人工智能背景下設(shè)計學(xué)的教學(xué)模式

近年來，人工智能不斷發(fā)展，已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，教育方面也不例外。人工智能為教學(xué)帶來了前所未有的可能性，給設(shè)計教育方式、教師教學(xué)模式和學(xué)生學(xué)習(xí)體驗等都帶來了革命性的變革。傳統(tǒng)的設(shè)計專業(yè)教學(xué)方法存在一些問題，比如缺乏學(xué)生個體個性化指導(dǎo)、學(xué)生缺乏主觀能動性，以及學(xué)習(xí)評估機(jī)制不系統(tǒng)等。通過利用人工智能技術(shù)來解決這些問題，研究人工智能技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計專業(yè)教學(xué)的創(chuàng)新模式。

人工智能推動了現(xiàn)代教育的發(fā)展。設(shè)計學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是通過學(xué)生理論知識，比如空間設(shè)計、設(shè)計史論、藝術(shù)概論等，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，將圖形符號與設(shè)計方法結(jié)合，形成從平面到空間設(shè)計的具體方案。人工智能作為輔助工具，利用拓展空間和增加設(shè)計資源作為數(shù)據(jù)背景，滿足學(xué)生在設(shè)計中不能實際操作的問題，幫助教師將技術(shù)與教育進(jìn)行融合，通過交叉學(xué)科提供更豐富的數(shù)據(jù)支撐，針對設(shè)計中出現(xiàn)的較復(fù)雜問題得到快速解決并優(yōu)化可利用的方案。提高學(xué)生主觀能動性。人工智能為培養(yǎng)綜合高素質(zhì)人才奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，構(gòu)成了設(shè)計學(xué)科、教育學(xué)科與技術(shù)的完美結(jié)合，使設(shè)計教學(xué)緊跟時代步伐。

人工智能概述

人工智能技術(shù)指的是通過模擬、分析、延展將理論、方法等技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)，應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，其中包含醫(yī)學(xué)、計算機(jī)專業(yè)、設(shè)計專業(yè)等。早在20世紀(jì)90年代初，意大利學(xué)者瑪麗亞·阿瑪塔·加里托（Maria Amata Garito）就介紹了人工智能應(yīng)用于教育領(lǐng)域的意義，以及智能教育系統(tǒng)對教學(xué)關(guān)系產(chǎn)生的變革。而在教育領(lǐng)域善用人工智能還將有助于彌補(bǔ)教育發(fā)展不均衡的問題，從而實現(xiàn)“確保包容和公平的優(yōu)質(zhì)教育，讓全民終身享有學(xué)習(xí)機(jī)會”這一可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。人工智能技術(shù)目標(biāo)是通過數(shù)據(jù)的計算，更精準(zhǔn)、更明確地解決用戶的問題，使得產(chǎn)品更智能化、系統(tǒng)更優(yōu)化。

設(shè)計學(xué)教學(xué)過程中，人工智能可以計算大數(shù)據(jù)分析用戶的需求，提供解決需求性的方法，從而形成設(shè)計靈感和設(shè)計建議，輔助學(xué)生拓展思路，并激發(fā)想象力。

教師在授課時，由于場景過大、細(xì)節(jié)化過多而無法到達(dá)現(xiàn)場的真實教學(xué)環(huán)境，人工智能通過平臺和技術(shù)工具，直觀感受設(shè)計細(xì)節(jié)和具體尺寸數(shù)據(jù)。

人工智能通過分析數(shù)據(jù)和預(yù)測，為設(shè)計工作室提供優(yōu)化方案，使學(xué)生能更好地了解就業(yè)市場和對職業(yè)發(fā)展有清晰方向。

人工智能應(yīng)用于設(shè)計學(xué)專業(yè)教學(xué)存在的問題

人工智能技術(shù)在設(shè)計專業(yè)的教學(xué)中有很大的潛力，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。人工智能可以根據(jù)提供的信息，合成相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)完成設(shè)計圖紙或者意向圖。但部分作品缺乏設(shè)計感和創(chuàng)造力。設(shè)計學(xué)大部分學(xué)科以空間設(shè)計為主，是設(shè)計從二維到三維的建構(gòu)。通過設(shè)計手法和理論知識，啟發(fā)學(xué)生的想象空間思維，人工智能技術(shù)在這創(chuàng)造力方面還有待提高。許多用戶過度依賴人工智能技術(shù)進(jìn)行設(shè)計會導(dǎo)致設(shè)計作品同質(zhì)化。人工智能算法會根據(jù)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計規(guī)律生成設(shè)計方案，這些方案可能缺乏個性和獨(dú)特性，使設(shè)計作品失去差異化。

