人工智能背景下藝術(shù)類院校信息交互設(shè)計課程改革研究*

（南京藝術(shù)學院,江蘇南京 210013）

人工智能技術(shù)隨著科技的迅速發(fā)展，已經(jīng)逐漸深入到我們?nèi)粘９ぷ?、學習、生活的各個領(lǐng)域。教育教學領(lǐng)域作為人工智能技術(shù)的一個新的應(yīng)用與增長點，人工智能相關(guān)技術(shù)應(yīng)用將與教育教學關(guān)聯(lián)得更加密切。在近期召開的教育部新文科建設(shè)工作會議中，特別強調(diào)了新文科建設(shè)要重視藝術(shù)與科技的融合，與理工醫(yī)農(nóng)等多學科融通，打造全新的藝術(shù)與科技融合的新格局，而人工智能技術(shù)必將成為聯(lián)通藝術(shù)與科技融合的新載體。隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提升、新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)的突破性發(fā)展，面向多方位交叉融合，全方位重視藝術(shù)與文化、藝術(shù)與科技融合也將成為教育教學面向未來的重要課題。信息交互設(shè)計專業(yè)方向作為與人工智能技術(shù)關(guān)聯(lián)較為緊密的新興設(shè)計專業(yè)方向，其課程設(shè)置的探索也將為未來設(shè)計專業(yè)課程設(shè)置改革作出有益的嘗試。

一、當前國內(nèi)外院校課程設(shè)置現(xiàn)狀

信息交互設(shè)計類專業(yè)方向伴隨著信息技術(shù)與人工智能而飛速發(fā)展，作為一種新興的設(shè)計類專業(yè)方向，各個院校都在結(jié)合自身特點積極開展課程與教學探索，尤其在科技與藝術(shù)相融合方面都在做著一些積極探索，各自在此專業(yè)方向的課程設(shè)置、教學與設(shè)計實踐、未來發(fā)展趨勢等方面也都在不斷根據(jù)智能科技、人才需求等方面的發(fā)展變化，并進行不斷總結(jié)與調(diào)整，如何在交叉學科背景下開展信息交互設(shè)計課程教學，是教育從業(yè)者當前需要去面對并探索解決的問題。信息交互設(shè)計專業(yè)方向較在國外高等院校的設(shè)計專業(yè)中起步發(fā)展較早，并通過課程時間逐步發(fā)展成熟。例如，英國皇家藝術(shù)學院、美國羅德島設(shè)計學院、美國卡耐基梅隆大學、美國帕森斯設(shè)計學院、荷蘭埃因霍溫科技大學設(shè)計學院、瑞典于默奧大學等國外知名設(shè)計類院校，這些院校都是在交互設(shè)計教育教學中具有一定特色，在課程設(shè)置與教學方法理念較為先進的院校。其中，英國皇家藝術(shù)學院的交互設(shè)計專業(yè)近些年一直排名第一，其與英國帝國理工學院合作創(chuàng)新設(shè)計工程（Innovation Design Engineering，簡稱IDE）專業(yè)方向很有特點，此方向是一個重視跨學科的創(chuàng)新項目，專業(yè)及課程學習的重點也并不局限于交互設(shè)計、工業(yè)設(shè)計或用戶體驗設(shè)計，該項目課程中更多的是鼓勵學生通過研究和設(shè)計，獲得創(chuàng)造性的設(shè)計思維、實踐經(jīng)驗、新興技術(shù)能力、課程設(shè)置更加強調(diào)設(shè)計專業(yè)學生的工程能力、創(chuàng)新意識以及對企業(yè)和市場的思辨能力。

國內(nèi)的清華大學美術(shù)學院也較早地建立了信息藝術(shù)設(shè)計方向，之后國內(nèi)很多院校也結(jié)合研究和用人需要，也陸續(xù)建立了與信息與交互設(shè)計的相關(guān)課程或?qū)I(yè)研究方向。清華大學美術(shù)學院作為國內(nèi)信息交互設(shè)計方向建立最早的領(lǐng)軍者，經(jīng)過多年的發(fā)展并充分利用清華大學頂尖多學科交叉的有利條件，在信息交互設(shè)計教育與課程體系建設(shè)方面有了較為成熟的內(nèi)容與豐富的成果。此外，國內(nèi)很多設(shè)計類的院校也都為了適應(yīng)教學科研與用人需求的需要，在部分設(shè)計專業(yè)名錄下開設(shè)了信息與交互設(shè)計的相關(guān)課程或課程群，同時結(jié)合各自院校特點在課程設(shè)置、教學實踐等方面又有所不同。理工類綜合大學更加強調(diào)交互設(shè)計的人機交互與用戶體驗的工程化研究，藝術(shù)類院校更加強調(diào)信息藝術(shù)可視化與交互前端的商業(yè)化實踐應(yīng)用。

