基于BIM技術(shù)的建筑AUTOCAD教學(xué)思路

程晴

【摘 要】本文論述基于BIM技術(shù)的建筑AUTOCAD教學(xué)新思路，BIM技術(shù)具有協(xié)同化、信息化、三維可視化等優(yōu)勢，闡述將BIM技術(shù)的特點和將其融入建筑AUTOCAD教學(xué)的必要性，提出制定與市場需求相適應(yīng)的教學(xué)目標、制定合適的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、制定有效的考核機制等建筑AUTOCAD教學(xué)新思路。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑AUTOCAD;教學(xué)

【中圖分類號】G;【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）01C-0172-02

建筑專業(yè)的畢業(yè)生需要面對造價公司、建筑施工企業(yè)等與建筑相關(guān)的職業(yè)，施工資料中必然出現(xiàn)建筑施工圖，建筑施工圖的正確識讀與建筑工程的質(zhì)量密切相關(guān)。建筑類學(xué)生必備的基礎(chǔ)技能是建筑繪圖和施工圖識讀。建筑AUTOCAD是一門注重實踐的課程，通過應(yīng)用CAD軟件，讓學(xué)生掌握基本的制圖方式。CAD課程教學(xué)中存在一系列問題，其中教學(xué)內(nèi)容比較陳舊是重要問題，新技術(shù)知識、新軟件涉及少，對學(xué)生的學(xué)習(xí)不利。BIM技術(shù)的應(yīng)用對課程教學(xué)有重要的作用，BIM技術(shù)使學(xué)生通過構(gòu)建的模型，充分了解建筑物的信息，收集建筑工程相關(guān)的信息，形成模型，進行CAD建筑繪圖課程教學(xué)，有利于提升教學(xué)效果。

一、BIM技術(shù)特點

以建筑工程項目的相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建建筑信息模型，利用數(shù)字信息，能夠?qū)ㄖ锼哂械恼鎸嵭畔⑦M行仿真模擬。BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling），BIM技術(shù)具有明顯的特點，第一，BIM 技術(shù)具有模擬性。利用BIM技術(shù)，對建筑物的模型進行模擬，合理展示建筑物相關(guān)的信息，發(fā)揮模型的作用。在模型中，也可以模擬一些不能真實存在的事物，幫助對一些未知的問題進行提前預(yù)案，比如模擬火災(zāi)時疏散人群的方式。第二，BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性。通過收集有關(guān)建筑物的信息，利用BIM技術(shù)建立建筑信息模型，從而幫助實際問題的解決。如果出現(xiàn)問題沖突，利用BIM技術(shù)能夠及時協(xié)調(diào)，實現(xiàn)整體和部分的協(xié)調(diào)。第三，BIM技術(shù)具有可視化的特點。通過構(gòu)建零部件之間的關(guān)系，利用BIM技術(shù)能夠形成一種互動方式的關(guān)系，也就是所有的效果都能夠通過圖畫展示，并且能夠直觀觀看、分析討論建筑項目的設(shè)計、運營過程，使建筑物的模型更加真實。第四，BIM技術(shù)具有可出圖性。通過BIM 技術(shù)可視化展示建筑物的模型，進行協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化，幫助設(shè)計者制作和完善建筑圖紙，利用BIM技術(shù)能夠給設(shè)計者提供合理化建議。比如一些容易出現(xiàn)錯誤的地方，需要加強對方案的改進，一些工程建設(shè)中需要預(yù)留出電線安裝空間。設(shè)計者利用BIM技術(shù)，能夠提供合理化建議。第五，BIM技術(shù)具有優(yōu)化性。利用BIM技術(shù)，建立建筑信息模型，能夠提供建筑物中實際存在的信息。模型中存在規(guī)則信息、物理信息、幾何信息等，但由于實際建筑物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受到人自身能力的限制，存在一些問題，利用BIM技術(shù)和配套優(yōu)化工具，有利于優(yōu)化復(fù)雜的項目，使設(shè)計更加合理。