人工智能技術(shù)還不算成熟，設(shè)計專業(yè)的教育需要導(dǎo)入許多相關(guān)聯(lián)模型，針對部分設(shè)計布局模塊還不夠全面，使教學(xué)過程中存在局限問題。設(shè)計問題通常涉及多個因素和變量，人類設(shè)計師需要考慮多種因素來做出決策，而人工智能技術(shù)在這方面的能力有限。同時，人工智能技術(shù)的發(fā)展也需要不斷地學(xué)習(xí)和更新，設(shè)計師需要不斷跟進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。因此，在將人工智能技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計教學(xué)時，需要結(jié)合人工智能和人類設(shè)計師的優(yōu)勢，找到一個平衡點(diǎn)，才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。

人工智能在設(shè)計學(xué)教學(xué)中記錄大量數(shù)據(jù)作為分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)軌跡和評估學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)作為依據(jù)。這些數(shù)據(jù)的生成部分來源于學(xué)生本身輸入，這就涉及學(xué)生隱私問題。保護(hù)隱私是解決人工智能體的關(guān)鍵之處，除此以外，加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)安全行為，保證學(xué)生數(shù)據(jù)不泄露和不被一些不法分子濫用。

設(shè)計學(xué)專業(yè)教學(xué)發(fā)展趨勢

設(shè)計學(xué)教學(xué)模式的發(fā)展會根據(jù)社會背景、時代變革而不斷演變和進(jìn)化。從傳統(tǒng)手工藝到機(jī)械化的工業(yè)時代。工藝美術(shù)時期重視手工業(yè)，匠人模仿得最多的就是動物和植物體。包豪斯時期，迎來了真正的設(shè)計教學(xué)時期。有專業(yè)的課程體系。平面構(gòu)成、色彩構(gòu)成、立體構(gòu)成這些基礎(chǔ)課程都來源于包豪斯時期。設(shè)計學(xué)教學(xué)方面注重理論和實踐相結(jié)合，在包豪斯校舍內(nèi)設(shè)置了藝術(shù)工坊等可以實踐的教室。設(shè)計教育開始系統(tǒng)化，設(shè)計傾向于功能性和實用性。隨后進(jìn)入現(xiàn)代教育時期，教育策略更強(qiáng)調(diào)個體性。從原來的模仿到現(xiàn)在更突出創(chuàng)意性和審美表達(dá)。

同時，在滿足基礎(chǔ)化教學(xué)的過程中，專業(yè)教學(xué)強(qiáng)化個體的獨(dú)特性，延續(xù)包豪斯時期的教學(xué)設(shè)計，將理論課與實踐課統(tǒng)一設(shè)置于學(xué)科培養(yǎng)方案中。結(jié)合市場動向做部分人才輸出，根據(jù)市場需求匹配現(xiàn)代化的教學(xué)理念和教學(xué)思維模式。實現(xiàn)課內(nèi)導(dǎo)師與課外導(dǎo)師相結(jié)合的教學(xué)團(tuán)隊，滿足了多領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的需求。

人工智能背景下設(shè)計學(xué)教學(xué)模式應(yīng)用策略

一、改革教學(xué)內(nèi)容

設(shè)計學(xué)原有課程分為基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、理論課程以及實踐課程。在課程方面，基礎(chǔ)課程和理論課程屬于設(shè)計學(xué)科的基石。通常使用傳統(tǒng)教學(xué)方法，但部分方法學(xué)生會覺得有些乏味，可以針對可行內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化處理，與虛擬設(shè)備相結(jié)合。其次，專業(yè)課程由兩個部分組成，專業(yè)理論課和軟件課。學(xué)生無法把實際可操作的軟件課與理論課進(jìn)行結(jié)合，導(dǎo)致理論課教授時，學(xué)生無法身臨其境感知空間的設(shè)計以及元素的細(xì)節(jié)化處理。通過人工智能提供部分資源庫，將設(shè)計內(nèi)容和成果進(jìn)行結(jié)合，以模塊化的設(shè)計同步課程。最后，實踐課中可以根據(jù)數(shù)據(jù)記錄時間過程，使學(xué)生充分理解課程關(guān)聯(lián)性。

