生成式人工智能助力建筑装饰设计教学探索

［摘           要］  基于生成式人工智能的文字与图片内容生成、语言交互、多模态跨媒介等特点，在装饰设计综合实训课程中引导学生借助人工智能提升设计构思与表达能力，以室内空间设计为事件进行生活构建，利用人工智能工具创建生活场景。通过传授人工智能工具使用的技能及问题提出的方法，学生与教师的角色转变，旨在培养学生多维的构思能力、跨界表达能力，探索建筑装饰创新型人才培养的新路径。

［关    键   词］  生成式人工智能；建筑装饰；创新型人才培养

［中图分类号］  G712                    ［文献标志码］  A                  ［文章编号］  2096-0603（2024）26-0173-04

21世纪，人工智能和自适应学习技术的融合应用正在引发颠覆性变革。自2019年起，美国高等教育信息化协会（EDUCAUSE）连续4年发布的《地平线报告：教与学版》中，均将人工智能列为未来影响高等教育发展的趋势和核心技术。在党的二十大报告中，人工智能被认为是“推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”的重要战略支撑。

生成式人工智能是通过多种机器学习方法从海量数据中学习指定对象的特征，进而生成创造性的新内容（如文字、图片、视频）的人工智能。近年来，随着Transformer架构在自然语言处理（NLP）领域的重大突破，大规模训练成为可能。生成式人工智能迎来新时代，涌现出强大的学习能力，正以迅雷不及掩耳之势改变着越来越多行业的理念和逻辑，对现行设计创作模式也产生了冲击，科技与艺术深度融合，教育科技化已经成为影响教育现代化进程的关键环节和核心要素。在此背景下，本文尝试探析生成式人工智能在建筑装饰设计专业课程中的应用方式，促进教学的数字化转型，探索建筑装饰创新型人才培养的新路径。

一、传统教学分析

（一）传统教学存在的问题

装饰设计综合实训是在学习建筑装饰工程识图、装饰方案设计、手绘表现技法、装饰设计软件应用等课程后、顶岗实习前进行的能力训练。通过真实项目训练，激发学生对设计工作的热情，培养学生的创作能力和创作意识，提高学生表达设计思想的技能，达到助理室内设计师职业技能相关要求。

但是传统教学的实际效果是：大多数学生仅仅能选择最简单的家具模型，完成基础的室内设计，绘制简单的室内平立面图和效果图，不能表现出成熟的设计思想和设计成果，也不能满足装饰设计综合实训任务的要求。这主要是由于以下三个原因：一是传统设计对手绘和软件应用能力依赖较高，传统设计过程需要概念构思、草图绘制、计算机二维设计、三维建模、材质调试、镜头选择、效果渲染等一系列操作才能实现，学生大量时间和精力用于不同软件操作技能的练习和实践，创新思维和设计素养训练不足。二是学生心智特点，职业学校学生倾向于动手实践、人机互动，畏难情绪比较明显，对于枯燥重复和挑战性较高的工作，学生较难在七周的时间内持续保持积极性，影响设计成果完整表达。三是学生分层明显，学生不论是在软件应用能力还是设计思维和表达上明显分层，实训过程中的困难会使基础较弱的学生受挫，消极应对实训，达不到实训效果。

（二）生成式人工智能助力教学变革

为提升学生的学习效果，在七周实训教学最后两周引入生成式人工智能工具，探索人工智能工具在快速提升学生设计和表现能力方面的作用。形式生成作为设计师的核心能力之一，原本需要长期设计训练与经验积累，生成式人工智能通过有目标地训练海量设计作品照片、平面等数据，大幅压缩了设计制作与训练时间。同时，人工智能图像生成工具可以通过自然语言快速生成多方向的优质效果图，或者通过体量模型图片进行意向化或精细化快速渲染。学生可以利用人工智能工具快速生成大量概念草图，并不断筛选与迭代，获得最终的设计意象。利用人工智能辅助设计工具，传统的“设计理念→设计草图→三维建模→渲染图”的设计创作流程可以升级为“设计理念→设计效果图→模型生成”。学生手绘和软件应用能力不足、专注力不足以及相互之间形式生成能力的差异由人工智能弥补，差距会在较短的时间内明显缩小。

二、生成式人工智能在建筑装饰设计实训过程中的应用

生成式人工智能的快速发展会对建筑装饰设计产生怎样的影响，如何看待人工智能与设计师的关系，不仅是本课程师生面对的问题，也是行业关心的问题。本次实训课程中，学生运用文字转文字、文字转图像、图像转图像等最新的生成式人工智能工具，改变设计方式与工作流程，从资料收集、设计构思、设计制图、动画剪辑等不同步骤进行创作。通过将人工智能工具作为传统的手绘、手工模型、照片拍摄、3D模型跨界探索的重要媒介，学生将由本次课程学习动态设计与创作流程，进行设计实践。

（一）课程任务

1.设计任务：三室两厅两卫。学生设想自己15年后三世同堂的生活场景，依据家人和自我精神与物质需求，完成空间设计与制图。

2.设计内容要求：紧贴老人、上班族和小孩的不同需求；交通线路组织清晰流畅；用色、用料、用光合理、巧妙；人性化设计和个性化设计相结合；重点突出设计思考与推敲过程。

3.设计表达要求：完成户型平面图设计；完成主要空间效果图制作；最终以PPT或视频的形式完成设计表达与分享；重点突出表达效果及表达方式的多样性。

（二）课前准备

1.知识与技能储备

为了使人工智能工具能更加精准地发挥辅助学生设计与表达的作用，学生需具备必要的美学知识、艺术素养以及家居空间设计的基本知识，能简单运用平面绘图软件，如CAD和建模软件Sketch Up、3DMAX和Revit等。这些知识和技能储备保证学生在应用人工智能工具的合作中处于主导地位，能在人工智能工具的辅助下迸发更多的灵感，创造满足不同人群需求的宜居空间。

