摘要：

本案例旨在探讨如何通过人工智能（AI）技术在设计制图教育中弥补学生艺术能力的差距。案例通过对美术零基础的建筑学专业一年级学生进行的十次不同的作业实践，深入分析了AI在提高学生设计制图技能和艺术表达能力方面的有效性。通过结合创新思维和个性化学习路径，本案例展示了AI技术如何帮助学生快速生成设计概念，提升制图技巧，并增强他们的空间想象力。此外，案例还探讨了AI在促进教育公平、提高教学效率及推动设计和艺术行业创新方面的积极作用。研究结果表明，利用AI工具在设计制图课程中可以显著提升学生的学习体验和创作能力，同时指出了当前AI应用在教育领域中存在的一些挑战和局限性。

研究背景：

在当前多元化的教育环境中，学生在艺术基础能力上的差异给设计制图等基础课程的教学带来了挑战。这种差异性不仅体现在学生的艺术积淀和艺术技法上，还深受其地域和文化背景的影响，从而影响到学生学习设计的信心和热情。

面对这样的差异性，教师的角色变得尤为关键。如果教师未能有效应对这些差异，不适应的学生可能会失去对专业的兴趣，甚至考虑转专业，这对学生的职业发展和心理健康都可能产生负面影响。因此，弥补学生在艺术方面的差距，不仅能够提升设计制图等基础课程的教学效果，而且对学生的整体学习体验具有重要意义。

同时，数字化工具和在线平台的广泛使用也反映出学生在技术适应能力和学习习惯上的差异。这要求教师采取灵活和包容的教学策略，调整教学方法和评估标准，以适应学生多样化的需求。

研究内容：

案例在设计制图的教学中引入了AI技术，并从AI在设计制图教学中的分阶段应用、优化以AI为辅助的教学方法、AI在审美训练和阅读方面的帮助以及学生在AI应用上的表现四个方面，对AI在提高学生设计制图技能和艺术表达能力方面的有效性进行了深入分析。

AI在设计制图教学中的分阶段应用

（1）AI工具的逐步引入：初始阶段，建议使用AI作为辅助工具，逐渐过渡到推荐使用，最终实现在设计制图中的全面应用。这一过程旨在帮助学生逐渐适应AI工具，了解其在设计中的作用。

（2）AI影响的定期评价：定期评价AI生成的参考图对学生设计作品和制图技能的影响，让学生深入理解AI在设计制图中的实际应用和效果。

（3）AI实例的介绍与实践：课程中将介绍相关的AI实例，并提供针对性的教学和实践材料，使学生能够有的放矢地学习和应用AI技术。

（4）AI使用结果的点评与交流：课堂上将对AI的使用结果进行点评，促进学生之间的交流和相互学习。

这些实际教学中的应用，不仅能够使学生们掌握AI技术在设计制图课程中的应用，还能有效提升他们的设计思维和创造力。图1和图2为使用AI前后两届学生作业的差异。

图 1 《纪念碑谷》未使用AI作业成果

图 2《纪念碑谷》使用AI作业成果

这种以AI为辅助的教学方法，旨在提高学生的专业技能，同时激发他们对设计领域的兴趣和热情，为他们未来的设计学习奠定坚实的基础。

优化以AI为辅助的教学方法

在具体教学中，采用了以下方法优化AI教学，使学生在设计领域的专业技能和创新思维得到更全面的发展：

（1）增设AI课后集中辅导：提供针对性的指导和点评，并着重指导学生如何将AI技术与课程作业相结合。

（2）加强AI在课堂上的演示：以降低学生对AI不熟悉所可能带来的障碍。

（3）调整学生作业中AI成绩的比重：从最初的10%提高到15%，以加强AI技术在设计制图教学中的应用，提升学生的技术熟练度和创作质量。图3，图4为学生使用AI后完成的作业，作业的效果提升明显。

图 3作业1《Unfolding》作业成果

图 4作业2《乐高剖面》作业成果

AI在审美训练和阅读方面的帮助

在AI生成设计的过程中，学生在审美训练和阅读方面获得了显著的帮助。

（1）丰富视觉经验：AI提供的大量设计样本和视觉素材丰富了学生的视觉经验，增强了他们对不同艺术风格和设计流派的理解。

（2）提升审美判断力和设计能力：通过分析和比较AI生成的设计作品，学生能够学习如何评价和吸收优秀的设计元素，从而提升自己的审美判断力和设计能力。

（3）直观的学习方式：通过实际作品进行的直观学习，比传统的理论教学更能激发学生的学习兴趣，加深对美学原理的理解和应用。

学生在AI应用上的表现

课程初期，艺术基础较好的学生在AI生成内容和手工作业分数上的差异较小，表明他们能较快地掌握并应用AI技术。相比之下，基础较弱的学生在两部分的分数差异较大。但随着课程的深入，基础较弱的学生在AI生成内容的多样性和创造性方面表现出明显的提升，减少了与基础较好学生之间的差距，图5 为作业成绩与AI成绩的分差变化。

图 5作业成绩与AI成绩的分差变化

这一趋势表明，AI工具的有效整合不仅可以提升学生整体的设计制图能力，对基础较弱的学生，更是一种重要的教育支持和促进工具。

研究价值：

案例在学术价值和推广价值两方面都具有重要意义。通过AI技术的引入和应用，能够为学生提供更高质量的教育，促进创新能力的发展，建立学生自信，并推动设计和艺术行业的创新发展。同时，这种创新的教育教学方法具有广泛的推广潜力，能够在实现教育公平，提高教育资源使用效率以及优化资源配置等方面发挥重要作用。

学术价值

（1）提升创新能力：AI工具使学生能够深入探索多样化的设计理念和创新思维。不仅增强了学生的设计能力，还有助于在社会层面促进创新思想的发展，从而推动设计和艺术行业向前迈进。

（2）建立学生自信：案例中的AI应用通过提供个性化反馈，帮助学生建立在设计领域的信心，对于学生的学习动力和未来职业发展至关重要。

（3）促进设计和艺术行业的创新发展：案例通过融入AI技术，为设计制图领域提供了新的视角和工具，从而激发了学生和教师对于创新的追求。

推广价值

本案例虽然聚焦于特定的专业基础课程，但其涉及的教育教学方法具有广泛的推广潜力。

（1）促进教育公平：AI技术的应用使不同背景的学生都能获得高质量的教育，确保了教育资源的公平分配。AI在提供个性化学习体验的同时，确保了所有学生都能根据自己的节奏和需求学习。

（2）提高教育资源使用效率：AI技术通过优化教学方法，降低教育成本，能够更有效地分配资源，为学生提供了更多元和高效的学习方式。

（3）优化教育资源分配：AI在教育中的应用进一步优化了资源的分配和管理，能够根据学生的进展和反馈调整教学资源，从而提高了整体的教育质量。

总结：

人工智能为传统艺术创作带来了革命性挑战，采用创新方法提升学生的成就感，并引导他们探索性地正确使用AI，已经成为教育创新中的重要组成部分。本文案例聚焦于设计制图课程，创新性的将AI技术融入教学实践，并针对AI辅助教学进行了方法优化。案例中，学生在AI工具使用上的表现，验证了AI技术在设计制图教学中的应用不仅是技术进步的体现，更是教育创新和教学理念更新的象征，预示着未来教育发展的新方向。这种AI辅助设计的教学方法不仅具有深远的学术价值，而且在推广方面潜力巨大，特别是在推动教育公平、提升教学效率和优化资源配置方面有很高的借鉴价值。