周朕

摘要：“照明工程”是光源與照明專業(yè)的一門重要課程。在“照明工程”課程教學(xué)體系、考試改革方面采取了創(chuàng)新性的實(shí)踐性改革，總結(jié)介紹了在教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐、考試綜合測(cè)評(píng)等方面采取的教改措施和效果，并通過(guò)照明基礎(chǔ)知識(shí)和照明測(cè)量相結(jié)合，書(shū)本概念與實(shí)物相結(jié)合，照明設(shè)計(jì)和仿真相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生理論知識(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)在考試綜合測(cè)評(píng)引入團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目實(shí)踐式考核方法，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，增加了學(xué)生研究探討和自主創(chuàng)新的綜合能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

關(guān)鍵詞：照明工程；教學(xué)改革；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）40-0131-02

一、引言

在我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約環(huán)境友好型社會(huì)的進(jìn)程中，光源與照明行業(yè)發(fā)展迅猛，向著國(guó)際化、市場(chǎng)化、區(qū)域化方向發(fā)展，已與世界經(jīng)濟(jì)融為一體[1]。近幾年，隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的迅速發(fā)展，社會(huì)迫切需要半導(dǎo)體照明專業(yè)技術(shù)人才[2，3]。

本文針對(duì)照明工程內(nèi)容豐富、實(shí)踐能力要求高的特點(diǎn)，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容和考試方式方法進(jìn)行了改革嘗試，設(shè)計(jì)了一套囊括理論教學(xué)、軟件仿真教學(xué)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和綜合測(cè)評(píng)考試方式相互結(jié)合的一套教學(xué)體系，使單調(diào)的理論知識(shí)變得立體直觀，使考試不再是一張考卷而是一個(gè)綜合的考評(píng)系統(tǒng)。

二、課程教學(xué)改革

“照明工程”內(nèi)容豐富，涵蓋了光度學(xué)、色度學(xué)、電光源、照明燈具、照明計(jì)算、照明光照設(shè)計(jì)、照明測(cè)量等內(nèi)容。單純的理論講授雖然能實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳承，但是卻很難讓知識(shí)立體的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，難免枯燥單調(diào)。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，課程嘗試了三個(gè)有機(jī)結(jié)合：照明基礎(chǔ)知識(shí)和照明測(cè)量相結(jié)合；書(shū)本知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合；照明設(shè)計(jì)和仿真相結(jié)合。

1.照明基礎(chǔ)知識(shí)和照明測(cè)量相結(jié)合。照明基礎(chǔ)知識(shí)部分有許多概念比較抽象，不易理解，如光通量、光強(qiáng)、照度、亮度、色溫、光譜分布等。盡管書(shū)本給出了嚴(yán)格的定義和完整的公式推導(dǎo)，卻很難給學(xué)生留下具體深刻的印象。為此，在教學(xué)中做了下面嘗試：在講完光度學(xué)和色度學(xué)等內(nèi)容后，馬上安排課內(nèi)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，如積分球的測(cè)量、分度光度計(jì)的使用。積分球系統(tǒng)包括積分球、光譜分析部分、電源控制部分。積分球根據(jù)直徑的不同，可以用來(lái)測(cè)量不同大小的電光源。它能完成電光源的光電色的測(cè)量，從而使得光通量、光譜分布、色溫等概念數(shù)字化或圖像化。圖1所示為一個(gè)LED的光譜圖和色品圖，從而利于學(xué)生掌握色度學(xué)、光度學(xué)的相關(guān)概念。

分布光度計(jì)系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)主機(jī)、控制機(jī)柜、探測(cè)器、計(jì)算機(jī)4部分組成。該系統(tǒng)可在C軸和γ軸雙軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)下，自動(dòng)描繪光強(qiáng)分布曲線、三維光強(qiáng)分布圖、自動(dòng)測(cè)定光束角、光通量、電性能參數(shù)，可導(dǎo)出探測(cè)器光譜光視效率函數(shù)匹配曲線測(cè)試報(bào)告及配光曲線相關(guān)文件。圖2所示為一個(gè)LED的配光曲線，從而加深學(xué)生對(duì)光強(qiáng)、配光曲線等概念的理解。

2.書(shū)本概念與實(shí)物相結(jié)合。傳統(tǒng)電光源在實(shí)際生活中比較常見(jiàn)，如白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈等。所以在講授電光源部分非常有利于理論聯(lián)系實(shí)際，把書(shū)本概念和生活中的實(shí)物建立聯(lián)系。但是隨著半導(dǎo)體照明的發(fā)展，LED照明逐漸進(jìn)入大家的生活。由于LED的制作工藝和封裝類型不同，LED的種類豐富繁雜。為了更好的讓學(xué)生了解LED，專門購(gòu)買各種類型的LED，在授課時(shí)一邊展示一邊介紹，以加深學(xué)生對(duì)LED的認(rèn)識(shí)。

