基于AI技術(shù)的職業(yè)院校建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)制圖CAD線上教學(xué)設(shè)計(jì)研究

摘要：目的：文章結(jié)合職業(yè)院校建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)制圖CAD課程的特點(diǎn)和需求，提出基于AI技術(shù)的線上教學(xué)設(shè)計(jì)策略，以提升教學(xué)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量。方法：通過分析課程特點(diǎn)、線上教學(xué)需求，結(jié)合AI技術(shù)，從教學(xué)理念、應(yīng)用挑戰(zhàn)、教學(xué)方法、教學(xué)過程等方面入手進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，提出模擬真實(shí)崗位+案例教學(xué)、強(qiáng)調(diào)實(shí)用與精通相結(jié)合、注重實(shí)踐與學(xué)生主體性等策略。結(jié)果：教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)注重模塊化、微課化，教學(xué)資源多樣化、數(shù)字化，有機(jī)融入AI智能生圖技術(shù)和AI輔助教學(xué)系統(tǒng)，同時以學(xué)生為中心、強(qiáng)化互動、注重實(shí)踐。結(jié)論：結(jié)合AI技術(shù)與線上教學(xué)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，可以構(gòu)建智能化、個性化、高效化的教學(xué)模式，提升職業(yè)院校建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)制圖CAD課程的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：職業(yè)院校；室內(nèi)設(shè)計(jì)；CAD制圖；線上教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)；人工智能

中圖分類號：G712；TU204-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）22-0-03

0 引言

隨著時代發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的更新迭代推動了傳統(tǒng)教育觀念和教育方式的深刻變革。2018年教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計(jì)劃》提出，到2022年要基本實(shí)現(xiàn)教學(xué)應(yīng)用覆蓋全體教師、學(xué)習(xí)應(yīng)用覆蓋全體學(xué)生、數(shù)字校園建設(shè)覆蓋全體學(xué)校，信息化應(yīng)用水平和師生信息素養(yǎng)普遍提高，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺［1］。2020年受疫情影響，線上教學(xué)進(jìn)一步普及，同時也暴露出傳統(tǒng)線上教學(xué)模式的局限性。如何將AI技術(shù)與線上教學(xué)有效結(jié)合，以提升教學(xué)質(zhì)量和效率，成為當(dāng)前教育改革的重要課題。與此同時，全球建筑業(yè)正經(jīng)歷第四次技術(shù)革命，Autodesk公司發(fā)布的2023年行業(yè)報(bào)告顯示，78%的設(shè)計(jì)企業(yè)已部署AI輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。因此，本文結(jié)合職業(yè)院校建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)制圖CAD課程的教學(xué)實(shí)踐，探討如何將AI技術(shù)與線上教學(xué)深度融合，從教學(xué)理念、應(yīng)用挑戰(zhàn)、教學(xué)方法、教學(xué)過程等方面入手進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以期為職業(yè)院校線上教學(xué)改革提供參考。

1 課程概述

1.1 課程特點(diǎn)

建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)制圖CAD課程是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的核心課程之一，旨在培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、設(shè)計(jì)能力和技術(shù)應(yīng)用能力。該課程要求學(xué)生掌握CAD軟件的基本操作，并能夠運(yùn)用CAD軟件繪制室內(nèi)施工圖紙。與傳統(tǒng)的手繪制圖相比，CAD制圖具有精確度高、效率高、易修改等優(yōu)點(diǎn)，已成為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工具。

1.2 線上教學(xué)需求

在AI技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，線上教學(xué)模式呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)。2024年國家職業(yè)教育智慧平臺遴選通過914門職業(yè)教育國家在線精品課程，反映出職業(yè)教育對線上教學(xué)模式的新標(biāo)準(zhǔn)，主要表現(xiàn)為：一是靈活的學(xué)習(xí)方式，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和時間安排；二是提供豐富的教學(xué)資源，包括課程視頻、教學(xué)課件、案例素材等，以支持學(xué)生的學(xué)習(xí)和實(shí)踐；三是注重師生互動，通過在線討論、答疑解惑、AI助手等方式，及時解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題并拓展其知識面；四是借助AI大模型提供操作更高效、內(nèi)容更豐富的線上教學(xué)服務(wù)及個性化學(xué)習(xí)支持。

