设计和评估一个基于人工智能的应用以增强设计思维工作坊中的创造力

《Proceedings of the Design Society》:Design and evaluation of an AI-based application to enhance creativity in design thinking workshops

【字体: 时间:2026年07月03日 来源:Proceedings of the Design Society

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  研究人员设计并评估了一个基于人工智能(AI)的应用,旨在增强设计思维(DT)工作坊中人类的创造力。结果表明,AI阻碍了人类创造力,导致想法生成数量减少。通过比较仅人类团队和人类-AI团队的定量与定性分析结果发现,在发散(Divergent)阶段AI有助于提高想

  
研究人员设计并评估了一个基于人工智能(AI)的应用,旨在增强设计思维(DT)工作坊中人类的创造力。结果表明,AI阻碍了人类创造力,导致想法生成数量减少。通过比较仅人类团队和人类-AI团队的定量与定性分析结果发现,在发散(Divergent)阶段AI有助于提高想法的可用性(Usability),并在收敛(Convergent)阶段支持人类聚焦于更具新颖性(Novelty)的想法。该应用的进一步开发有必要考虑如何让人类在不依赖AI的情况下与之协作。
研究背景与问题
设计团队日益需要与人工智能(AI)协作以提升设计过程中的角色和团队表现。先前关于人类-AI协作的研究多将AI视为支持系统,处理重复性任务。然而,随着AI技术进步和社会接受度提高,AI开始被视为团队成员。当前关于AI对创造力和设计思维(DT)过程影响的研究仍存在争议:一方面,混合团队中AI成员的比例被认为能提升团队创造力,但在教育环境中使用生成式AI也显示出对学生协作解决问题能力的增强;另一方面,AI在团队中可能扮演协调者、创造者、完美主义者或执行者等角色,有时甚至成为专横的队友。设计思维(DT)作为一种常用的创新方法,其与AI的结合潜力已被系统文献综述所关注,但现有研究多将AI作为辅助或引导工具,未能有效指导人类-AI协作。因此,有必要探究AI作为替代人类团队成员时对个体创造力及DT过程的影响,并明确AI在各阶段的具体角色。
研究内容与结论概述
研究人员设计并评估了一个基于AI的应用,旨在通过人类-AI协作增强设计思维(DT)工作坊中参与者的创造力。该研究比较了有AI参与的研讨会(WS-A)与无AI的仅人类研讨会(WS-B)的结果。研究发现,AI阻碍了参与者的自我评估创造性自我效能(Creative Self-Efficacy, CSE)和创造性成长思维(Creative Growth Mindset, CGM),并减少了头脑风暴中产生的想法数量;然而,在发散阶段AI提升了想法的可用性(Usability),在收敛阶段帮助人类筛选出更具新颖性(Novelty)的想法。这些发现表明,虽然AI对创造力有负面影响,但它在特定阶段具有支持作用。该研究为AI在设计思维中的应用提供了实证依据,并发表于《Proceedings of the Design Society》。其重要意义在于揭示了人类与AI协作时的依赖性问题,呼吁未来开发应注重如何在不依赖AI的前提下增强人类创造力。
关键技术方法
研究人员开展了两种类型的90分钟设计思维(DT)工作坊,分别设定不同主题:“新太空酒店业务”(WS-A,含AI)和“新食品业务”(WS-B,仅人类)。AI应用被设计为“AI作为提示者”、“通用知识”和“综合导向”,支持从发现问题到交付解决方案的四个阶段。参与者为经济学与管理学专业的本科生,其参与不影响课程成绩。定量数据来自前后调查问卷,测量创新行为(Innovative Behaviour, IB)、创造性自我效能(CSE)、创造性成长思维(CGM)和固定思维(CFM);同时统计头脑风暴产生的便利贴数量,并由五位外部专家(两名高级设计师、一名专业工程师和两名其他大学本科生)从新颖性和可用性两个角度对最终三个想法进行评分。定性数据来自开放式问卷,采用定性编码分析。统计分析使用IBM SPSS Statistics进行配对t检验和相关分析。
研究结果
3.1 AI对创造力的影响
