人工智能在空间环境设计实践教学中的应用

方燕娜

绍兴文理学院

教育智能化与教育信息化是新时代构建学习型社会和终身学习体系的基本技术途径。我国在近几年十分关注教育领域中人工智能的应用。国务院于2017 年印发了《新一代人工智能发展规划》，指出“发展智能教育，利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革”。五部委也于2020年联合发布了《国家新一代人工智能标准体系建设指南》，更进一步阐明了人工智能在教育领域研究的主要方向与标准。

一、人工智能对空间环境设计的渗透

空间环境设计是通过特定的组织、围合手法、对空间的三大界面进行艺术化地处理，空间环境设计通常是指对人类的活动空间进行的设计。协调“人—建筑—环境”之间的关系，创造出和谐舒适、适宜人类生产活动的空间。在人工智能设计普及的今天，智能化设计与空间环境设计的有机结合不仅能够为设计师创造更加优越的设计条件从而增强设计的质量，而且也能够有效地提高空间环境设计课程中实践教学的效率。

（一）人工智能的发展

即使人工智能早已经成为一个家喻户晓的名词，但大多数人对于人工智能的定义还没有形成一个清晰的认知，1956年，麦卡赛首先提出人工智能这个概念，在随后的60 年的发展中，经过了无数次的起起落落，人工智能的发展大体可以分为以下四个阶段：

第一阶段：从二十世纪五十年代末到二十世纪七十年代初期，人工智能技术开始于1950 年，在这个阶段人们提出了人工智能的概念并且迅速地发展。一些学者最先提出人工智能的含义，随后也有很多的专家们对它进行了深刻地研究分析。但由于当时技术的局限性，人工智能的发展受到了一定的影响。

第二阶段：从二十世纪七十年代初期到二十世纪九十年代初期。在1970 年左右，人工智能技术已经得到了广泛的应用，并且受到了很多的好评，但这个时候的应用范围并不是很广泛。就是在这个阶段人工智能出现了专业系统。

第三阶段：二十世纪九十年代初期。在这个阶段中，人工智能与学科、技术进行碰撞交汇，得到了意想不到的发展。在此阶段，人工智能改善了专家系统，更多的人关注到了人工智能技术，更多的专家进入人工智能研究领域。

第四阶段：从2000 年至今为止。随着互联网和大数据的广泛应用，人工智能进入了一个新时代，也迎来了质的飞跃。人们将新技术和人工智能相交汇，使其变化发展更加迅速，发展空间更加多样化，同时也使人们的生活更加便捷。

（二）人工智能在空间环境设计中的应用

随着人工智能的迅速发展，设计领域也慢慢被智能化影响渗透。在设计行业，出现了空间模拟平台，运用虚拟现实技术对原有空间进行在线设计成图并快速形成三维效果，可以让业主更加直观地感受到设计后的空间布局效果。人工智能在设计过程中一方面可以帮助设计师更好地在细节上进行深化加强，例如对色彩、光线的调节和对材料收口的细节把控；另一方面利用虚拟现实技术，还可以实现模拟室外光线对于室内设计的影响，呈现出生动、真实的环境，给人最真实地感受。总体来说，人工智能技术的运用不仅有利于提高业主对设计师的信任，也有利于提高设计过程的流畅度，提高设计师的工作效率，从而加强设计师、业主和企业之间的交流。同时，人工智能与空间环境设计亦是相辅相成，共同进步的，人工智能在空间环境设计中的技术运用随着设计需求的提高也不断的进步。

二、人工智能在空间环境设计实践教学中的体现

（一）VR 课堂教学的普及

现如今，VR 课堂教学几乎成为高校不可缺少的一部分，VR 虚拟场馆是通过人工智能计算生成的一个数字化的体验环境，学生通过操控计算机、手机或者其他虚拟现实的设备让自己置身于数字化虚拟场景中，以人机互动的方式与专业知识进行交互学习。例如在空间环境设计的实施教学中，学习可以通过穿戴VR 设备进入虚拟工地，了解设计行业的产品种类和设计构造方式。学生也可以通过虚拟仿真展馆对各国优秀设计师的作品进行欣赏，从而激发设计灵感。这样一来，学生便能以便捷的方式更深刻地感受到空间环境设计的相关专业知识，增强对专业知识理解的透彻性。