2 教學(xué)理念設(shè)計(jì)

2.1 找準(zhǔn)課程專業(yè)定位

課程教學(xué)設(shè)計(jì)不能僅考慮單一課程建設(shè)，應(yīng)從整體專業(yè)建設(shè)入手。在學(xué)生完成基礎(chǔ)繪畫學(xué)習(xí)后，室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)方向?qū)W生應(yīng)掌握談單、量房、CAD放樣、方案設(shè)計(jì)、草圖建模、3D渲染、AI技術(shù)應(yīng)用等全部專業(yè)技能。

2.2 分析課程行業(yè)定位

根據(jù)用人單位反饋的信息，雖然最新版CAD軟件具備完整的建模、燈光、材質(zhì)等三維功能，但在實(shí)際應(yīng)用中，依舊無法與3Dmax、SketchUP等三維軟件相提并論。因此，在建筑裝飾行業(yè)，CAD軟件的優(yōu)勢主要在于繪制二維施工圖，對學(xué)生繪圖速度以及材料、施工工藝等有著較高的要求。

2.3 明確課程內(nèi)容定位

線上教學(xué)最大的難點(diǎn)在于無人監(jiān)管，無論系統(tǒng)功能多么強(qiáng)大，都只能起到輔助作用，關(guān)鍵是教學(xué)內(nèi)容要經(jīng)得起學(xué)生和企業(yè)的檢驗(yàn)。因此，課程教學(xué)應(yīng)注意CAD命令取舍，根據(jù)室內(nèi)制圖的需要選擇命令，使學(xué)生在復(fù)雜的軟件體系面前能“避虛就實(shí)”，直指目標(biāo)［2］。

綜合三大定位原則（見圖1），提煉課程內(nèi)容關(guān)鍵詞：量房、CAD放樣、方案設(shè)計(jì)、二維施工圖、教學(xué)“干貨”。具體設(shè)計(jì)為：①CAD基本操作與環(huán)境設(shè)置；②CAD常用命令；③圖塊、圖層、標(biāo)注設(shè)置；④量房與量房圖繪制；⑤平面圖、吊頂圖、立面圖、大樣圖繪制；⑥圖紙輸出及AI輔助設(shè)計(jì)。其中，①②③注重軟件操作技能的訓(xùn)練；④⑤培養(yǎng)學(xué)生將專業(yè)設(shè)計(jì)需求與CAD軟件功能有機(jī)結(jié)合的能力；⑥輸出，注重CAD軟件與PS、SU、3D、AI創(chuàng)作等軟件的銜接，為后續(xù)學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

3 應(yīng)用現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

3.1 AI技術(shù)在CAD線上教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

一是融入AI智能生圖技術(shù)。利用AI技術(shù)+CAD平面圖智能生成多種風(fēng)格彩平圖和方案效果圖等，如酷家樂AI彩平圖、建E網(wǎng)AI等。二是借助人工智能輔助學(xué)情技術(shù)。調(diào)用平臺數(shù)據(jù)生成學(xué)習(xí)助手，幫助學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況或智能答疑等［3］。

3.2 面臨挑戰(zhàn)

盡管AI技術(shù)在職業(yè)院校線上教學(xué)中展現(xiàn)出巨大潛力，但其應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施不完善。根據(jù)2022年教育部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，僅有約60%的職業(yè)院校具備完善的在線教學(xué)平臺和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。許多學(xué)校難以充分利用AI技術(shù)進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新。其次，教師的AI素養(yǎng)普遍不足?！吨行W(xué)階段人工智能普及教育現(xiàn)狀調(diào)研報(bào)告》顯示，僅有35%的教師表示有過人工智能相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。這種技能缺口嚴(yán)重制約了AI技術(shù)在教學(xué)中的有效應(yīng)用。最后，AI技術(shù)在特定專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用深度不足。以本課程為例，雖然AI技術(shù)可以輔助設(shè)計(jì)和自動生成方案，但在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和專業(yè)判斷力方面仍顯不足。

