筑的实际情况，而且也有利于后期的项目维护和运营，BIM技术在建筑领域有着非常光明的前景。

尽管BIM技术已经在很多方面远远超越了CAD技术，但是二者之间仍然还是共存共生的关系，不存在完全的替代，主要原因如下：

1.1 硬件原因

目前国内大部分计算机的硬件要求都达不到BIM技术所需要最低配置要求，因为BIM技术的具体实施要涉及到一些立体图形的绘制，需要大量的数据分析和计算，因而对于计算机本身的硬件要求是非常高的。而传统的AutoCAD软件在用计算机绘制一些建筑图纸的时候，对计算机的硬件要求并不是很高，一般的计算机都可以满足，也不需要太大的计算机内存和运算能力。因而，在高性能計算机没有得到大范围普及的情况下，CAD技术依然有着广阔的市场，BIM技术并不能完全取代它。

1.2 软件原因

即便是高校土木工程专业的学生，也大都是进入大学以后才初次接触建筑设计，对于CAD技术和BIM技术的了解也非常之少，因而更不可能熟悉这些复杂的绘图软件的具体操作。AutoCAD相较于BIM技术而言，其操作难度较低，没有过多繁杂的操作，其中绘制图纸的模式更是与学生们中学时期就较为熟悉的各种投影知识相关，学生们可以通过之前在课本中学到的关于三维物体的正视图、侧视图和俯视图等来熟悉和掌握CAD的一些操作。但是BIM技术则是将CAD功能的进一步延伸，其软件的操作更为复杂，尽管展示出的效果要较之CAD更加立体直观，但这也是在设计人员有着一定的建筑软件使用基础上才能够做到的。因而软件的使用难度和面向的对象就决定了各种的适用范围，学生们不可能一上来就学习BIM技术，CAD的学习是基础，BIM的学习是进阶。

1.3 使用习惯

因为AutoCAD软件已经普及了这么多年，也历经了多次更新，在建筑设计软件行业也算是元老级别，因而其用户群体众多，人们对其也比对BIM技术更了解和熟悉，大多数人也都倾向于使用CAD技术来进行图纸的设计和交接。BIM技术作为一种新兴的技术，很难做到在短时间内就取代已经非常成熟的CAD技术，二者目前更多的是相互补充，彼此共存的关系。此外，除了一些建筑设计人员对于旧软件的偏好以外，高校的CAD课程在短时间内完全切换成BIM课程并不现实也是二者并存的一大原因。因为学校的教师更加熟悉CAD课程的教学，且学校的教学安排已经历经这么多年的完善，更不可能完全抛弃CAD课程转而重新组织教师学习BIM技术，聘请专业的人员进行相关课程的教学。BIM技术是未来建筑行业的主要设计模式之一，高校的课程改革已经迫在眉睫，因而做好从CAD到BIM课程的逐步过渡是非常有必要的。

2 建筑CAD课程面临的形势和问题

近些年来，计算机产业的迅猛发展已经使得利用计算机进行建筑图纸设计成为了现实，传统的手工绘图逐渐被人们遗忘，三维立体的图纸设计也逐渐取代二维平面的图纸，其中BIM技术对于CAD课程教学的冲击更是空前的。当下的CAD课程教学存在着诸多弊端，严重影响着高校土木工程专业的人才培养。

2.1 教学内容较为落后

在国内很多开设土木工程专业的学校中，都开设了CAD课程的教学，也大都围绕AutoCAD软件的学习展开教学安排，但是对于当前建筑领域新进兴起的BIM技术的涉及很少，有些学校甚至根本就完全不讲。本科的学生在经历着四年的学习之后，往往还是不能适应建筑行业的基本要求，他们要么去考研进修，要么进入较低层次的施工岗位重新学习。因为教学内容的陈旧和与社会实际的脱节，学生们在校内基本上不可能接触到实际的建筑项目，对建筑设计的学习也大都停留在多年以前较为经典的案例，因而这样的学校出来的学生基本上就必须到社会中回炉重造，才能勉强跟上建筑行业快速发展的步伐。

2.2 课程分配不合理

建筑设计是一门重视实践能力的行业，学生的实践能力也在一定程度上决定了他们的设计水平。目前大多数的学校都会在安排学生学习建筑知识理论学习的同时，组织他们进行实际的上机操作，让学生们能够学以致用，将所学知识融会贯通。这种想法是非常好的，然而在实际的教学安排中，上机操作等实践机会却难以得到满足，这些课程的安排也大都让步于复杂的理论知识讲解，同时因为期末考试的硬性要求，学生们也大都主动将自身的大部分精力投入到理论知识的学习中，学生和教师都忽视了实践的重要性。这就导致了四年本科毕业的土木工程的学生难以达到教学大纲上的水准，同时也难以适应现实社会的实际需要，因为缺乏实践能力他们也难以在建筑行业找到一份较为合适设计性工作，毕业之后所在的也大都是一些较为低端的岗位。

2.3 教学模式单一

随着社会信息化程度的不断提高，学生们获取信息的能力也越来越强，他们自主学习的能力也越来越强。他们中有的人在很早的时候就已经学会了使用CAD等绘图软件，接受新事物的能力也比我们想象中要强很多，因而在对这些学生进行建筑设计教学的时候应该重视学生的学习能力和现实情况，不可按照以往的教学经验进行盲目的教学安排。过于单一的教学模式不仅仅磨灭了学生们学习的激情，还增加这部分自学能力较强的学生的学习负担，同时也不利于学习能力较差的学生接受新知识。教师应该不断学习新知识，将现代化的教学手段应用到教学中。遗憾的是，目前大部分高校的土木工程专业能做到多样化教学模式的并不多，这也是学生们学习效果较差，教学大纲经常性落空的原因之一。

3 基于BIM技术的CAD课程教学改革方案

3.1 调整教学内容

为了适应建筑行业的发展，并且在有限的教学时间内完成教学任务，应当重新调整教学内容。首先是二维的CAD教学内容不宜占据太多篇幅，这部分的教学应该以教师的引导为主，对课程的重点难点进行针对性的讲解，更多的时间教给学生进行自学;其次，要增加BIM技术的篇幅，将其课程的安排放在较为重要的地位，同样对学生有针对性的BIM理论和实践课程的训练，以经典的BIM工程案例为基础进行详细的讲解，进而让学生充分领会其精妙之处。

3.2 重视实践教学

在教学改革中，要加大对学生实践能力的培养，这是提升学生学习能力和适应社会能力的重要举措。学校应该多组织学生进行一些BIM设计的比赛、科研项目以及各种竞赛项目，通过相应的激励计划来锻炼学生的实际操作能力和设计能力，让学生能够在实践中得到锤炼。

3.3 改变教学模式

多样化的教学模式能够有效解决大部分建筑课程中课时安排和教学内容之间的冲突。例如，对于一些自学要求更多的内容可以将其录制成视频，或者整理成相关的文案发给学生，尽量让学生在课下学习，不占用课堂时间;对于一些学习中的重点难点，可以进行集中式的讲解;一些作业的批改甚至可以让学生进行自主批改，交换批改，让学生自己去发现自己或者别人的问题，进而减少自己在这些地方的失误等等。诸如此类，多样化的教学安排应该得到重视和学校的大力支持，这样才能够更好地在有限的教学时间内完成对学生职业技能的培养。

参考文献

[1]邓朗妮，黄晓霞，廖羚.基于BIM的土木工程专业制图教学改革应用与研究[J].价值工程，2017，36（04）：138-140.

[2]许莉，张挺.BIM技术在土木工程专业中课程架构的研究[J].高教学刊，2019，（05）：89-91.