二、將BIM技術(shù)融入建筑AUTOCAD教學(xué)的必要性

建筑AUTOCAD是一門實踐課程，結(jié)合設(shè)計軟件PKPM，以及制圖軟件CAD，教授學(xué)生理論，在工程中應(yīng)用輔助設(shè)計，了解工程狀況。課程教學(xué)中包括介紹國內(nèi)外常用的工程軟件、CAD的基本原理、CAD輔助設(shè)計功能等。在過去的教學(xué)中，CAD理論知識及實際操作都是主要教學(xué)內(nèi)容，很少有設(shè)計軟件 PKPM基本原理，設(shè)計軟件PKPM與制圖軟件CAD處在分離的狀態(tài)。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對各個軟件的基本操作進行掌握，制圖軟件與設(shè)計軟件分離，學(xué)生對兩者結(jié)合的運用能力不佳。設(shè)計軟件能夠幫助學(xué)生有效串聯(lián)基本原理，土木工程專業(yè)本身涉及許多繁雜瑣碎的專業(yè)知識，學(xué)生需要全面掌握空間制圖、平面制圖、CAD制圖軟件，制作考試內(nèi)容的圖形。學(xué)生如果沒有掌握平面施工圖，會影響未來就業(yè)。

BIM技術(shù)利用信息化手段，以及數(shù)據(jù)化模型，推進建筑領(lǐng)域的施工、運維一體化。BIM技術(shù)應(yīng)用是建筑行業(yè)的重要發(fā)展趨勢。應(yīng)用碰撞檢測，進行可行性研究，分析綠色建筑節(jié)能，都需要多維建筑數(shù)據(jù)信息，以REVIT為主要載體，從初步設(shè)計階段的建筑設(shè)計，到有效傳遞和共享，BIM技術(shù)有逐步替代CAD的趨勢。BIM設(shè)計不斷規(guī)范化，地方標準、國家標準出現(xiàn)，利用 REVIT進行結(jié)構(gòu)出圖，利用BIM 進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，弱化CAD輔助設(shè)計，碰撞檢測結(jié)構(gòu)與建筑模型一體化，但依舊存在傳統(tǒng)平法施工圖與轉(zhuǎn)化三維實體模型之間的矛盾。在設(shè)計領(lǐng)域中，結(jié)構(gòu)BIM是薄弱環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計要求簡化模型，但BIM技術(shù)需要有效還原三維實體模型，沖突存在于BIM軟件和設(shè)計軟件之間，建立三維實體鋼筋，需要較高的電腦配備。因此，目前CAD 的輔助設(shè)計功能并不能被BIM取代。在建筑AUTOCAD教學(xué)中，需要將BIM技術(shù)與CAD輔助設(shè)計相結(jié)合，完善教學(xué)內(nèi)容。

三、基于BIM技術(shù)的建筑AUTOCAD教學(xué)思路

（一）制定與市場需求相適應(yīng)的教學(xué)目標

隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，整個建筑設(shè)計行業(yè)不斷發(fā)生新的變革，學(xué)生需要接受新的設(shè)計理念，適應(yīng)建筑設(shè)計未來發(fā)展趨勢。學(xué)生需要掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理念、建筑結(jié)構(gòu)的施工圖表示方法和傳統(tǒng)的CAD制圖，并堅持與時俱進，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中融合BIM技術(shù)，改革設(shè)計方法，突破傳統(tǒng)的軟件教學(xué)。在新形勢下，形成與BIM相結(jié)合的新的結(jié)構(gòu)設(shè)計思路。學(xué)生需要掌握二維圖形的基本繪圖方式，結(jié)合實際設(shè)計，掌握基本的設(shè)計原理和平法施工圖的繪圖方式，要能夠掌握全新設(shè)計模式及出圖模式。

（二）制定合適的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

在建筑AUTOCAD教學(xué)中，學(xué)生需要掌握設(shè)計軟件PKPM和繪圖軟件CAD，貫穿本科所學(xué)知識點，學(xué)習(xí)任務(wù)比較多，時間有限。因此，要制定合適的教學(xué)內(nèi)容，積極改進教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣作為切入點，提升學(xué)生的積極性。

第一，要挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)興趣，教師在教學(xué)中要結(jié)合建筑AUTOCAD和房屋建筑學(xué)的課程，通過房屋建筑學(xué)，能夠使學(xué)生基本認識房屋建筑，并且形成相應(yīng)的設(shè)計理念。房屋建筑學(xué)是一門基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生設(shè)計簡單的公建項目，學(xué)生對建筑圖紙能夠有基本的手繪能力。學(xué)生的手繪圖紙通過一定的技術(shù)，轉(zhuǎn)化為三維的建筑模型，然后進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過三維建筑模型的應(yīng)用，能夠直觀了解建筑設(shè)計中與結(jié)構(gòu)存在的沖突，從而有針對性地解決。在學(xué)生的作品設(shè)計中，應(yīng)用了建筑AUTOCAD和房屋建筑學(xué)，有利于激發(fā)學(xué)生的探索熱情。

