從CAD到BIM

陳柯達(dá)

摘 要 本文從當(dāng)前建筑工程專業(yè)工程制圖及CAD課程的不足出發(fā)，結(jié)合BIM的理念特征，為如何培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)需要的建筑工程本科人才、實(shí)現(xiàn)新形勢(shì)下計(jì)算機(jī)應(yīng)用類課程的教學(xué)改革及轉(zhuǎn)型提出一些參考建議。

關(guān)鍵詞 CAD BIM 教學(xué)改革 多專業(yè)協(xié)作

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱 BIM）已經(jīng)被多方面證明，當(dāng)有經(jīng)驗(yàn)的BIM使用者相比傳統(tǒng)的建筑業(yè)管理人員具有更高的工作效率，目前在建筑業(yè)中得到了許多業(yè)內(nèi)企業(yè)、從業(yè)者的高度關(guān)注。多個(gè)國家的高校已經(jīng)開始嘗試開發(fā)和開設(shè)基于BIM理念的課程，并取得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)也開始陸續(xù)有高校開始類似的教學(xué)項(xiàng)目，開始嘗試Revit 等基于BIM理念開發(fā)的軟件教學(xué)。然而筆者認(rèn)為，目前國內(nèi)高校的類似教學(xué)改革或課程項(xiàng)目一定程度上還有一些誤區(qū)，改革目的或者課程開設(shè)上都有一些值得商榷之處，所以總結(jié)了筆者有限的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和一些相關(guān)的教改觀點(diǎn)，提出一些自己的看法。

1 工程制圖及CAD課程的不足

（1）CAD課程定位有局限。目前，大多數(shù)的CAD課程師生在教學(xué)過程中只是對(duì)AutoCAD等軟件的功能進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的目標(biāo)停留在我國上世紀(jì)九十年代“脫離繪圖板”的層次，相應(yīng)的，課程的考核也是對(duì)軟件功能的知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)，學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)后，僅僅會(huì)使用軟件在電腦中“復(fù)制”圖紙，仍然很難獨(dú)立“設(shè)計(jì)”出圖紙。

（2）三維表達(dá)能力有限。與建筑學(xué)、裝飾工程等專業(yè)不同，建筑工程專業(yè)本科課程在開設(shè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程時(shí)，一般沒有安排三維制圖、建模的章節(jié)，出圖也基本以平面出圖形式。主要原因是施工崗位對(duì)這類技能需求不大，大部分的土木工程本科畢業(yè)生都是面向施工企業(yè)就業(yè)的。但是我們應(yīng)該看到，隨著BIM理念的逐漸普及，對(duì)三維制圖及表達(dá)能力的要求會(huì)延伸到建筑業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)。

（3）各專業(yè)分開建模、效率低下。國內(nèi)建筑的工程設(shè)計(jì)工作中，建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、造價(jià)等各專業(yè)之間銜接有限，重復(fù)建模工作量大，成熟的BIM產(chǎn)品和熟練的使用者被證明能很好地解決這個(gè)問題。在目前的專業(yè)教育中，受到各專業(yè)分開建模的模式影響，建筑工程專業(yè)一般僅開設(shè)了天正建筑和PKPM的學(xué)習(xí)，面臨著短期內(nèi)知識(shí)落后的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）課程設(shè)置等不能滿足轉(zhuǎn)型需要。以筆者工作單位為例，目前CAD課程的課時(shí)僅為32個(gè)課時(shí)，其中包括了16個(gè)課時(shí)的上機(jī)練習(xí)，課時(shí)十分有限，課程內(nèi)容一般僅能夠安排下AutoCAD和天正建筑的初步學(xué)習(xí)，無法涉及到更多業(yè)內(nèi)常用的專業(yè)軟件。然而BIM要求的是一個(gè)獨(dú)立課程的教授，并非CAD課程的拓展，①不論是課程定位還是課時(shí)安排都要比CAD課程要求更高。

2 教學(xué)思路及教學(xué)建議

（1）改變傳統(tǒng)的CAD思路，樹立學(xué)生在BIM課程中的全局理念，從全生命周期的角度看待建筑工程項(xiàng)目運(yùn)作。CAD與BIM從各個(gè)層次上看差別都是巨大的。筆者認(rèn)為，對(duì)于BIM課程的教學(xué)改革，最重要的是教師和學(xué)生的理念轉(zhuǎn)變，最大的阻力來自教師自身積累的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。建筑工程業(yè)本身并非一個(gè)高科技含量的產(chǎn)業(yè)，大量的設(shè)計(jì)、施工、管理工作對(duì)經(jīng)驗(yàn)的積累要求仍然是很高的，而我們看到BIM的思路理念是完全不同于以往的專業(yè)分工模式的，必須要求使用者能夠具備全局觀，從更廣闊的角度思考工程項(xiàng)目，方能使統(tǒng)一平臺(tái)和信息共享成為可能。這就要求師生都要能打開自己的視野去看待專業(yè)學(xué)習(xí)。