二、藝術(shù)與科技融合的課程改革

人工智能技術(shù)發(fā)展與實踐應(yīng)用能力的增強，對于教育教學帶來的沖擊是必然的，教學模式與方法，課程構(gòu)架與設(shè)置等方面也會帶來較大的，甚至顛覆性的改變。在教與學的過程中，人工智能技術(shù)的加入會使這個看似傳統(tǒng)的教學過程發(fā)生改變，學生的思維和認知方式也相應(yīng)地會產(chǎn)生變化?！拔茨苷嬲瓿赊D(zhuǎn)型的中國設(shè)計藝術(shù)又在電子和信息技術(shù)的推廣和應(yīng)用中，又一次對設(shè)計的存在形態(tài)造成巨大的沖擊?！盵1]藝術(shù)設(shè)計類專業(yè)的課程在此背景影響下，顯現(xiàn)出更多藝術(shù)與科技融合的新趨勢。首先，設(shè)計類課程的課程平臺與載體更加多元化、融媒體化，專業(yè)教師不再是唯一的課程講授者。其次，設(shè)計類課程內(nèi)容越來越重視新技術(shù)與新材料的創(chuàng)新性實踐應(yīng)用，先進技術(shù)的人文藝術(shù)化轉(zhuǎn)化更加凸顯，藝術(shù)與科技的融合將更加全面與深入。

“南京藝術(shù)學院作為一所綜合性藝術(shù)院校，在20世紀末和21世紀初，積極投入到深化教育教學改革的大潮中，構(gòu)建了具有時代特征和學校特色的人才培養(yǎng)模式。”[2]以南京藝術(shù)學院工業(yè)設(shè)計學院信息交互設(shè)計專業(yè)方向為例，此專業(yè)方向自2008年至今，經(jīng)過多年的專業(yè)與課程建設(shè)，也初步建立了相對獨立的信息交互設(shè)計課程群，從本科二年級到四年級有較為系統(tǒng)的課程設(shè)置?，F(xiàn)有課程體系中，二年級課程主要強調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)能力的掌握，例如“圖示設(shè)計”“信息整合設(shè)計”“人機交互”“交互軟件”等課程強調(diào)結(jié)合藝術(shù)類院校特點，注重信息交互設(shè)計的意識和基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)。三年課程開始的“交互概念設(shè)計”“目標導(dǎo)向設(shè)計”“界面設(shè)計”“用戶體驗”等課程，逐漸引入交互設(shè)計相關(guān)的專業(yè)能力提升的課程，通過這些課程使學生逐步增強專業(yè)素養(yǎng)，掌握專業(yè)的一些基礎(chǔ)設(shè)計能力。四年級課程中的“信息產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計”“虛擬現(xiàn)實設(shè)計”“設(shè)計專題”等課程則對學生的專業(yè)能力提升提出了更高的要求，專業(yè)課程更加強調(diào)結(jié)合信息交互設(shè)計方向在移動與體驗設(shè)計、智能硬件設(shè)計、信息可視化設(shè)計、虛擬現(xiàn)實設(shè)計、智能光影設(shè)計等實驗室研究方向，并為課題方向多元化的畢業(yè)設(shè)計做好準備。

在課程教學方面，南藝工業(yè)設(shè)計學院信息交互設(shè)計專業(yè)方向一直在努力嘗試將課程教學與實驗室教學相結(jié)合，其實也是通過相關(guān)的交互實驗設(shè)備將藝術(shù)設(shè)計與技術(shù)相融合，強調(diào)創(chuàng)新設(shè)計概念通過與相關(guān)智能技術(shù)結(jié)合的部分課程成果的實體化顯現(xiàn)。

三、藝術(shù)與科技融合的課程案例分析

南京藝術(shù)學院工業(yè)設(shè)計學院信息交互設(shè)計方向的“交互軟件2”即創(chuàng)意硬件編程課在本科二年級開設(shè)。課程一方面承接前修的“交互軟件1”即創(chuàng)意軟件編程課程，在學生具備初步編程概念的基礎(chǔ)上引入硬件交互元素；另一方面也開始培養(yǎng)學生制作硬件交互原型的能力，為高年級的設(shè)計專題課程打下基礎(chǔ)。課程以數(shù)字電路基礎(chǔ)為引入，說明以二進制信號為基礎(chǔ)的現(xiàn)代計算機的計算原理，同時綜合介紹與電子電路相關(guān)的通識性基礎(chǔ)知識。課程主體內(nèi)容以Arduino為硬件技術(shù)平臺，主要介紹Arduino的語法規(guī)范標準，培養(yǎng)學生對“輸入——輸出”概念的基本理解，在實踐中初步接觸簡單的傳感器和執(zhí)行器，了解物理計算的概念內(nèi)涵。在課程的深入階段，結(jié)合學生的學習反饋，視學生的學習程度進一步講授包括無線傳輸協(xié)議在內(nèi)的較復(fù)雜的硬件交互內(nèi)容。