3.照明設(shè)計(jì)和仿真相結(jié)合。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種仿真軟件層出不窮。為了提高照明設(shè)計(jì)的水平，采用TracePro和Dialux仿真軟件，針對(duì)特定的燈具和照明環(huán)境進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)和分析，建立系統(tǒng)完善的照明設(shè)計(jì)方案，與理論計(jì)算結(jié)果相比較，實(shí)現(xiàn)了理論指導(dǎo)實(shí)踐和實(shí)踐完善理論的教學(xué)思想。

4.照明燈具設(shè)計(jì)和燈具設(shè)計(jì)軟件TracePro相結(jié)合。照明燈具設(shè)計(jì)主要是反射器和折射器的設(shè)計(jì)，屬幾何光學(xué)中的非成像光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。TracePro是一款基于蒙特卡羅法的非序列光線追跡軟件，由美國(guó)Lambda Reseaarch公司開(kāi)發(fā)，普遍用于照明系統(tǒng)、光學(xué)分析、輻射分析及光度分析。根據(jù)非成像原理和燈具配光要求，設(shè)計(jì)反射器或折射器，導(dǎo)入燈具設(shè)計(jì)軟件TracePro，導(dǎo)入電光源，對(duì)照明效果進(jìn)行追跡分析，實(shí)現(xiàn)從光源設(shè)計(jì)到燈具設(shè)計(jì)的過(guò)程。圖3所示為利用TracePro所做的手電筒照明光學(xué)設(shè)計(jì)。

5.照明光照設(shè)計(jì)和照明設(shè)計(jì)軟件Dialux相結(jié)合。在光源及照明學(xué)習(xí)中，運(yùn)用Dialux等照明設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行照明場(chǎng)景設(shè)計(jì)，具有非常好的觀察便利性以及設(shè)計(jì)方便性。Dialux是一款由德國(guó)軟件公司開(kāi)發(fā)的專業(yè)照明計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，它擁有最為廣泛的燈具廠家支持，免費(fèi)燈具庫(kù)已涵蓋了飛利浦、歐司朗、雷士、歐普、亞明等當(dāng)今世界各地主要照明廠商的完整產(chǎn)品型錄。Dialux也是當(dāng)今市場(chǎng)上最具功效的照明計(jì)算軟件，它能滿足目前所有照明設(shè)計(jì)及計(jì)算的要求，從而完成從燈具設(shè)計(jì)到特定場(chǎng)所照明效果的設(shè)計(jì)。圖4所示為一個(gè)教室的照明設(shè)計(jì)效果圖。

三、課程考試改革

課程考試是檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)教學(xué)效果與學(xué)習(xí)效果的重要手段，考試及成績(jī)?cè)u(píng)定方式的改革以提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型專業(yè)技術(shù)人才為目的，是教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合本課程內(nèi)容的特點(diǎn)，在考試形式和評(píng)定兩方面做出了改革嘗試。

1.考試形式和內(nèi)容。傳統(tǒng)的考試形式是全部課程結(jié)束后進(jìn)行一次期末考試，學(xué)生普遍寄希望于考前劃范圍和講重點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)的突擊復(fù)習(xí)，靠強(qiáng)化記憶來(lái)通過(guò)考試，而記憶力好的學(xué)生的考試成績(jī)相對(duì)較高，學(xué)生的成績(jī)難以客觀、真實(shí)地反映課程的學(xué)習(xí)效果以及學(xué)生的綜合能力。

2.考試綜合評(píng)定?？荚嚲C合評(píng)定系統(tǒng)包括：第一，改革成績(jī)的考核方式，改變一次期末考試就決定成績(jī)的方式，把學(xué)生的平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末成績(jī)進(jìn)行綜合來(lái)評(píng)定學(xué)生的成績(jī)；其次，調(diào)整平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中所占的權(quán)重，確定最佳比例；最后，注重學(xué)生反饋，積極促進(jìn)考試結(jié)果向教學(xué)效果方向的轉(zhuǎn)化，提高教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“照明工程”教學(xué)改革中的三個(gè)相結(jié)合以及綜合考試系統(tǒng)，使學(xué)生對(duì)電光源發(fā)光原理及其光電色特性有更加直觀、深入的認(rèn)識(shí)；在進(jìn)行的燈具及照明效果的仿真實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生針對(duì)不同環(huán)境需求進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，并最終得到了比較好的照明效果，鍛煉了光學(xué)設(shè)計(jì)的能力；在團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目實(shí)踐考試中，學(xué)生相互協(xié)作，完成照明設(shè)計(jì)任務(wù)，不僅加深了光學(xué)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，也培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)。本教學(xué)改革的嘗試，不僅獲得了學(xué)生的好評(píng)，也促進(jìn)了本專業(yè)的良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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