BIM时代下的建筑CAD课程教学改革

杨国平 黄 平 高 雪

(南京城市职业学院，江苏 南京 210000)

CAD课程是建筑类专业一门专业技能课程，是理论联系实践的桥梁。在过去的很多年里，建筑设计师主要依托CAD软件将头脑中的建筑表现到图纸上，CAD作为非常便捷的工具，已与建筑行业密不可分。全国乃至全世界高校的建筑类专业，均将这门课程列为必修课。近年来，随着BIM技术的出现，由于其具有三维可视化、信息化、协同化等诸多优点，加之政府的推广及厂商全方位的宣传，完全盖过了CAD。在这种山雨欲来风满楼的形势下，怎么样去看待BIM和CAD的关系，以及怎样应对CAD课程是各大高校应该考虑的问题。

1 BIM及CAD简介

BIM(Building Information Model)即为建筑信息化模型，是以三维数字技术为基础，集成工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目相关信息的详尽表达[1]。本文中提及的BIM类软件主要以占有率较高的Revit为代表。Revit可以在类似AutoCAD的二维界面绘制，然后所绘制的内容可以通过Revit强大的三维功能，直接生成三维模型，而且所有的构件可以添加额外信息，可以形成4D，5D模型，便于工程应用。AutoCAD可以用于绘制二维制图和基本三维设计，通过它无需懂得编程，即可运用制图，工作效率高，学习简单，广泛应用于土木建筑等专业。

2 BIM与CAD的关系

BIM对CAD的优势是明显的，那么 CAD有没有存在的必要，他们是即将取代的关系，笔者认为CAD非常有必要，他们也不是取代关系，或者至少需要一段很长两个软件并存的过渡期。个人分析有如下几个原因：

1)硬件原因：众所周知AutoCAD软件在建筑上的应用主要是点、线和少量的面组成，因此数据量相对较小，一般一栋30多层的住宅的全套结构图的文件容量大体在10 M以内；而BIM模型绘出的即为三维图纸，内部族构件可以添加各类信息，因此数据量比二维CAD更大，同样的项目文件容量达到上百兆。再加上软件自身平台的原因，总的对电脑要求较以前高很多，而Revit软件使用量虽然比以前多，但是相对于CAD而言，还是很少，因此贸然大批量更换电脑不太现实。

2)软件原因：CAD软件操作简单，初学者上手较快。而Revit的软件信息量比较大，操作比CAD更加繁杂，选项非常多，给初学者学习带来非常大的困扰。分析原因如下，CAD的绘图过程往往是从平面图开始绘制，当平面图绘制完毕后在绘图者心中已经有了平面布置的基本印象，然后根据投影的方法，把平面图投影到立面或剖面上，在整个投影的过程中，绘图过程实际上辅助了绘图者三维成型的过程。可见CAD绘图虽然抽象，但是实际上也是学生建立三维感知的辅助手段。

3)配套原因:由于多年来CAD高占有率，各种行业软件厂商在开发软件时都是跟CAD软件进行对接，许多软件输出结果格式都为DWG格式。以结构专业设计类软件举例：设计师一般先通过PKPM，YJK等软件进行结构计算并导出DWG格式图纸；探索者、理正等绘图软件直接架设在CAD上，主要注重对图纸进行快速处理及简单辅助计算出图；还有一些辅助计算的软件也可以输出DWG格式图纸；还有开放的Autolisp语音，使用者可以通过该语言编制实用的插件，市面上的这类插件非常多，功能齐全且实用，这大大提高了设计师的工作效率，节约了大量时间的同时提高了产出。这些配套的过程是行业不断前行，工程师不断反馈，软件厂商不断改进的过程，是一个相对漫长的过程。基于BIM软件正向设计类软件也已开始发力，如PKPM公司也出了BIM正向软件，一方面暂时只是经济实力雄厚的大企业在推广，另一方面所出软件也需要实践来检验后改进，需要时间。

4)习惯原因:由于设计部门工作人员工作比较饱满，而且CAD工具软件已经使用非常熟练，Revit作为新软件学习需要难度，因此对设计人员而言不如用老软件。CAD易学易用也是其重要的原因。

可以看出，短时间内BIM软件是无法完全取代CAD的。他们暂时应该是并存，相互配合的关系。从高校的角度来看，CAD课程非常成熟，BIM软件刚刚起步，我们应该利用他们的优点进行整合并运用于教学。比如CAD可以促进使用者扎实地理解图纸从二维转三维的具体过程；BIM软件具有三维可视化的功能，加快学生对三维空间概念的理解速度。应该利用好两者之间的关系，促进CAD课程的改革。

