結合雙重編碼理論與CDIO教育框架:探討AI生成3D模型對學生空間能力提升之影響

結合雙重編碼理論與CDIO教育框架:探討AI生成3D模型對學生空間能力提升之影響

孔 垂暉

摘要


本研究探討人工智慧(AI)於3D模型生成中的應用,聚焦其促進空間能力發展的可行性與成效。隨著生成式AI技術進展,3D建模逐漸趨於直覺化與高效率,然而在傳統教學情境中,學生仍常面臨空間能力不足與軟體學習門檻高等問題。本研究結合雙重編碼理論(Dual Coding Theory)與CDIO教育架構,針對34位非3D設計背景學生進行實驗,評估其心理旋轉與空間視覺化能力,並輔以使用者經驗評估。此外,本研究透過對10位學生與5位3D設計專家的半結構式訪談,分析其對AI工具的差異觀點。研究結果顯示,學生空間能力呈現顯著提升,且使用者經驗問卷在吸引力與操作可靠性上呈現正向評價。訪談進一步揭示學生與專家之間的認知差異。AI生成模型在可控性、動態結構與幾何複雜度方面仍有待提升,但在激發學習興趣與輔助空間能力發展上展現潛力;相較之下,專業設計師更重視透過模型拆解與重構深化空間理解。本研究結果可作為AI應用於設計教育整合不同學習族群之參考。