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

摘要：目的：文章結(jié)合職業(yè)院校建筑室內(nèi)設(shè)計制圖CAD課程的特點和需求，提出基于AI技術(shù)的線上教學(xué)設(shè)計策略，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、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)過程等方面入手進行教學(xué)設(shè)計，提出模擬真實崗位+案例教學(xué)、強調(diào)實用與精通相結(jié)合、注重實踐與學(xué)生主體性等策略。結(jié)果：教學(xué)設(shè)計應(yīng)注重模塊化、微課化，教學(xué)資源多樣化、數(shù)字化，有機融入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、強化互動、注重實踐。結(jié)論：結(jié)合AI技術(shù)與線上教學(xué)的優(yōu)勢和特點，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；CAD制圖；線上教學(xué)；教學(xué)設(shè)計；人工智能

中圖分類號：G712；TU204-4 文獻標識碼：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行動計劃》提出，到2022年要基本實現(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)報告顯示，78%的設(shè)計企業(yè)已部署AI輔助設(shè)計系統(tǒng)。因此，本文結(jié)合職業(yè)院校建筑室內(nèi)設(shè)計制圖CAD課程的教學(xué)實踐，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)過程等方面入手進行教學(xué)設(shè)計，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

建筑室內(nèi)設(shè)計制圖CAD課程是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(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，已成為建筑設(shè)計行業(yè)的標準工具。

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。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)模式的新標準，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

2.1 找準課程專業(yè)定位

課程教學(xué)設(shè)計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)計專業(yè)方向?qū)W生應(yīng)掌握談單、量房、CAD放樣、方案設(shè)計、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)最大的難點在于無人監(jiān)管，無論系統(tǒng)功能多么強大，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。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”，直指目標［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、二維施工圖、教學(xué)“干貨”。具體設(shè)計為：①CAD基本操作與環(huán)境設(shè)置；②CAD常用命令；③圖塊、圖層、標注設(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。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)計需求與CAD軟件功能有機結(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)進行教學(xué)創(chuàng)新。其次，教師的AI素養(yǎng)普遍不足。《中小學(xué)階段人工智能普及教育現(xiàn)狀調(diào)研報告》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。這種技能缺口嚴重制約了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

4.1 模擬真實崗位+案例教學(xué)法

通過模擬真實崗位，學(xué)生能夠在實踐中學(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)中的實際問題和解決方案，增強解決實際問題的能力［4］。模擬時，可以設(shè)計一些與室內(nèi)設(shè)計相關(guān)的虛擬項目，如家居設(shè)計、商業(yè)空間設(shè)計等，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中模擬實際操作。開展案例教學(xué)，選取一些典型的室內(nèi)設(shè)計案例，通過分析和討論，讓學(xué)生了解案例的設(shè)計思路、技術(shù)手段和實際效果，從而增強學(xué)生的設(shè)計能力和實際應(yīng)用能力。

4.2 強調(diào)實用與精通相結(jié)合

在教授基礎(chǔ)知識的同時，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力和專業(yè)技能。通過大量的實踐練習(xí)，學(xué)生能夠熟練掌握CAD軟件的應(yīng)用和相關(guān)設(shè)計技巧，具備解決實際問題的能力。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)計技巧和方法，從而行業(yè)中脫穎而出。

4.3 注重實踐與學(xué)生主體性

通過項目實踐練習(xí)，學(xué)生能夠親身體驗和感受相關(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)生運用AI助教進行自主學(xué)習(xí)和探索。可以設(shè)計一些與課程相關(guān)的實踐項目或作業(yè)，讓學(xué)生在實踐中學(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

建筑室內(nèi)設(shè)計制圖CAD為“理論+實踐”課程，周課時6節(jié)。有別于在校課程理論2節(jié)、實踐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，剩余時間用于完成筆記、測驗、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)生能夠順利進行在線學(xué)習(xí)和交流。同時，還應(yīng)根據(jù)課程特點和需求，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)生進行實時交流和互動；通過作業(yè)、測驗等方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行檢測和評估。

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。可以通過線上教學(xué)平臺發(fā)布視頻資源，供學(xué)生進行自主學(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 測驗作業(yè)

測驗作業(yè)是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段。測驗作業(yè)應(yīng)注重題目的針對性和實效性，確保能夠準確反映學(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)特點和需求，合理設(shè)計題目的形式和難度。管理方面，可以通過線上教學(xué)平臺發(fā)布測驗作業(yè)，供學(xué)生進行在線作答和提交；通過自動評分和人工批改相結(jié)合的方式，對學(xué)生的測驗作業(yè)進行及時評估和反饋；通過平臺統(tǒng)計和分析學(xué)生的測驗成績，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、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、項目實踐等方式，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)計的社會責(zé)任和環(huán)境影響；在項目實踐中，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神和服務(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)計一些與思政相關(guān)的實踐項目或作業(yè)，讓學(xué)生在實踐中體驗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)計制圖CAD課程的特點以及線上教學(xué)實際需求，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行教學(xué)設(shè)計，提出有機融入AI智能生圖和人工智能輔助學(xué)情技術(shù)。通過模擬真實崗位+案例教學(xué)、強調(diào)實用與精通相結(jié)合、注重實踐與學(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、測驗作業(yè)、學(xué)情分析和反饋以及融入思政元素等手段，實現(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)計制圖CAD課程，對于其他專業(yè)或課程的適用性尚需進一步驗證。最后，本研究主要基于理論分析和教學(xué)實踐，缺乏大規(guī)模實證研究的數(shù)據(jù)支持，未來可通過量化研究進一步優(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，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)新能力和實踐技能的高素質(zhì)人才提供有力保障。

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