人工智能在空間環境設計實踐教學中的應用

方燕娜

紹興文理學院

教育智能化與教育信息化是新時代構建學習型社會和終身學習體系的基本技術途徑。我國在近幾年十分關注教育領域中人工智能的應用。國務院于2017 年印發了《新一代人工智能發展規劃》，指出“發展智能教育，利用智能技術加快推動人才培養模式、教學方法改革”。五部委也于2020年聯合發布了《國家新一代人工智能標準體系建設指南》，更進一步闡明了人工智能在教育領域研究的主要方向與標準。

一、人工智能對空間環境設計的滲透

空間環境設計是通過特定的組織、圍合手法、對空間的三大界面進行藝術化地處理，空間環境設計通常是指對人類的活動空間進行的設計。協調“人—建筑—環境”之間的關系，創造出和諧舒適、適宜人類生產活動的空間。在人工智能設計普及的今天，智能化設計與空間環境設計的有機結合不僅能夠為設計師創造更加優越的設計條件從而增強設計的質量，而且也能夠有效地提高空間環境設計課程中實踐教學的效率。

（一）人工智能的發展

即使人工智能早已經成為一個家喻戶曉的名詞，但大多數人對于人工智能的定義還沒有形成一個清晰的認知，1956年，麥卡賽首先提出人工智能這個概念，在隨后的60 年的發展中，經過了無數次的起起落落，人工智能的發展大體可以分為以下四個階段：

第一階段：從二十世紀五十年代末到二十世紀七十年代初期，人工智能技術開始于1950 年，在這個階段人們提出了人工智能的概念并且迅速地發展。一些學者最先提出人工智能的含義，隨后也有很多的專家們對它進行了深刻地研究分析。但由于當時技術的局限性，人工智能的發展受到了一定的影響。

第二階段：從二十世紀七十年代初期到二十世紀九十年代初期。在1970 年左右，人工智能技術已經得到了廣泛的應用，并且受到了很多的好評，但這個時候的應用范圍并不是很廣泛。就是在這個階段人工智能出現了專業系統。

第三階段：二十世紀九十年代初期。在這個階段中，人工智能與學科、技術進行碰撞交匯，得到了意想不到的發展。在此階段，人工智能改善了專家系統，更多的人關注到了人工智能技術，更多的專家進入人工智能研究領域。

第四階段：從2000 年至今為止。隨著互聯網和大數據的廣泛應用，人工智能進入了一個新時代，也迎來了質的飛躍。人們將新技術和人工智能相交匯，使其變化發展更加迅速，發展空間更加多樣化，同時也使人們的生活更加便捷。

（二）人工智能在空間環境設計中的應用

隨著人工智能的迅速發展，設計領域也慢慢被智能化影響滲透。在設計行業，出現了空間模擬平臺，運用虛擬現實技術對原有空間進行在線設計成圖并快速形成三維效果，可以讓業主更加直觀地感受到設計后的空間布局效果。人工智能在設計過程中一方面可以幫助設計師更好地在細節上進行深化加強，例如對色彩、光線的調節和對材料收口的細節把控；另一方面利用虛擬現實技術，還可以實現模擬室外光線對于室內設計的影響，呈現出生動、真實的環境，給人最真實地感受。總體來說，人工智能技術的運用不僅有利于提高業主對設計師的信任，也有利于提高設計過程的流暢度，提高設計師的工作效率，從而加強設計師、業主和企業之間的交流。同時，人工智能與空間環境設計亦是相輔相成，共同進步的，人工智能在空間環境設計中的技術運用隨著設計需求的提高也不斷的進步。

二、人工智能在空間環境設計實踐教學中的體現

（一）VR 課堂教學的普及

現如今，VR 課堂教學幾乎成為高校不可缺少的一部分，VR 虛擬場館是通過人工智能計算生成的一個數字化的體驗環境，學生通過操控計算機、手機或者其他虛擬現實的設備讓自己置身于數字化虛擬場景中，以人機互動的方式與專業知識進行交互學習。例如在空間環境設計的實施教學中，學習可以通過穿戴VR 設備進入虛擬工地，了解設計行業的產品種類和設計構造方式。學生也可以通過虛擬仿真展館對各國優秀設計師的作品進行欣賞，從而激發設計靈感。這樣一來，學生便能以便捷的方式更深刻地感受到空間環境設計的相關專業知識，增強對專業知識理解的透徹性。