相对于传统的课堂授课，VR 虚拟场馆的学习资源更为丰富，学习氛围更为轻松自在。这不仅改变了学生传统的学习方式，为课堂增加了趣味性，提高学生课堂的积极性。自主自导的非结构化学习方式也能提高学生的学习效率。VR虚拟场馆学习的真实场景性、真实体验性，在促进学生对专业知识的理解、发挥学生学习主动性等方面有积极影响。通过特定的人工智能设计和开发，设计特定的虚拟教学场景可以让实践教学超越时间、空间等外部因素，让学生体验到与实景相同的感受。VR 虚拟现实授课方式已然成为了高校空间环境设计实践教学中一种新的教学模式，也引起了越来越多的学者和教师的关注。

（二）智能化环境控制的教学空间的推广

在教育智能化的驱动下，智能化环境控制的教学空间也是空间环境设计教学的主要需求。高校教学空间活动场所之间的界限用可移动或可折叠的墙壁、隔断，可移动的智能设备等进行分隔，空间灵活多变。使得空间环境设计的实践教学空间设计功能布局更加智能化，情景氛围更加人性化。

智能化环境下的教学空间具有内部灵活性、多功能性、要素之间融合可变性等特点。其内部灵活性体现在不同功能区域之间以灵活隔断、可移动式家具等进行功能划分。其多功能性与要素之间融合可变性体现为根据学生的不同需求，可对教学实践空间进行转换调整，这不仅可以增加教学空间的灵活性，也能锻炼学生的设计思维，增加教学空间功能组织模式体系的活力。智能化空间单元开放性拓展，复合，能提升空间环境设计实践教学的效率，进而形成动态可变的混合教学空间。通过智能化设备与智能化空间控制的结合实现高校建筑教学环境的功能布局流动设计。

三、人工智能在空间环境设计实践教学中的发展

从过去的互联网时代到如今的人工智能时代，新兴技术的变革和发展都给各个行业带来未知的思维挑战与创新发展的机遇。人工智能在空间环境设计实践教学中的应用是一个新概念，它是数字化学习的高级形态.是数字信息化背景下学生对教育环境的需求，也是当前学习与教育方式革新的必要条件。人工智能实践教学的提出是为了让教育研究者更加重视新型学习环境的研发；让教育管理者充分认识到学习环境对教学质量的重要性；让教师转变教学思维，优化教学方案进行个性化教学；让学生能够享受主动学习、轻松实践、投入可感知教学场景。

人工智能教育代表了教育信息化的一个重要发展方向。教育人工智能的下一步发展，不只是限制于人工智能技术的更新发展，而是以教育大数据为主体，对教育模式的结果进行分析讨论，探究传统教育与人工智能更好的组合模式。在未来，人工智能在空间环境设计实践教学中的组合模式应当为构建自我学习的氛围、人机耦合的教学方式以及人性化的教育治理体系。人工智能实践教学的下一步发展也离不开师生的整体信息素养提升，避免出现师生信息素养断层现象。在人机耦合的发展模式引领下，现代化空间环境设计实践教学应是人性化与个性化相结合，学习自主化与授课全面化相结合的模式。在不断的探索中，人工智能在空间环境设计实践教学必然迎来新的曙光。

四、结语

人工智能更进一步发展，使得空间环境设计的教师和从业者对人工智能认识的进一步提高、相关的学术研究和教学实践的进一步深入，人工智能实践教学在教育领域会迎来一个新的增长期。在未来的空间环境设计实践教学中，人工智能会更加普及，不论是在智能化环境控制教学空间中的运用，还是在智慧虚拟教室的运用。人工智能的不断优化与创新在各领域都会给我们带来无穷的好处，但是教育不可盲目依赖人工智能，教育具有人性化的特点，人工智能虽精准便捷，但不可替代人。在不久的将来，空间环境设计实践课程的教学模式可能更加趋于自主化学习，自由化探索，但我相信人机耦合的模式将会持续下去。

总而言之，人工智能在空间环境设计实践教学中的根本力量，只有以学生为主体对象，并通过人工智能的教育培养更加智慧的设计型人才，充分发掘空间环境设计的内在潜质，才能在人工智能时代更好地发展。《未来简史》的作者尤瓦尔·赫拉利再三提醒人们：未来已来，未来超越想象！因此，让我们期待“人工智能赋能实践教学”下的智能教育成果能够超越想象，能有效地推进信息技术与教育教学的深度融合与机制创新，能够给我们带来惊喜的教育变革。