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摘要：文章以贵州工程应用技术学院为例，首先阐述了“土建 CAD”课程教学存在的问题，然后说明了新工科 背景下基于 BIM 的“土建 CAD”课程教学改革思路，接着论述了新工科背景下基于 BIM 的“土建 CAD”课程 教学改革策略，最后对新工科背景下基于 BIM 的“土建 CAD”课程教学改革效果进行了分析。
关键词：土建 CAD课程教学,BIM,新工科
CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计) 作 为 20 世纪 70 年代到 90 年代十大杰出工程技术之一， 被广泛应用于机械、电子、电气、轻工、建筑工程等领域。 CAD 技术在建筑设计领域的应用带来了一场空前的技 术革命。CAD 技术极大地提升了设计工作效率和产品质 量，节约了大量的建设资金，带来了巨大的投资效益 。自 20 世纪 80 年代开始，CAD 技术在我国制造、加工、工程 等多个领域得到推广，并日趋成熟 。目前，熟练掌握并运 用 CAD 技术， 已经成为我国土木工程行业从业人员的 基本能力要求之一 。从 20 世纪 90 年代起，我国部分院 校的土木工程专业陆续开设了 CAD 课程并开展了相关 教学及科研工作 。截至目前，“土建 CAD”课程已经成为 工程技术相关专业的基础实践课程。
贵州工程应用技术学院(以下简称“我院”)“土建 CAD”课程是一 门专业基础实践课程，授课对象为土木 工程、工程管理、水利水电工程三个专业的学生，从建院 至今已开课十余载。我院在新工科建设理念及 OBE 教学 理念的指导下，进一步强化课程结构与知识体系建设。 在这样的背景下，教学团队有针对性地提出在“土建 CAD”课程教学中引入基于 BIM 技术的“专创融合”、注 重满足学生就职岗位需求的“成果导向”、注重培养学生 家国情怀的课程思政等内容，在教学中充分体现了新工 科的“开放包容”“树立创新”“综合化教育”等理念 。通 过课程改革的初步尝试，学生的计算机辅助绘图实操能 力得到提升;毕业生入职后岗位适应性得到增强，团队 意识和“执业”素质得到认可[1]。
一、“ 土建 CAD”课程教学存在的问题
(一)课程教学方法单一
在“土建 CAD”课程教学中，教师主要采用“教师讲,学生听”的教学方法，这种过于强调知识“灌输”的教学模 式容易导致课堂气氛沉闷，降低学生学习兴趣，而且容易 使学生无法深刻认识知识内涵及进行实践应用， 教学效 果较差。究其根本，是因为教师忽视了“以学生为中心”的 教育理念。
(二)实践环节指导不足
“土建 CAD”课程是一 门专业技术技能基础课，具有 较强的实践性，但是在该课程实操环节，部分学生缺乏主 动思考，遇到困难不能及时得到解决和]导，加上在实 践、实操教学中，师生联动脱节，以致学生在实操时缺乏 足够的自信。具体表现为学生对于 CAD 辅助设计软件的 操作界面、“上下文”菜单及命令输入交互等功能熟悉度 和适应性不足。究其根本，是因为该课程实践教学环节的 知识点升级和教师针对性指导未与学生需求同步。
(三)课程考核形式单一
“土建 CAD”课程目前仍采用闭卷书面考试方式实 施考核，达不到对学生实践能力检验的目的，更无法检 验或评价学生的创新意识和专业精神 。究其根本，是因 为教师对于大学生需求把控不到位，且忽视了学生的个 体差异性。
二 、新工科背景下基于 BIM 的“ 土建 CAD”课程教 学改革思路