相對于傳統的課堂授課，VR 虛擬場館的學習資源更為豐富，學習氛圍更為輕松自在。這不僅改變了學生傳統的學習方式，為課堂增加了趣味性，提高學生課堂的積極性。自主自導的非結構化學習方式也能提高學生的學習效率。VR虛擬場館學習的真實場景性、真實體驗性，在促進學生對專業知識的理解、發揮學生學習主動性等方面有積極影響。通過特定的人工智能設計和開發，設計特定的虛擬教學場景可以讓實踐教學超越時間、空間等外部因素，讓學生體驗到與實景相同的感受。VR 虛擬現實授課方式已然成為了高校空間環境設計實踐教學中一種新的教學模式，也引起了越來越多的學者和教師的關注。

（二）智能化環境控制的教學空間的推廣

在教育智能化的驅動下，智能化環境控制的教學空間也是空間環境設計教學的主要需求。高校教學空間活動場所之間的界限用可移動或可折疊的墻壁、隔斷，可移動的智能設備等進行分隔，空間靈活多變。使得空間環境設計的實踐教學空間設計功能布局更加智能化，情景氛圍更加人性化。

智能化環境下的教學空間具有內部靈活性、多功能性、要素之間融合可變性等特點。其內部靈活性體現在不同功能區域之間以靈活隔斷、可移動式家具等進行功能劃分。其多功能性與要素之間融合可變性體現為根據學生的不同需求，可對教學實踐空間進行轉換調整，這不僅可以增加教學空間的靈活性，也能鍛煉學生的設計思維，增加教學空間功能組織模式體系的活力。智能化空間單元開放性拓展，復合，能提升空間環境設計實踐教學的效率，進而形成動態可變的混合教學空間。通過智能化設備與智能化空間控制的結合實現高校建筑教學環境的功能布局流動設計。

三、人工智能在空間環境設計實踐教學中的發展

從過去的互聯網時代到如今的人工智能時代，新興技術的變革和發展都給各個行業帶來未知的思維挑戰與創新發展的機遇。人工智能在空間環境設計實踐教學中的應用是一個新概念，它是數字化學習的高級形態.是數字信息化背景下學生對教育環境的需求，也是當前學習與教育方式革新的必要條件。人工智能實踐教學的提出是為了讓教育研究者更加重視新型學習環境的研發；讓教育管理者充分認識到學習環境對教學質量的重要性；讓教師轉變教學思維，優化教學方案進行個性化教學；讓學生能夠享受主動學習、輕松實踐、投入可感知教學場景。

人工智能教育代表了教育信息化的一個重要發展方向。教育人工智能的下一步發展，不只是限制于人工智能技術的更新發展，而是以教育大數據為主體，對教育模式的結果進行分析討論，探究傳統教育與人工智能更好的組合模式。在未來，人工智能在空間環境設計實踐教學中的組合模式應當為構建自我學習的氛圍、人機耦合的教學方式以及人性化的教育治理體系。人工智能實踐教學的下一步發展也離不開師生的整體信息素養提升，避免出現師生信息素養斷層現象。在人機耦合的發展模式引領下，現代化空間環境設計實踐教學應是人性化與個性化相結合，學習自主化與授課全面化相結合的模式。在不斷的探索中，人工智能在空間環境設計實踐教學必然迎來新的曙光。

四、結語

人工智能更進一步發展，使得空間環境設計的教師和從業者對人工智能認識的進一步提高、相關的學術研究和教學實踐的進一步深入，人工智能實踐教學在教育領域會迎來一個新的增長期。在未來的空間環境設計實踐教學中，人工智能會更加普及，不論是在智能化環境控制教學空間中的運用，還是在智慧虛擬教室的運用。人工智能的不斷優化與創新在各領域都會給我們帶來無窮的好處，但是教育不可盲目依賴人工智能，教育具有人性化的特點，人工智能雖精準便捷，但不可替代人。在不久的將來，空間環境設計實踐課程的教學模式可能更加趨于自主化學習，自由化探索，但我相信人機耦合的模式將會持續下去。

總而言之，人工智能在空間環境設計實踐教學中的根本力量，只有以學生為主體對象，并通過人工智能的教育培養更加智慧的設計型人才，充分發掘空間環境設計的內在潛質，才能在人工智能時代更好地發展。《未來簡史》的作者尤瓦爾·赫拉利再三提醒人們：未來已來，未來超越想象！因此，讓我們期待“人工智能賦能實踐教學”下的智能教育成果能夠超越想象，能有效地推進信息技術與教育教學的深度融合與機制創新，能夠給我們帶來驚喜的教育變革。