4 教學(xué)方法設(shè)計(jì)

4.1 模擬真實(shí)崗位+案例教學(xué)法

通過模擬真實(shí)崗位，學(xué)生能夠在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識和技能；通過案例講解，學(xué)生能夠了解行業(yè)中的實(shí)際問題和解決方案，增強(qiáng)解決實(shí)際問題的能力［4］。模擬時，可以設(shè)計(jì)一些與室內(nèi)設(shè)計(jì)相關(guān)的虛擬項(xiàng)目，如家居設(shè)計(jì)、商業(yè)空間設(shè)計(jì)等，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中模擬實(shí)際操作。開展案例教學(xué)，選取一些典型的室內(nèi)設(shè)計(jì)案例，通過分析和討論，讓學(xué)生了解案例的設(shè)計(jì)思路、技術(shù)手段和實(shí)際效果，從而增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和實(shí)際應(yīng)用能力。

4.2 強(qiáng)調(diào)實(shí)用與精通相結(jié)合

在教授基礎(chǔ)知識的同時，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和專業(yè)技能。通過大量的實(shí)踐練習(xí)，學(xué)生能夠熟練掌握CAD軟件的應(yīng)用和相關(guān)設(shè)計(jì)技巧，具備解決實(shí)際問題的能力。注重精通，則通過深入學(xué)習(xí)和探索，使學(xué)生掌握更高級的設(shè)計(jì)技巧和方法，從而行業(yè)中脫穎而出。

4.3 注重實(shí)踐與學(xué)生主體性

通過項(xiàng)目實(shí)踐練習(xí)，學(xué)生能夠親身體驗(yàn)和感受相關(guān)知識和技能的應(yīng)用過程，加深對所學(xué)內(nèi)容的理解。同時，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的主體性和自主學(xué)習(xí)能力，鼓勵學(xué)生運(yùn)用AI助教進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和探索?？梢栽O(shè)計(jì)一些與課程相關(guān)的實(shí)踐項(xiàng)目或作業(yè)，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識和技能。還可以采用翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式，讓學(xué)生在課前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、線上交流和討論，提高學(xué)生的參與度和積極性。

5 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)制圖CAD為“理論+實(shí)踐”課程，周課時6節(jié)。有別于在校課程理論2節(jié)、實(shí)踐4節(jié)的課時安排，線上課時采取錄課3～4節(jié)、自主學(xué)習(xí)2～3節(jié)的安排。每周錄課總時長控制在90～120分鐘，并按知識點(diǎn)結(jié)構(gòu)分割為20～30分鐘1節(jié)，確保學(xué)生能集中精力反應(yīng)和消化知識點(diǎn)，剩余時間用于完成筆記、測驗(yàn)、練習(xí)作業(yè)以及拓展知識面等。

5.1 線上教學(xué)平臺

線上教學(xué)平臺是線上教學(xué)的重要支撐，選擇線上教學(xué)平臺，應(yīng)注重平臺的穩(wěn)定性和易用性，確保學(xué)生能夠順利進(jìn)行在線學(xué)習(xí)和交流。同時，還應(yīng)根據(jù)課程特點(diǎn)和需求，選擇合適的線上教學(xué)平臺發(fā)布課程教學(xué)視頻、PPT、案例等材料，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源；通過在線答疑、討論等方式，與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時交流和互動；通過作業(yè)、測驗(yàn)等方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行檢測和評估。

5.2 教學(xué)視頻

教學(xué)視頻是線上教學(xué)的重要資源之一。制作教學(xué)視頻，應(yīng)注重視頻的質(zhì)量和效果?？梢酝ㄟ^線上教學(xué)平臺發(fā)布視頻資源，供學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和預(yù)習(xí)；可以在課堂上播放視頻，輔助教學(xué)講解和演示；還可以在課后提供視頻回放，供學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固。