本项目在新工科背景下对“土建 CAD”课程教学环 节开展改革与探索，针对当前教学“痛点”，分析整理学生 能力的薄弱点，采用 PDCA(动态、闭环、持续改进) 项目 管理方法，面向学生就业市场能力需求，着眼于课程教学 方法的创新引入和课程思政的融合 。即通过引入 BIM 三 维辅助教学、岗位技术成果案例教学、法律法规及职业道 德的思政教学等教学模式， 对学生掌握和运用课程知识的能力进行强化，从而打造社会满意、行业满意、学生满 意的“新”课程 。调整后的课程教学能够满足产业人才需 求、契合专业技术发展、促进学生创新培养、融入低碳减 耗理念[2] 。同时，本项目采用“三请”“两问”“三学”的思 路，通过全方位、多角度、多渠道的调查研究，以保障预 期的课程改革效果，具体如下。
第一，“三请”，即请企业、请专家、请同行 。通过邀请 本地企业、行业主管专家及知名高校同行，了解当下行 业人才需求 、发展方向和与研究内容相关的成熟经验， 为制定以产业为导向的课程教学计划提供实践支撑。
第二，“两问”，即问教师、问学生 。通过开展校内教 研座谈和往届毕业生访谈活动，了解教师对于教学改革 重点关注的问题和实施难点，以此为课程教学过程的开 展扫除内部“障碍”;让往届毕业生结合自身从业现状， 对以往课程实施过程中存在的不足和缺陷提出 自 己的 看法和建议[3] 。这样可为改革后的课程教学提供可靠的 过程保障，为理论和实践教学中的创新活动开展提供良 好的实施环境。
第三，“三学”，即学产业政策、学产业趋势、学产业技 术 。通过积极地参加相关学术会议、调研产业行政主管 部门和走访行业精英企业，学习国家的产业政策、了解 行业发展动态和趋向、熟悉产业先进技术与人才需求之 间的内涵关系 。这样可为制定富有挑战性的、符合政策 导向的、与产业前沿趋同的设计成果及考核评价标准提 供正确的设计导向和编制依据。
三 、新工科背景下基于 BIM 的“ 土建 CAD”课程教 学改革策略
CAD 是工程类技术人员应具备的一项基本技能，而 “土建 CAD”课程是“工程制图”课程的延伸，是现代计算 机技术与工程制图的完美结合 。课程改革按照课程“树” (由课程所有知识点组成) 的能力“枝干”(由支撑共同能 力目标的知识点组成)，分步实施与探索，强调阶段性教 学成果评价和学生对多知识点群的综合实践应用能力 的培养，如图 1 所示。
第一步：精讲传授 。主讲教师通过软件操作演示及 分 享“实战小窍门”，实施精讲教学，培养学生的基础绘 图能力、编辑及修改能力、格式及参数调整能力、成果输 出及环境设置能力等“枝干”运用能力，以此夯实学生的 能力培养，保障教学效果 。课程知识点精讲传授改变了 传统教学中教师按照顺序逐一讲解知识点的方式，转而 从应用实际出发，对课程基础命令采用基于专业实际工 作任务的多命令达成效果和效率对比的方式进行讲解。 例如，对于“土建 CAD”课程直线绘制知识点的教学，可与“工程测量实习”课程的附合导线网内业成图的任务关 联，针对导线直线边的绘制，对两点间直线绘制的坐标 法、相对坐标法及极坐标法进行参数准备工作量及成图 效率的对比，从而达到通过一次精讲授课实现学生课程 知识点学习与专业实践灵活应用的双重教学效果[4]。
第二步：BIM 加持。教师要定期对学生开展软件绘图 实操熟练程度摸底及基于 BIM 协同对比的任务成果准 确性和容错率的“能力比武”，持续查找学生在阶段性专 业知识、图形表达、命令调用等方面的能力短板，有针对 性地培养其“一丝不苟、精益求精”的“工匠精神”。