AIGC多維賦能下的《設計程序與方法》課程教學創新

關鍵詞：生成式人工智能（AIGC）；設計程序與方法；教學創新；個性化學習；產品設計

引言

《設計程序與方法》是產品設計專業大二階段的核心課程之一，旨在培養學生的設計思維和實踐方法，使其能夠在產品設計領域展現卓越的能力。這門課程通過教授設計工作的基本流程、科學的設計思維方法和評價標準，以及強調“以人為本”的價值觀，致力于在“人—社會—自然”和諧體系中創造出新的生活方式。在這一課程中，學生將深入學習一般工業產品的設計思維和實踐方法，培養其團隊協作能力和設計與開發的綜合素養[1]。重要的是，該課程以產品設計為切入點，旨在培養學生的創造力和解決問題的能力，使他們能夠更全面理解產品設計領域中的社會和倫理問題[2]。與此同時，為進一步激發學生的創新思維，課程引入AIGC 技術，旨在將人工智能應用于產品創新實踐中。通過這一技術，學生將有機會深入探索人工智能在設計過程中的應用，從而更好地理解和運用創新思維[3]。這不僅有助于提高學生的設計效率，還能夠為他們提供更廣闊的視野，使他們在產品設計領域更具競爭力。

一、課程教學問題關注

（一）如何“完美”教好每一個重難點

即使是經驗豐富的教師，每學期在課程開始前，仍常常面臨一個疑問：能否將每個教學重點和難點講解清楚、有效傳授給學生？以《設計程序與方法》課程為例，其核心內容包括兩個模塊：設計流程與創新設計方法[4]。每個模塊下包含若干章節，而每個章節中又蘊含多個重難點。因此，如何針對這些重難點采用合理的教學策略，引導學生以適當的學習方法，確保他們能夠真正掌握這些知識要點，始終是教學設計中的一個挑戰。

（二）如何提供實用性更強的創新設計方法

《設計程序與方法》課程的重點在于教授學生運用創新設計方法進行產品設計。然而，學生在實際設計過程中，往往感到缺乏實用的創新方法[5]。比如在問題識別階段，學生常難以從生活中發掘合適的設計問題；在問題研究階段，知識儲備不足的大二學生往往感到力不從心，無法提出合理的解決方案。在進入概念設計階段時，由于缺乏設計經驗，學生的設計方案常常缺乏獨特性和創新性；最后，在設計細化階段，設計效果往往不盡如人意，缺乏美感和實際可操作性[6]。創新設計方法在實際操作中的實用性不足，導致課程與實際設計實踐脫節，這成了一個亟待解決的教學難題（見圖1）。

（三）如何改變“等老師”的被動學習狀態

課堂上，學生常處于一種被動的學習狀態，遇到難以理解的知識點時，他們往往選擇等待教師講解，而在實驗或實踐環節中，遇到不會操作的部分也傾向于等待教師指導[7]。缺乏主動探索和求知的學習態度，嚴重影響了學生的學習效果[8]。因此，如何激發學生的學習主動性，促使他們積極參與學習過程，成為教學中的另一重要難題。

二、教學理念與目標升級

（一）教學理念：設計教育×AIGC = 無限可能

2023 年是AIGC（生成式人工智能內容）技術的元年，AIGC 技術的應用將在教育與設計領域帶來3 種新的范式[9]。首先，教育領域將迎來新的教學與學習模式；其次，設計領域將產生新的設計范式。AIGC 背后真正的驅動力是其為每個人提供了AI 助手，包括AI 教學助手、AI 學習助手和AI 設計助手[10]。作為面向AI 時代的教育工作者，有責任將這些AI 助手合理地融入教學與學習過程，借助AI 的力量，創造專業課程教學的無限可能性[11]。

（二）教學目標：將AIGC 應用能力融入課程目標

通過引入AIGC 技術，本課程旨在構建產品設計能力的“金三角”，其中核心是AIGC 應用能力。在此基礎上，課程著力培養學生成為具備以下3 項核心職業能力的產品設計師：

1. 創新思維與問題解決能力：引導學生在設計過程中利用創新思維，提出創意性解決方案，尤其在面對復雜設計問題時，能夠有效應用AIGC技術進行輔助。

2. 設計流程規劃與管理能力：培養學生對設計流程的整體規劃和管理能力，確保項目各環節有序推進，能夠運用AIGC 進行設計流程優化。

3. 市場洞察與問題聚焦能力：通過結合市場調研與用戶需求分析，幫助學生精準識別設計問題，并在AIGC 的幫助下找到最佳設計方案。

三、多個維度的教學創新

在《設計程序與方法》課程中，AIGC 技術的應用覆蓋多個教學維度，不僅能夠優化傳統教學模式，還從教學設計、內容開發、評價體系和課程思政等方面帶來全面的革新，極大提升了教學效果與學生的學習體驗。