第二，制定合理的實踐方案，結(jié)合實際工程情況，提升自身技能。學(xué)生通過制作簡單的模型，與實際相符合，能夠在有限的授課過程中獲得良好的效果，獲取學(xué)習(xí)的成就感。學(xué)習(xí)軟件本身是從簡單到復(fù)雜的過程，在學(xué)習(xí)中，需要注意模型的選擇，主要考慮學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的要求，將理論知識貫穿其中，結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算采用框架結(jié)構(gòu)。設(shè)計需求的方向主要是高層建筑，畢業(yè)設(shè)計符合建筑設(shè)計要求，采用框架結(jié)構(gòu)，突出模型的可用性。因此，使用模型主體是小高層、簡單的框架結(jié)構(gòu)。

第三，重視學(xué)習(xí)基本設(shè)計理念、基本設(shè)計知識、設(shè)計方法。注重結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理的講解，并不單純注重實操的方式，全面學(xué)習(xí)設(shè)計軟件，分析設(shè)計參數(shù)，規(guī)范應(yīng)用設(shè)計，結(jié)合軟件基本原理、設(shè)計參數(shù)和相關(guān)規(guī)范，提升學(xué)生的發(fā)散思維能力。

第四，明確設(shè)計思路。結(jié)合教學(xué)和基本設(shè)計方法，完善教學(xué)內(nèi)容。要求學(xué)生適應(yīng)行業(yè)的需求，對未來的設(shè)計發(fā)展模式能夠有效掌握，同時對過去的基本設(shè)計模式也能夠充分了解。

第五，將CAD和REVIT相結(jié)合，實現(xiàn)碰撞檢測與數(shù)據(jù)模型一體化結(jié)合，制定施工圖。學(xué)生要掌握基本的繪圖要領(lǐng)。依據(jù)實體鋼筋要求高的硬件設(shè)施配置和CAD繪制平法施工圖，掌握分析設(shè)計參數(shù)，模擬設(shè)計流程，繪制平法施工圖，傳遞設(shè)計數(shù)據(jù)，建立結(jié)構(gòu)三維實體統(tǒng)一模型，應(yīng)用REVIT軟件，發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，有效進行碰撞檢測，采用REVIT，使用結(jié)構(gòu)平面布置圖有效導(dǎo)出，便捷處理二維模板圖。

第六，增加上機課時，減少理論課時。對必要的設(shè)計理論知識進行學(xué)習(xí)，學(xué)生需要繪制施工圖紙，完成整個設(shè)計流程，在機房完成所有實踐。

（三）制定有效的考核機制

學(xué)生在學(xué)習(xí)中，需要對基本設(shè)計理念、設(shè)計流程、設(shè)計方法等全面掌握，能夠運用BIM進行出圖，掌握基本繪圖方法。改進考核機制，將考試與上機相結(jié)合，淡化軟件的具體操作，注重學(xué)生對設(shè)計參數(shù)、理論知識的掌握。上機作業(yè)要求掌握平法施工圖的繪圖要領(lǐng)，能夠?qū)嶋H操作，掌握基于BIM的結(jié)構(gòu)設(shè)計流程。

總之，在建筑AUTOCAD教學(xué)中，過去對設(shè)計軟件掌握度要求低，偏重于對CAD的應(yīng)用，但隨著市場環(huán)境的變化，CAD的功能需求被逐漸淡化了。為應(yīng)對市場需求，要明確BIM技術(shù)在行業(yè)中的重要作用。教師在教學(xué)中需要將BIM技術(shù)融入教學(xué)，學(xué)生要能夠熟練應(yīng)用專業(yè)知識，提升實踐能力。學(xué)生需要明確行業(yè)需求，掌握符合行業(yè)需求的設(shè)計方法。同時，在教學(xué)中要將多門課程相結(jié)合，改進教學(xué)模式。學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)量加大，需要建立三維實體模型，繪制結(jié)構(gòu)布置圖、結(jié)構(gòu)施工圖等，需要教師適當調(diào)整教學(xué)課時，調(diào)整重點和難點，根據(jù)學(xué)生的實際情況進行教學(xué)，提高教學(xué)效果。

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【基金項目】廣西職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目“BIM技術(shù)‘1+X證書制度下工程造價專業(yè)優(yōu)化實訓(xùn)教學(xué)的改革研究”（GXGZJG2019B112BIM）

【作者簡介】程 晴（1982— ），女，廣東高明人，廣西英華國際職業(yè)學(xué)院講師，工程師，研究方向：工程技術(shù)，民居建筑。

（責(zé)編 丁 夢）