5.3 互動答疑

互動答疑是線上教學(xué)的重要組成部分。及時解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題和困惑，能夠有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。設(shè)計(jì)在線答疑和互動環(huán)節(jié)時，可以設(shè)立專門的答疑時間和渠道，如在線答疑室、AI助手等，鼓勵學(xué)生提出問題和疑惑，并及時給予解答和指導(dǎo)［5］。

5.4 測驗(yàn)作業(yè)

測驗(yàn)作業(yè)是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段。測驗(yàn)作業(yè)應(yīng)注重題目的針對性和實(shí)效性，確保能夠準(zhǔn)確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和能力水平。同時，還應(yīng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求，合理設(shè)計(jì)題目的形式和難度。管理方面，可以通過線上教學(xué)平臺發(fā)布測驗(yàn)作業(yè)，供學(xué)生進(jìn)行在線作答和提交；通過自動評分和人工批改相結(jié)合的方式，對學(xué)生的測驗(yàn)作業(yè)進(jìn)行及時評估和反饋；通過平臺統(tǒng)計(jì)和分析學(xué)生的測驗(yàn)成績，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為后續(xù)教學(xué)提供參考和依據(jù)。

5.5 學(xué)情分析和反饋

學(xué)情分析和反饋是線上教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在學(xué)情分析方面，通過統(tǒng)計(jì)和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，如登錄次數(shù)、學(xué)習(xí)時間、作業(yè)完成情況等，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和進(jìn)度。在反饋方面，可以根據(jù)學(xué)情分析結(jié)果，借助AI技術(shù)及時調(diào)整教學(xué)策略和方法，提升教學(xué)效果；通過表揚(yáng)、鼓勵等方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

5.6 融入思政元素

融入思政元素是提升學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑。通過案例分析、項(xiàng)目實(shí)踐等方式，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價值觀和職業(yè)道德觀。在案例分析中，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注設(shè)計(jì)的社會責(zé)任和環(huán)境影響；在項(xiàng)目實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和服務(wù)意識。邀請行業(yè)專家或企業(yè)代表開展線上講座或分享，讓學(xué)生了解行業(yè)的社會責(zé)任和職業(yè)道德要求；設(shè)計(jì)一些與思政相關(guān)的實(shí)踐項(xiàng)目或作業(yè)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)和感受思政元素的重要性［6］。

6 結(jié)語

在AI技術(shù)蓬勃發(fā)展的時代背景下，本研究綜合分析了職業(yè)院校建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)制圖CAD課程的特點(diǎn)以及線上教學(xué)實(shí)際需求，并從教學(xué)理念、應(yīng)用挑戰(zhàn)、教學(xué)方法、教學(xué)過程四個方面入手進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，提出有機(jī)融入AI智能生圖和人工智能輔助學(xué)情技術(shù)。通過模擬真實(shí)崗位+案例教學(xué)、強(qiáng)調(diào)實(shí)用與精通相結(jié)合、注重實(shí)踐與學(xué)生主體性等教學(xué)策略，并通過線上教學(xué)平臺、教學(xué)視頻、互動答疑、測驗(yàn)作業(yè)、學(xué)情分析和反饋以及融入思政元素等手段，實(shí)現(xiàn)線上課程模塊化、微課化，教學(xué)資源多樣化、數(shù)字化。

然而，本研究仍存在一些不足之處。首先，雖然提出了結(jié)合AI技術(shù)的線上教學(xué)設(shè)計(jì)策略，但由于技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施和教師AI素養(yǎng)的限制，這些策略在實(shí)際應(yīng)用中可能面臨一定挑戰(zhàn)。其次，本研究主要聚焦職業(yè)院校建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)制圖CAD課程，對于其他專業(yè)或課程的適用性尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。最后，本研究主要基于理論分析和教學(xué)實(shí)踐，缺乏大規(guī)模實(shí)證研究的數(shù)據(jù)支持，未來可通過量化研究進(jìn)一步優(yōu)化所提出的策略。隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展和教育信息化的深入推進(jìn)，線上教學(xué)模式將更加智能化、個性化和高效化，為培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新能力和實(shí)踐技能的高素質(zhì)人才提供有力保障。

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