3 建筑CAD课程现状

CAD在建筑类专业中的应用非常广泛，几乎涉及到建筑类的行业均需要使用CAD软件，因此高校的建筑CAD课程显得尤为重要。本文从用人单位角度分析笔者学校建筑CAD课程的现状，通过对学生实习的建筑设计院进行走访，对设计院反馈情况整理，主要存在如下三方面问题：1)学生CAD虽然会用，但是停留在点击工具条的水平上，操作速度无法满足单位需求；2)学生对平面图纸绘图较为熟悉，对立面图、剖面图及楼梯图的绘制不会或经常出错；3)学生在绘制结构类图时，虚实线不分，结构图纸调整不会，基本无法绘制结构图纸。笔者认为这些应该是大部分高校存在的问题。

这里面除了学生自身是否勤奋刻苦的因素外，教学应该也存在问题，分析如下：1)CAD课程的要求低了，目标往往只是去教会学生相应操作，但是这些操作如何相应配合达到最优，去实现那种行云流水的感觉，我们显然还有差距；2)三维空间的认知依然是老大难问题，空间概念如何深深地印入学生的脑海值得我们去思考；3)建筑CAD课程中的绘图图纸主要为建筑图，结构图很少涉及，哪怕本科院校也存在短板。

如何解决如上问题改进建筑CAD课程的效果，如何与BIM相挂接，需要教师从技术应用层面深深思考，从顶层设计新的教学思路和方法。

4 建筑CAD课程的改革

《建筑CAD》:该课程是一门主要的专业技能课，其实践性和技能性要求较高，是勘察设计、建设、施工、监理各工程参与方均应掌握的基本技能。课程内容包括：CAD制图软件的基本原理和操作，建筑图绘制两部分。课程为3学分，可见要达到用人单位的要求需要调整的非常多。经过对课程的分析，对课程做出如下调整。

1)课程原来安排16个课时理论讲解+32课时上机操作，现对理论和实操的界限模糊化，所有课程都在机房上，根据学生知识接受情况机动调整理论和实操的比例。课程教改前后对比图见图1。

具体做法为压缩基本操作课时，提高了建筑图绘制课时量，略微增加了结构图的部分知识。基本操作由原来课本较多操作缩减为常用24个命令，三维部分略去，可以后期在BIM课程中讲解，其余所缺的命令在后期建筑图绘制中进行补充。绘图增加部分主要为上机练习，加强软件操作熟练度。最后增加结构图仅为4节，主要对结构图的绘制方法进行介绍，为后期工作作准备，绘制课上时间相对较少，只能通过学生后期自行学习。

2)从教学计划来看，课时量没变，所学内容增加了，这对学生和老师都提出了更高的要求。如何解决加量后的学习效果成了关键问题。教学中引入“翻转课堂”的教学模式[2]，通过收集课程配套命令的讲解视频，局部缺少通过录制视频的方式，在学生上课之前完成部分内容的学习。这些视频宜短小，目标明确，尽量少占用学生课余时间，以防起逆反心理。这样大大减小了课堂授课及课时方面的压力，提高了课堂讲授和联系的效率。不过需要对学生课后的学习情况及时跟踪。

3)兴趣是学习任何课程最好的动力，如何调动学生的兴趣及积极性非常重要。第一次课非常关键，一般需要选个非常好的案例对CAD可以做什么在学生面前有个全面的展示，让他们知道学会了可以做什么。此案例可以远离专业，贴近生活。阶段中最好有阶段可视化的成果，以保持学习热情。

4)注重快捷命令的讲解，注重命令的反复练习，这才是提高速度的关键。在针对三维感知构建的老大难问题，可以与借助BIM

的优势进行教学，通过对应绘制图纸对应的BIM三维图形，画一段，比对一段，帮助学生更好地建立起三维的认知。

5)对建筑图、结构图部分绘制时，应给学生适当总结，并以清晰的脉络展现给学生，让学生能知道如何应对复杂的问题。比如对结构图的学习进行了整理(见图2),将课程相关章节的全部要点通过一张图表展现出来，便于学生系统学习，对课程目标全面掌握。

通过上述五个方面的改革，对新时代下的建筑CAD课程教学进行探索。

5 结语

通过对两届学生的期末考试成绩的比较发现，优良率较以往有所提高，绘图速度有所提升。对部分同学进行交流课程学习情况，大部分同学对多学知识，掌握实际技能表示欢迎，对“翻转课堂”的方式表示认可。但也存在部分较差的同学，因此改革仍需进一步深化。课程改革应顺应时代潮流，以社会需求为目标，以先进技术为手段，以优秀内容为载体，推进学生的知识接受率。BIM与CAD的结合知识初步应用，更多的应用点需要我们去探究。