二、建立相關(guān)聯(lián)學(xué)科平臺

創(chuàng)建學(xué)科合作的平臺，為不同領(lǐng)域的專家教師和學(xué)生提供交流和合作的可能性，此平臺可以包括在線論壇、學(xué)術(shù)會議、虛擬實驗室等，通過人工智能技術(shù)的支持，實現(xiàn)遠(yuǎn)程交流和合作。建立一個在線的跨學(xué)科合作論壇，供學(xué)生和不同領(lǐng)域?qū)＜医淌谶M(jìn)行交流和合作。平臺相關(guān)聯(lián)板塊有設(shè)計理論、經(jīng)典案例分析、人工智能技術(shù)應(yīng)用等，學(xué)生和專家教授可以在論壇上發(fā)布問題、分享經(jīng)驗。利用人工智能智能實驗室的技術(shù)，創(chuàng)建虛擬的學(xué)習(xí)和合作環(huán)境。也可以通過現(xiàn)有平臺進(jìn)行知識的檢索和擴(kuò)充，比如建立本專業(yè)相關(guān)公眾號，學(xué)生可以通過平臺自行發(fā)布作品，也可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)檢索，有助于設(shè)計教學(xué)實踐中資源共享。

三、人工智能技術(shù)工具和資源整合

教師可以為學(xué)生提供使用人工智能技術(shù)的工具和軟件， 例如圖像識別、語音識別、自然語言處理等工具，學(xué)生可以利用這些工具進(jìn)行設(shè)計分析、模擬和創(chuàng)新。整合開放的人工智能資源和數(shù)據(jù)集供學(xué)生使用。學(xué)生可以利用這些資源進(jìn)行實踐項目，收集和分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行人工智能模型的訓(xùn)練和優(yōu)化。設(shè)計專業(yè)課程中可以增設(shè)人工智能相關(guān)的內(nèi)容，例如人工智能設(shè)計原理、算法和應(yīng)用等。同時，設(shè)計實踐項目可以結(jié)合人工智能技術(shù)，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用人工智能技術(shù)。促進(jìn)設(shè)計專業(yè)學(xué)生與人工智能專業(yè)學(xué)生之間的跨學(xué)科合作，可以組織跨學(xué)科項目團(tuán)隊，讓設(shè)計專業(yè)學(xué)生與人工智能專業(yè)學(xué)生共同參與項目，共同探索和解決設(shè)計問題。

四、交叉學(xué)科合作培訓(xùn)

根據(jù)交叉學(xué)科合作案例和人工智能技術(shù)應(yīng)用，為學(xué)生提供相關(guān)的交叉學(xué)科合作培訓(xùn)，比如跨學(xué)科溝通、團(tuán)隊合作和解決復(fù)雜問題等方面的培訓(xùn)，培訓(xùn)可以結(jié)合人工智能技術(shù)的應(yīng)用，幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用交叉學(xué)科合作的策略和技巧，為學(xué)生提供人工智能專業(yè)指導(dǎo)，讓學(xué)生理解和應(yīng)用人工智能技術(shù)，同時能邀請人工智能領(lǐng)域的專家或從事相關(guān)研究的教師擔(dān)任指導(dǎo)角色，指導(dǎo)學(xué)生在人工智能實踐項目中的學(xué)習(xí)和實踐。通過整合人工智能技術(shù)工具和資源，設(shè)計專業(yè)實踐教學(xué)能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力，提升他們在設(shè)計領(lǐng)域的競爭力。學(xué)生也可以通過學(xué)習(xí)和應(yīng)用人工智能技術(shù)，更好地理解和應(yīng)對未來設(shè)計行業(yè)的發(fā)展趨勢。