課程的實踐作業(yè)結(jié)合前修的Processing軟件語言，將Arduino采集的傳感數(shù)據(jù)引入計算機，控制屏幕繪圖的圖形內(nèi)容，制作出可以物理交互的簡單原型，從而將課堂內(nèi)教授的基本硬件知識與課外探索的代碼案例相結(jié)合，驅(qū)動學生自主研究和相互學習；同時也將新授課程與前修課程融會貫通，形成有機的課程整體，進一步深化學生的編程能力。從教學實踐的反饋來看，大部分學生能夠在教師的幫助下展開帶有自主性的學習探索，能夠結(jié)合案例編寫或改寫軟硬件程序，實現(xiàn)自己的設(shè)計原型構(gòu)思；主要的學習難點在于學生的動手能力有待提高，對電路等問題容易產(chǎn)生畏難情緒，也往往會過度關(guān)注硬件技術(shù)的多樣性，造成不必要的復(fù)雜度，使得交互技術(shù)凌駕于原型設(shè)計之上。因此，在教學中需要教師時刻提醒學生回歸到交互設(shè)計的本質(zhì)上來，不斷審視自己的硬件方案與設(shè)計構(gòu)想之間的契合度，從而實現(xiàn)出符合邏輯和交互場景的硬件原型，真正將編程能力融入交互設(shè)計的綜合能力之中。

在南藝工業(yè)設(shè)計學院信息交互設(shè)計方向課程中，除了重視藝術(shù)類學生的計算機視覺與智能硬件編程外，也十分重視如何將最新技術(shù)如人工智能技術(shù)與設(shè)計結(jié)合，例如，隨著我國互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)高速發(fā)展，以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生成對抗網(wǎng)絡(luò)、視覺分析為代表的先進技術(shù)進入了產(chǎn)品化轉(zhuǎn)型的熱潮，業(yè)界對視覺圖形界面（GUI）設(shè)計者的需求與從業(yè)人員的短缺造成了GUI設(shè)計迅速成為高校信息交互設(shè)計方向的重點研究方向，交互產(chǎn)品對界面功能的需求優(yōu)于對圖形品質(zhì)的需求。根據(jù)這些變化，在“設(shè)計專題”課程中，開展對機器視覺與圖形生成技術(shù)的研究，探索相關(guān)技術(shù)在GUI設(shè)計與生成領(lǐng)域的應(yīng)用可能性。在“常用GUI生成器”這一課程課題成果中，學生根據(jù)圖形界面設(shè)計的規(guī)范步驟，通過GUI設(shè)計師的工作的流程特征，選取了其中關(guān)鍵的若干步驟，實現(xiàn)自動化生成。首先，設(shè)置了以多種線框元件以構(gòu)建GUI生成的基本架構(gòu)；其次，通過將已經(jīng)出現(xiàn)的超過12大類的120余套GUI方案與對應(yīng)線框元件組合作為學習樣本訓(xùn)練生成模型；隨后，根據(jù)使用者所提出的線框元件組合作為框架生成多套功能適應(yīng)性較高的GUI方案；最后，該產(chǎn)品還可以根據(jù)使用者需求生成支持再次編輯的圖形文件。此次設(shè)計實踐案例是較早開展的一次設(shè)計研究與人工智能技術(shù)轉(zhuǎn)化相結(jié)合的嘗試，產(chǎn)品原型符合現(xiàn)階段“由大規(guī)模標準化工業(yè)生產(chǎn)向訂制化智慧服務(wù)轉(zhuǎn)移”的國際設(shè)計研究趨勢，也為后續(xù)以“魯班機器人”為代表的智能GUI解決方案提供了充裕的想象空間。

四、結(jié)語

綜上所述，我們可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)藝術(shù)類院校的信息交互設(shè)計類課程，逐漸呈現(xiàn)出與現(xiàn)代科技相融合的趨勢,但這并不意味著教與學會完全轉(zhuǎn)向工科的思維方式與表達，而現(xiàn)代先進技術(shù)尤其以人工智能為代表的智能新技術(shù)，呈現(xiàn)出更加呼喚能與活躍性創(chuàng)造性的思維與設(shè)計相融合的趨勢，而這些正是藝術(shù)學院設(shè)計類學生的特點和優(yōu)勢，但前提是課程教學過程中也需要讓學生先學習和了解相關(guān)智能技術(shù)，這也必然導(dǎo)致藝術(shù)類院校信息交互設(shè)計相關(guān)課程中，藝術(shù)與科技相融合的課程會更加豐富起來。未來已來，信息智能化的趨勢已經(jīng)不可阻擋，藝術(shù)與科技的融合也將更加緊密，多學科交叉的復(fù)合型人才也可能成為藝術(shù)類院校人才培養(yǎng)的新目標。