课程实 操环节检验中要采用 BIM 技术以“正向”及“逆向”两种 方式对成果的准确性进行加持，其中针对实操环节中的 平面图、立面图、剖面图等节点任务可采用“正向”BIM 同 步设计，利用信息模型的多角度投影、任意位置及折线展 开剖面、多角度观察等成图优势，生成检查图形并与学生 任务成果进行对比，继而查找二维矢量图的图形表达、标 注、注释、细节展现等问题，并结合 BIM 三维模型进行问 题分析和总结;BIM“逆向”加持主要针对实操环节中的 特殊结构设计、构件的空间表达、节点放大绘制等内容， 即教师可利用 BIM 技术将学生的二维图纸成果信息汇 总、整合成三维信息模型，继而将三维模型与节点任务要 求进行比对，以此确定学生图纸成果的任务达成度、成果 可行性和数据准确性，如图 2、图 3 所示，这样可直观反 映二维图纸结构柱位置偏移，表现出设计结构梁与幕墙 的冲突 。通过 BIM 技术的加持，学生对于知识和能力短 板有了“直观”的感受，这极大地缩短了问题的查找及自 我解读的时间，培养了学生“精”“专”“准”的工作态度 和从业素质，同时也可为后续 BIM 相关课程的开展做好 衔接和铺垫[5]。
第三步：基于实际岗位项目案例(结合规范绘制图纸) 的制图综合能力教学 。教师要培养学生的规矩意识 和执业操守，增强其岗位责任心和社会责任感 。课程阶 段知识点教学结束后，教师要针对性地开展基于专业实 际项目图纸的阅图分析讨论课 。而学生可根据现有知识 和绘图能力就案例图纸的图样内容进行表达，即从自身 角度出发阐述基于“命令集”的图纸内容达成路径和流 程 。同时，学生可就发言内容的可行性进行分析和讨论， 查找不足和缺陷，并对由此产生的后果进行描述 。通过 讨论活动的开展，可提升和锻炼学生解决实际问题的综 合能力;使学生体会到团队合作的重要性;使学生感受 到多人把关、层层审核的质量管理的必要性;使学生认 识到作为一名工程技术人员的使命和担当 。最后教师进 行归纳和总结，并针对学生提出的解决路径中的“命令 集”概念，引导其学习脚本程序及 Visual LISP 等高效批 量处理辅助设计工具编制与开发知识点，如此可进一步 提升学生的软件应用水平、拓宽学生问题解决的思路、培 养学生高效处理复杂问题的能力[6]。
第四步：根据学生反馈，不定期开展“软件使用‘疑 难杂症’专家坐诊”(项目团队教师与学生就软件使用交 流座谈)，以及时准确地了解学情，解决学生学习和软件 应用中的困难与阻碍 。随着课程的开展，学生基于 CAD 技术的方便性、快捷性、精准性、可二次开发性等对课程内容产生了浓厚的学习兴趣，同时通过循序渐进的知识 积累和实操练习，提高了对工具软件的熟悉度，不断积 累自信，继而实现了知识、能力、素质的稳步提升[7] 。但 是当运用 CAD 工具提升项目的工作效率 、提高建筑质 量、降低建造成本时，学生经常会遇到自身不能解决的 问题。对此，项目团队通过阶段性地开展师生座谈，可了 解学生的软件学习和应用困境 。基于此，其要分阶、分 层地为学生提供辅助学习资料和资源，如此可方便学 生学习和借鉴;通过“教师指导近一 些 、细 一 些”等举 措，采用多种通信和平台交流方式，及时 、耐心 、详细 地帮助学生分析、解决实践应用中遇到的问题，如此可 为学生应用实践、大胆创新保驾护航[8]。
第五步：采用“趣味”课程考核形式 。具体来说，学生 可自选喜欢的卡通人物、交通工具、游戏周边、地标建筑 等图样，运用 CAD 点、线、圆等图元进行矢量图纸绘制， 如图 4 所示，这样可以激发学生的学习热情和创新精神。 对此，课程教学团队应按照岗位能力要求，梳理优化课 程目标及对应知识点，重新编制课程教学大纲及授课教 案;通过引入价值工程理念，优化能力考评各组成部分 的权重、预期分值及目标达成度的期望值等考评标准 值，“以学生为中心，以能力为导向”，采用重点考查学 生 CAD 软件运用能力和体现阶段任务成果达成度与创 新性的综合评价方式[9]。
四 、新工科背景下基于 BIM 的“ 土建 CAD”课程教 学改革效果