同時，還可以組織各個學(xué)科相關(guān)聯(lián)的人工智能講座和研討會，邀請專業(yè)人士和研究者分享他們在人工智能領(lǐng)域的經(jīng)驗和成果，講座和研討會讓學(xué)生獲取更多的人工智能知識和實踐經(jīng)驗，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的興趣和創(chuàng)造力。教師團(tuán)隊需要擴(kuò)充多學(xué)科團(tuán)隊，比如虛擬現(xiàn)實相關(guān)聯(lián)的專家、空間設(shè)計師、計算機(jī)學(xué)科人員等，形成多元化的教學(xué)團(tuán)隊。滿足人工智能與設(shè)計相結(jié)合的復(fù)雜問題。節(jié)省處理時間，也滿足學(xué)生多維度學(xué)習(xí)本學(xué)科知識，增加知識儲備量。通過提供不同學(xué)科合作培訓(xùn)項目，設(shè)計專業(yè)相關(guān)聯(lián)學(xué)生可以更好地了解并且使用人工智能技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生交叉學(xué)科合作能力，為設(shè)計實踐打下基礎(chǔ)。同時，交叉學(xué)科合作既能促進(jìn)不同學(xué)科之間的交流，又能推動創(chuàng)新和社會發(fā)展。

人工智能教學(xué)未來展望

一、個性化板塊

人工智能是大數(shù)據(jù)背景下的方法合成，可以做到根據(jù)數(shù)據(jù)問題提出解決辦法的能力。但是，無法做到個性化的學(xué)習(xí)和個性化的推薦，傳統(tǒng)的教學(xué)方法在個性化板塊彌補(bǔ)了人工智能帶來的弊端，但不適用于人數(shù)體量特別大的板塊。人工智能技術(shù)完美解決這一問題。其次，根據(jù)設(shè)計學(xué)專業(yè)的特殊性，在設(shè)計學(xué)專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)中需要學(xué)生全面展示自己設(shè)計的創(chuàng)意性，甚至根據(jù)某些元素啟發(fā)而延伸主體設(shè)計元素等環(huán)節(jié)，人工智能需要個性化板塊的能力。

二、教學(xué)模塊優(yōu)化

人工智能技術(shù)猶如科技產(chǎn)品一樣，更新迭代速度比較快。為了順應(yīng)市場發(fā)展和匹配相應(yīng)人才的需求，模塊化的數(shù)據(jù)需要持續(xù)不斷更新，比如，匹配當(dāng)下流行的設(shè)計風(fēng)格，在空間陳列上加強(qiáng)元素的流行性，在軟裝和材料方面結(jié)合近兩年普遍的真實材料等，學(xué)生根據(jù)實際操作結(jié)合VR虛擬現(xiàn)實設(shè)備能更好體驗課程的樂趣，更深入了解課程原理，擴(kuò)充學(xué)習(xí)成果。

三、隱私與安全

隨著人工智能的普及程度，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生參與次數(shù)頻繁，在匹配個人信息以及動態(tài)時，有可能會泄露學(xué)生隱私信息等問題，保證隱私安全需要跟進(jìn)人工智能技術(shù)的發(fā)展，涉及相關(guān)聯(lián)的設(shè)置等處理方式。

人工智能在設(shè)計行業(yè)有無限潛力，它與設(shè)計教學(xué)相結(jié)合不僅能將理論與實踐匹配，也可以把傳統(tǒng)與現(xiàn)代的教學(xué)方式進(jìn)行融合。不但能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有助于輔助市場培養(yǎng)出創(chuàng)造性人才。但人工智能處在初級階段，部分針對設(shè)計學(xué)科的板塊不能做到最細(xì)化，但在優(yōu)化設(shè)計流程和因為空間、材料等因素限制無法滿足課程目標(biāo)時，給課程帶來了新的生機(jī)。人工智能技術(shù)有助于推動多學(xué)科之間的交叉發(fā)展，實現(xiàn)設(shè)計教育與科技教育共融的未來。

作者簡介：

李佩瑤，1989年生，女，河南平頂山人，碩士，講師。研究方向：環(huán)境設(shè)計專業(yè)。作者單位：長江大學(xué)文理學(xué)院。