（一）AIGC× 教學設計：精準化與個性化的教學方案

傳統教學設計常因難以兼顧個體差異而導致教學內容對部分學生的吸引力和適用性不足。AIGC 技術通過自然語言處理和生成算法能夠為課程提供精細化和個性化的解決方案[12]。具體措施包括：

1. 針對課程重難點，利用AIGC 技術設計模塊化的教學路徑。以“創新設計方法”為例，通過ChatGPT 分析學生學習反饋，動態調整教學內容，確保重點突出、難點分解。

2. 借助AI 交互功能創建問題驅動型課堂，通過模擬真實設計情境（如特殊用戶產品設計的需求分析），引導學生從問題識別到方案生成的全流程學習。

3. 提供基于個體需求的自主學習資源。AIGC 系統可根據學生的學習進度和興趣，推薦相關案例與學習素材，形成“因材施教”的教學支持。

這些創新舉措突破了傳統“一刀切”的教學模式，實現了從“教師主導”到“師生共創”的轉變（見圖2）。

（二）AIGC× 教學內容：全流程嵌入的智能輔助

課程內容是教學創新的核心[13]。AIGC 技術作為設計流程的智能輔助工具，將貫穿產品設計的全生命周期，幫助學生高效完成從概念生成到成果優化的過程：

1. 問題識別階段：通過文生文工具（如ChatGPT），學生能夠快速分析復雜的社會和市場需求，形成結構化的痛點清單。

2. 研究與方案設計階段：借助AI 生成技術，學生可以嘗試不同的解決路徑，并通過模型評估工具優化設計方案。例如，在特殊用戶產品設計中，AI 可對方案可行性和創新性進行即時分析。

3. 成果呈現階段：利用文生圖工具（如DALL-E 3），學生能夠快速生成高質量的視覺效果圖，大幅提升成果展示的感染力和精度。

這些應用不僅能夠提升學生的設計效率，還讓學生體會到智能工具在復雜問題解決中的潛力（見圖3）。

（三）AIGC× 教學評價：構建動態化與多元化的評價體系

傳統教學評價多以靜態分數為依據，難以反映學生在學習過程中的能力發展[14]。AIGC 技術的引入可以為動態化、過程化評價提供技術支持：

1. 結合AI 分析工具，實時跟蹤學生在每個學習階段的表現，記錄其在問題分析、方案生成和成果優化中的進步軌跡。

2. 建立以能力為導向的評價指標體系，將學生的創新思維、團隊協作、設計流程管理等核心能力納入評價范圍。

3. 應用AI 生成的反饋報告，幫助學生深入理解自身的優勢與不足，形成“反饋－改進－提升”的良性循環。

這種評價模式能夠激勵學生主動參與學習，并為其職業能力的長遠發展提供精準指導（見圖4）。

（四）AIGC× 課程思政：講好中國產品創新故事

課程思政是設計教育的重要組成部分[15]。AIGC 技術通過信息整合與智能生成，能夠增強課程思政的深度和廣度：

1. 發掘中國產品創新的經典案例（如“復興號”高鐵、“天宮”空間站等），利用AI 工具將案例內容與設計流程有機結合，激發學生的民族自豪感和創新動力。

2. 借助AI 語義分析功能，將學生設計成果與社會價值、文化意義相結合，深化學生對設計職業倫理和社會責任的認識。

通過這些創新舉措，課程教學不僅幫助學生掌握專業技能，還能夠在潛移默化中培養他們的文化自信和社會責任感（見圖5）。

四、課程教學實施案例——特殊用戶產品創新

本案例從學科競賽中提煉設計選題，將學生置于可持續設計思考的前沿，著重關注解決特殊用戶群體的需求，如殘障人士和老年人等。通過引導學生深入思考問題意識，了解社會背景如何塑造產品設計的方向，并借助AIGC 技術來創新解決實際問題。通過應用AIGC 技術，學生更高效地分析用戶痛點、制定創新方向。