研究人员通过配对t检验比较WS-A和WS-B参与者的创造力变化。结果显示,WS-B(无AI)参与者的创造力得到进一步提升,其中创新行为(IB)、创造性自我效能(CSE)和创造性成长思维(CGM)显著增加;而WS-A仅有IB显著增加。这表明使用AI应用阻碍了参与者自我评估的CSE和CGM。
3.2 AI对想法发散和收敛的影响
配对t检验比较WS-A与WS-B的背景和想法生成数量,发现WS-B参与者在头脑风暴中产生了显著更多的想法。尽管WS-A参与者对DT的理解程度更高,但AI的使用对想法发散的阻碍作用更强。在最终选定的三个想法的专家评估中,WS-A的可用性显著更高,而WS-B的新颖性显著更高。相关分析显示,头脑风暴中生成的想法数量与交付阶段AI生成想法的比例及想法新颖性呈显著负相关;而开发阶段AI生成想法的比例与交付阶段AI生成想法比例及想法可用性呈显著正相关。这说明AI贡献了有用想法的生成,并在收敛阶段帮助选择了新颖想法。
3.3 对AI应用的评价
3.3.1 AI在团队中扮演的角色
对开放式评论的定性编码将AI的功能分为六类:想法生成支持、新颖性与客观性提供、言语化与结构化支持、问题生成与方向设定、促进协作与成员支持、使用局限性。在发散阶段,AI主要支持想法生成并提供客观新颖性;在收敛阶段,AI帮助言语化、结构化以及问题生成和方向设定;在团队协作中,AI充当促进讨论和打破僵局的角色。
3.3.2 未来使用AI的意向
分类显示多数参与者对AI持积极态度,认为AI能提供多样视角和新鲜想法,但倾向于将AI定位为补充工具而非自主创造者。部分人表达了独立创作的乐趣或对AI可靠性的担忧。整体而言,参与者视AI为支持性伙伴,而非完全替代人类创造力。
3.3.3 AI应用的改进
研究指出两个主要改进方向:一是消除操作限制,改善可用性,防止过度依赖;二是设计尊重人类能动性的协作流程,让人类作为最终决策者,并在收敛阶段提供分析反馈。
总结讨论与结论翻译
讨论部分强调,尽管研究人员试图通过人类-AI协作增强创造力,但结果却显示AI阻碍了创造性自我效能(CSE)和创造性成长思维(CGM),且仅人类团队产生了更多想法。部分参与者将AI视为增强创造力的团队成员,导致过度依赖,反而抑制了自身创造力。未来应用开发需考虑如何在不依赖AI的情况下实现协作,同时人类应学会在DT过程中有效利用AI。关于AI对发散和收敛阶段的影响,定量分析表明:在发散阶段,AI支持团队生成可用性更高的想法,这些想法被人类认为是新颖的;在收敛阶段,通过AI提供的问题和方向,人类选择了新颖性更高的想法,这明确了人类作为决策者的角色。此外,虽然AI基于过去学习生成的想法可用性较强,但人类最终选择了AI生成的新颖想法。研究也存在局限,如不同主题和参与者群体可能带来混淆,但WS-A的可用性显著高于WS-B,表明AI对想法的可用性有强烈影响。
研究结论翻译如下:
研究人员设计并评估了一个基于人工智能(AI)的应用,旨在增强设计思维(DT)工作坊中人类的创造力。尽管试图通过人类-AI协作来增强创造力,但结果表明AI阻碍了人类的创造性自我效能(CSE)和创造性成长思维(CGM)。此外,仅人类团队在头脑风暴中产生的想法数量较少。由于一些参与者将AI视为增强其创造力的团队成员,用户过度依赖AI,从而阻碍了自己的创造力。该应用的进一步开发应考虑人类如何与AI协作而不依赖它。与此同时,人类应学会在DT过程中有效利用基于AI的应用。关于AI对发散和收敛阶段的影响,定量和定性分析均有发现。在发散阶段,AI支持团队生成更多可用的想法,团队可将其识别为新颖。在收敛阶段,通过AI提供的问题和方向,人类选择了具有更高新颖性的想法。这一结果明确了人类作为决策者的角色。从另一角度看,在保持人类积极作用的同时,未来基于AI的应用设计可将AI作为竞争者以生成更具新颖性的想法。本研究存在局限性:无法控制不同主题或参与者加入工作坊的影响,因为我们在不同班级举办了两次工作坊。然而,尽管我们认为太空业务的可用想法应该更难产生,WS-A的可用性仍显著高于WS-B(其主题与参与者的日常生活更为熟悉)。可以预测AI对想法的可用性有强烈影响。由于人类-AI协作的研究课题提供了进一步视角,未来的研究可以基于本研究中实际进行的基于AI的应用的结果展开。
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