通过对国内外 CAD 的发展现状及国内相关高校“土 建 CAD”课程开展情况进行分析，不难看出，应使“土建 CAD”课程的组织与开展在宏观上与国家政策 、产业发 展、人才需求充分契合;在微观上与学校办学定位、专业 建设发展、人才培养目标达成、学生职业发展动态统一， 这是“土建 CAD”课程改革与探索的重要路径。
在新工科视域下，本次课程改革以产业需求为导 向、以数字管理技术引入为抓手，从“土建 CAD”课程的 精讲知识传授、BIM 技术加持、内力提升的专项指导、成 果形成的创新性及考核评价的挑战度等方面，全面优化 我院“土建 CAD”课程教学环节 。基于项目驱动、产出导 向的教育教学改革，有利于学生对专业知识进行深化、 拓宽和提炼;有利于学生对 CAD、建造管理技术进行深 化实践和创新运用;有利于学生独立工作能力、综合分 析能力、解决问题能力、组织管理能力和社交能力的培 养;有利于塑造学生严谨、扎实的工作作风及强烈的事 业心、责任感[10]。的培养要求;呼应产业发展的人才需求;坚定我院办学 定位;进一步明确坚持新工科建设的专业发展方向;确 定以产业需求为导向，以扎实基本技能为知识基础，以 掌握、运用先进管理技术为能力要求，以具备“双创”精 神、“低碳”意识、“社会”担当为素质目标的人才培养定 位;增强毕业生从业后的岗位适应性、职业使命感均有 着重大且深远的意义 。课程改革具体效果体现在以下四 个方面。
第一，教学模式 。本次课程改革的组织与实施主要 结合我院相关专业学生就业特点和实际工作需要，创新 性地以产业需求为导向，将行业先进技术与“土建 CAD” 课程实践教学环节充分融合，贯穿始终 。如此既锻炼了 学生对于先进技术的掌握与运用能力，强化和巩固了专 业知识学习，又培养了学生的大局意识、国家情怀，并将 个人对于国家、对于社会的责任和使命通过专业技术转 化、反馈到 CAD 成果中，形成了闭环式、动态式、互补式 的实践教学模式[11-12]。
第二，专创融合 。通过在本课程教学中引入 BIM 技 术，辅助学生正确地理解和表达项目构件二维图纸绘制 要求，从而解决了传统语言表述与学生空间想象无法衔 接的“真空层”问题，使理论知识学习不再晦涩难懂 。学 生在学习和掌握软件操作的兴趣提升和“成竹在胸”的 大胆实践加持下，积累了大量软件理论和实践经验，计 算机辅助绘图和识图能力得到了全面提升，同时现场看 图、读图、制图、审图等图纸制作及运用能力也得以提 升，增加了就业应聘的“砝码”。
第三，成果导向 。本课程注重新经济、新市场、新环 境下的新工科人才培养，立足于地方性本科院校毕业生 “新”的就业市场需要，紧密联系毕业生从业岗位对于本 课程知识及能力的“新”要求，有的放矢地对 CAD 技术 的云平台协同设计、多专业数据共享、智能模块化流水 设计等知识和理念进行传授与实践，如此可进一步强化 学生入职后的岗位适应性，进而能为学生职业成长增添 助力。
第四，课程思政 。课程教学注重培养学生的家国情 怀、正确的价值观、良好的执业道德、科学严谨的工作态度 。如此，可促使学生正确理解岗位职责，“心系国家，心 系人民，精心设计，精心施工”，用科学的理论知识和扎实 的实践技能立足岗位、服务社会、报效国家。
五、结语
在新工科教育理念指导下， 在 BIM 技术的加持下， 将“专创融合”作为着力点，将培养满足就业市场新需求 和岗位能力新要求的毕业生作为总抓手，将课程思政教 学作为总引领，“土建 CAD”课程教学实现了从单纯的 “学生对课程知识的系统掌握”向“满足市场需要能力为 导向”的转变，为下一步的新工科专业建设积累了宝贵 的教学经验。
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