（一）識別問題——聾啞人生活中的交流障礙

在識別問題階段，學生利用ChatGPT 技術進行了深入的痛點梳理，并形成了痛點圖，通過ChatGPT 幫助學生進行了痛點的排序。

ChatGPT 的應用：

1. 痛點梳理：學生通過ChatGPT 的自然語言處理能力，與AI 助手進行多輪對話，詳細了解聾啞人士在日常生活中可能遇到的各種問題。ChatGPT 幫助學生深入挖掘交流障礙的方方面面，從語言交流到日常生活中的實際問題，形成了全面而細致的痛點圖。

2. 痛點排序：ChatGPT 還在整理痛點圖的過程中幫助學生進行排序。

通過討論和反饋，學生與ChatGPT 共同分析了每個痛點的影響程度和緊迫性。ChatGPT 的智能排序功能幫助學生在復雜的問題體系中更好地厘清痛點的優先級，使得學生能夠有針對性地解決最緊迫和最影響聾啞人士生活的問題（見圖6）。

通過ChatGPT 的協助，學生成功建立了一個清晰而有序的痛點圖，為后續的產品設計和解決方案提供了具體的、有針對性的方向。ChatGPT 的排序功能進一步幫助學生集中精力解決對聾啞人士影響最為顯著的問題，確保設計方案的實用性和針對性。

（二）研究問題——提出手語翻譯器的創意

在研究問題階段，AIGC 技術的主要應用是通過ChatGPT 輔助學生列出解決語言交流障礙的所有可行方案，并對這些方案進行評分和排序，其中包括了手語翻譯器這個創意解決方案。

ChatGPT 的應用過程：

1. 方案生成：學生與ChatGPT 進行多輪對話，討論如何解決聾啞人士的語言交流障礙。通過對話，ChatGPT 能夠生成各種可能的解決方案，涵蓋了從技術實現到用戶體驗的各個方面。

2. 方案評估：學生與ChatGPT 一同對生成的各種方案進行評估，考慮其實施難度、成本、用戶友好性等多個方面。ChatGPT 的自然語言理解和邏輯推理能力幫助學生更全面地分析和評價每個方案的優劣。

3. 方案排序：ChatGPT 協助學生將所有方案按照評估結果進行排序，確定哪些方案更為可行和創新。這個過程幫助學生集中精力在最有潛力的方案上，確保后續設計更加有針對性（見圖7）。

通過ChatGPT 的輔助，學生得以從多個角度深入思考解決方案，形成了全面且富有創意的解決方案列表。 ChatGPT 的智能排序功能進一步確保了最有潛力的方案能夠在設計中得到更多關注和發展。

（三）概念設計階段——站上AI 的肩膀

在概念設計階段，學生通過AIGC 技術的應用，尤其是DALL-E 3 的圖像生成能力，得以站在人工智能的肩膀上，為手語翻譯器的設計提供啟發性的初步概念和設計靈感。

DALL-E 3 的應用過程：

1. 設計初稿生成：學生利用DALL-E 3 生成設計初稿，通過輸入與聾啞手勢翻譯器相關的關鍵詞和概念，獲取多樣化、創新性的圖像。

2. 啟發設計靈感：DALL-E 3 生成的圖像為學生提供了關于產品外觀、功能特性等方面的啟示。學生通過觀察和分析這些圖像，探索了不同的設計可能性，包括設備的形狀、顏色、用戶界面等方面。

3. 嘗試不同造型風格：學生通過DALL-E 3 的生成，嘗試了不同的產品造型風格，從傳統到未來感，從簡約到復雜，使設計在外觀上更具創意和吸引力（見圖8）。

概念設計階段的成果：

通過站在AI 的肩膀上，學生得以迅速生成多樣性的設計概念，深化了對產品外觀和用戶體驗的理解。這種概念設計的方式在初期階段為產品形態的確立提供了更多可能性，讓學生更有信心和創造力地進入后續的設計和優化階段。

（四）細化設計階段——AIGC 的美麗魔法

在細化設計階段，AIGC 技術的應用發揮了關鍵作用，特別是通過SD 和MJ 等工具的輔助，為聾啞手勢翻譯器的外觀和功能進行了進一步優化，創造出了令人驚嘆的設計細節。

SD（Stable Diffusion）的應用過程：

設計草圖的優化：學生運用SD 技術對初步設計草圖進行快速渲染，預覽產品建模渲染之后的關鍵細節，例如外殼的紋理、邊緣的曲率等，便于對草圖進行及時調整，以確保產品的整體美感和人機交互的流暢性（見圖9）。

通過AIGC 技術的美麗魔法，學生成功將初步設計進一步精雕細琢，使手語翻譯器的外觀更加優雅、流暢且貼近用戶需求。這一階段的設計細節優化不僅提升了產品的整體品質，也使其更符合用戶審美和使用期望，為產品的最終定型奠定了堅實基礎。