2.生成式人工智能工具的选择

选择生成式人工智能工具时，应综合考虑应用场景、功能需求、易用性与集成性以及成本与许可等因素。同时，随着技术的不断发展，新的生成式人工智能工具不断涌现，鼓励学生持续关注行业动态，以获取最新的工具和解决方案。对于教学实践而言，根据学生特点，尽量推荐学生选择国内通用、可以免费试用的生成式人工智能工具。

3.生成式人工智能工具的学习

梳理国内外常用的文字和图片生成的人工智能工具类型，人工智能工具整合室内设计的工作方法，为了让学生对人工智能工具有基本认识并掌握简单实践应用，可以在线上平台（如学习通）推送以下三方面学习内容：（1）基础知识介绍：人工智能工具的定义、分类、基本原理等。（2）工具操作演示：选取几款典型的人工智能工具，进行功能演示和操作步骤讲解。（3）案例分析：通过实际案例展示人工智能工具在室内设计中的应用方法和效果。装饰设计综合实训课程不涉及机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等复杂理论，只是较为简单的文生图、图生图及设计优化方面的实践应用。

（三）课程阶段

装饰设计综合实训课程采用项目教学法，教师将“家居空间室内装饰设计”的任务书分发给学生，学生单独或分组借助人工智能工具，分析任务书的要求，收集设计工作所需信息、设计家居空间装饰方案、完成设计及最终评价，整个项目由学生负责，学生通过对该项目的实践，了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。教学过程以学生实践为主，教师起到观察、引导作用。学生按照工作流程完成设计工作，该流程包括“设计准备—设计创作—设计展示”三个阶段，人工智能工具的使用贯穿始终。

1.设计准备

学生根据设计任务书的要求，假设生活场景，代入家人生活习惯，感受业主需求；通过与大型语言模型工具对话，输入设计任务需求，不断细化问题，比如增加关于设计构思、设计标准或设计注意事项等关键词，查找设计资料、设计标准和数据要求，了解室内设计工作流程和注意要点，做好资料收集和整理工作；通过“文生图”人工智能工具结合自身需求，体验设计多样性，寻求多重可能性，为设计工作的开展做铺垫。

2.设计创作

设计创作过程可以分为“设构想”“出草图”和“完设计”三个步骤。

首先，“设构想”，学生在充分理解业主需求的基础上，利用关于设计风格、主题及主要家具类型等的提示词及手绘草图或SketchUp模型草图，利用人工智能图片生成工具快速制作场景及故事板，将设计想法可视化，结合对平面和立体空间总体思考，提出10～20个设计构思，满足基本功能需求的同时考虑风格或者主题方向的个性。

其次，“出草图”，学生综合考虑功能分区、流线分析以及风格和主题喜好，选定2～3个方向，不断调整手绘草图或SketchUp模型，配合有关风格、色彩及家具类型的关键词与人工智能工具互动，生成符合预期的较为细致的设计草图。

最后，“完设计”，学生利用生成的设计意向图、有一定细节的手绘草图或SketchUp模型与生成式人工智能工具多次交流，不断完善设计细节，选定设计风格、家具类型、完善设计细节及配饰搭配，最终完成方案设计与效果图制作。

在这个阶段，学生学习并实践不同人工智能图像生成工具的使用方法、特点、提示词及其与草图、模型等传统工具结合的方法。

3.设计展示

通过训练风格化模型以及文字生成图片、图片生成动画、图片与动画风格化等不同方法，一定程度代替传统的建模、材质调试、效果渲染过程，生成完整的效果图和设计展示成果，最终以PPT文本或者视频的方式展示设计成果。学有余力的学生可以尝试用虚拟现实的方式更形象地展示工作内容。

以上图片以现代风格客厅空间为例，展示了学生利用生成式人工智能工具与Sketch Up草图相结合，以“图生图”的方式不断完善设计过程。在“三阶五步”教学过程中始终贯穿学生与人工智能工具的协同，助力学生实现螺旋式提升，最终从空白的户型图发展到完整的设计方案。

（四）课后拓展

学生在完成指定户型家居空间室内装饰设计之后，可以对感兴趣的户型，比如现在居住户型，进行装饰改造设计，或者对自己理想中的居住空间进行室内装饰设计；也可以对感兴趣的办公空间或休闲娱乐空间进行趣味性设计尝试，拓展设计思路、精进设计方法、熟悉与人工智能工具协同工作的流程，不断完善设计细节，促成设计成果多样化的表达。

（五）引入人工智能工具教学的实践体会

引入人工智能辅助设计工具，降低了操作难度，提升了课程趣味性，学生的学习和实践投入度明显上升，更多学生投入了更多时间完善自己的设计方案，全程投入学习的学生人数由原来的1/2上升到约3/4；学生作业的完成度有明显提升，基本可以完成设计分析图、室内平面图、立面图和设计效果图的制作，并以PPT或者小视频的方案展示，甚至有学生可以利用人工智能工具虚拟现实（VR），提高方案展示能力；设计工作成果的成熟度，不论是功能性还是艺术性方面都跟引入人工智能辅助设计工具之前有明显的提升。学生在人工智能工具的帮助下，基本具备了成为一名助理设计师的技能。

三、成效与反思

（一）生成式人工智能的成效