（2）建設(shè)平臺(tái)一體化、多專業(yè)協(xié)作的獨(dú)立課程。在BIM課程設(shè)置過程中，鼓勵(lì)與建筑相關(guān)的各專業(yè)同學(xué)共同參與到BIM課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中，發(fā)揮各自專業(yè)特長的同時(shí)，相互學(xué)習(xí)，只有這樣才能充分體現(xiàn)BIM區(qū)別于傳統(tǒng)建筑業(yè)工作方法的優(yōu)勢(shì)，才能了解認(rèn)識(shí)到BIM對(duì)個(gè)人技能的具體要求。

（3）運(yùn)用實(shí)例教學(xué)、三維動(dòng)畫等方式激發(fā)學(xué)生興趣。興趣是學(xué)習(xí)第一動(dòng)力，建筑工程專業(yè)本質(zhì)屬于需聯(lián)系實(shí)際工程的工科專業(yè)，BIM課程的推廣離不開實(shí)際項(xiàng)目，需在實(shí)際項(xiàng)目中將BIM的特點(diǎn)展示出來，方能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)目前已經(jīng)越來越普及的三維動(dòng)畫技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也能一定程度上激發(fā)學(xué)生的自學(xué)興趣。

（4）引入社會(huì)資源和第三方的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。與高校不同，社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)于有利于生產(chǎn)效率提高的各類新技術(shù)新方法反應(yīng)更快，培訓(xùn)目的明確、效率較高，普通高校作為專業(yè)教育的主體，應(yīng)該及時(shí)地將社會(huì)上優(yōu)秀的師資、教材引入大學(xué)課堂。同時(shí)更重要的是，將企業(yè)的培訓(xùn)、考核標(biāo)準(zhǔn)引入到教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中來，甚至由社會(huì)第三方機(jī)構(gòu)對(duì)高校BIM課程的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，這是對(duì)學(xué)生、校方、社會(huì)都是很有益處的。

3 改革難點(diǎn)

（1）缺乏系統(tǒng)教材和項(xiàng)目實(shí)例。BIM在建筑業(yè)的討論火熱，但是在實(shí)際工程中的應(yīng)用仍然缺乏，特別是對(duì)于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的高校，獲得類似項(xiàng)目參觀學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)更是稀少。教材方面雖然種類繁多，但據(jù)調(diào)查能夠讓師生滿意的BIM課程教材仍然不多。②

（2）對(duì)高校專業(yè)師資、教學(xué)管理水平要求更高。當(dāng)前社會(huì)知識(shí)更新的周期越來越短，BIM作為建筑業(yè)的新浪潮對(duì)高校教師的知識(shí)提出了新的挑戰(zhàn)，需要廣大中青年教師及時(shí)跟進(jìn)發(fā)展步伐，做好知識(shí)儲(chǔ)備和更新。另外因?yàn)橐M(jìn)行多專業(yè)學(xué)生的協(xié)同合作，教學(xué)管理工作也將面臨全新的挑戰(zhàn)。

（3）BIM課程中實(shí)現(xiàn)校企合作的難度更大。美國的亞利桑那州立大學(xué)、奧本大學(xué)等在設(shè)定BIM課程的教學(xué)計(jì)劃時(shí)認(rèn)為，首先應(yīng)在保障核心概念清晰的前提下，進(jìn)行基于BIM的項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)手實(shí)踐，其次應(yīng)該學(xué)校和行業(yè)緊密結(jié)合以實(shí)例幫助學(xué)生了解未來崗位所需的技能（實(shí)際上多數(shù)企業(yè)崗位使用BIM類產(chǎn)品的目的并非設(shè)計(jì)而是用于提高管理效率），③這就對(duì)當(dāng)前的校企合作辦學(xué)模式提出了更高要求。

（4）BIM課程對(duì)軟硬件要求較高。以著名的Revit為例，集成了建筑、結(jié)構(gòu)等多專業(yè)的功能，筆者試用之后直觀感受內(nèi)存4G、CPU需要達(dá)到i5的電腦才能比較流暢的運(yùn)行Revit，這對(duì)于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的院校來說無疑是一道鴻溝。

4 總結(jié)

BIM對(duì)于許多國內(nèi)起步較晚的建筑類高校院系來說是一個(gè)寶貴的發(fā)展契機(jī)，為大家辦出具有一定特色的建筑工程專業(yè)提供了良好機(jī)會(huì)，但是我們應(yīng)該在清醒地認(rèn)識(shí)到BIM帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇是共存的，只有結(jié)合自己院校、地方的實(shí)際，清晰定位教學(xué)改革方向，才能在教學(xué)改革中實(shí)現(xiàn)多方共贏。

基金項(xiàng)目：本文系吉首大學(xué)2013-2014年實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目

注釋

① 趙雪鋒，李炎鋒，王慧琛.建筑工程專業(yè)BIM技術(shù)人才培養(yǎng)模式研究[J].中國電力教育，2014（2）： 53-4.

② 卡洛琳娜·M·克萊溫格爾，麥哈邁德·奧茲別克，斯考特·格里克，et al.將BIM納入施工管理教育[J].建筑創(chuàng)作，2012（10）：40-7.

③ 克里斯托弗·帕韋爾科，阿蘭·D·切西. 當(dāng)今大學(xué)本科課程中的BIM課程[J].建筑創(chuàng)作，2012（10）：20-9.endprint