五、教學過程與方法改革

（一）理論課：問題引導式課堂與生成式學習的融合

在理論課程中，采用問題引導式課堂的教學模式，以促進生成式學習。課堂的核心不再是教師或學生，而是圍繞問題展開。教師的角色是提出關鍵問題，引導學生圍繞這些問題開展自主的生成式學習。學生通過自主探索，運用AIGC 技術、慕課平臺及互聯網資源，積極求解，初步形成結論。隨后，教師與學生通過案例分析和課堂討論共同驗證這些結論的準確性。

這一課堂模式實現了教學中的兩大轉變：首先，教師從傳統的課堂主導者轉變為學習過程的引導者；其次，學生從被動接受知識的學習者轉變為主動探索知識的實踐者。通過這種教學方式，學生的創新能力和問題解決能力得到了有效培養，同時生成式學習的理念也得以落實。

（二）實踐課：真實項目驅動與多方評價機制

在實踐課程中，引入真實項目，以激發學生的設計活力。真實的設計項目能夠反映社會的實際需求，激發學生的學習動力。項目的來源主要有兩個方面：一方面是源自學科競賽的命題項目，例如米蘭設計周、未來設計師數字藝術大賽等知名設計類競賽；另一方面則來自與企業合作的實際項目，尤其是已結題的企業項目，包括產品外觀設計與服務設計等。

在實踐過程中，企業人員會參與評價學生的設計作品，形成了企業、教師與學生共同參與的多元評價機制。這種模式不僅提升了學生的實踐能力，還促使他們將理論知識應用于實際設計中，獲得真實的行業反饋。通過課堂實踐與行業需求的緊密結合，學生在設計過程中得到了更為全面的鍛煉與提升。

六、課程教學成效

（一）教學效果（見表1、圖10）

通過引入AIGC 技術輔助本課程教學，學生在AIGC 技術應用能力方面表現出顯著的提升，主要表現在以下幾個方面：

1.AIGC 技術原理理解深入：學生在AIGC 技術原理方面的理解得到顯著提升。課程中引入了相關理論知識，并通過實際案例和項目來展示AIGC 技術的應用。學生通過實際操作和理論學習，加深對AIGC 技術原理的理解，為將來的實際應用奠定了堅實的基礎。

2. 創新思維和設計靈感激發：通過AIGC 技術的引入，學生在創新思維和設計靈感方面得到了有效激發。課程中使用AIGC 技術生成創新設計概念，幫助學生在概念設計階段迅速獲得靈感。這對培養學生的創造性思維和提高設計效率產生了積極影響。

3. 問題解決能力全面提高：學生在問題解決能力方面經歷了全面提高。AIGC 技術的應用涉及多個階段的設計過程，包括問題識別、研究、概念設計和細化設計。學生通過AIGC 技術的輔助，更高效地解決了諸如選題難、知識荒、缺靈感等問題，全面提高了他們的問題解決能力。

（二）教學成果

通過應用AIGC 的特殊用戶產品創新實踐，學生共完成10 余件特殊用戶產品設計作品，獲得學科競賽獎項4 項，國家外觀專利2 項。本課程教學案例獲得未來設計師全國藝術設計教師教學創新大賽省級二等獎。課程學生作品“手語翻譯器”和“專為視障人群設計的指甲剪”分別獲得四川省大學生數字藝術設計大賽可持續設計類別省級二等獎，作品“智能老年水杯”和“盲人多功能飲水機”獲得全國高校創新設計大賽國家級二等獎。這些獎項不僅突顯了學生在特殊用戶產品設計領域的杰出表現，也凸顯了AIGC 技術在幫助學生分析用戶需求、生成創新設計方案以及提高設計效率方面的重要作用。這些作品對改善特殊用戶的生活質量產生了積極影響，凸顯了AIGC 在產品設計創新中的巨大潛力（見圖11）。

結語

《設計程序與方法》課程通過引入AIGC 技術，不僅成功地應對了教學中的多重挑戰，而且極大豐富了教學手段與方法，顯著提升了教學質量與學生的學習體驗。本課程的教學實踐證明，AIGC 技術能夠有效促進學生創新能力的發展，增強他們的設計實踐能力，同時也能幫助他們更好地理解和解決實際問題。特別是在特殊用戶產品設計的創新實踐中，AIGC 技術的應用不僅提高了學生的設計效率和作品質量，還促進了他們對社會責任和人文關懷的理解與認識。