“照明工程”课程的实践性教学改革

周朕

摘要：“照明工程”是光源与照明专业的一门重要课程。在“照明工程”课程教学体系、考试改革方面采取了创新性的实践性改革，总结介绍了在教学内容、实验与实践、考试综合测评等方面采取的教改措施和效果，并通过照明基础知识和照明测量相结合，书本概念与实物相结合，照明设计和仿真相结合，强化学生理论知识基础，同时在考试综合测评引入团队项目实践式考核方法，提高了学生自主学习的积极性，增加了学生研究探讨和自主创新的综合能力，培养了学生的团队合作精神。

关键词：照明工程；教学改革；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0131-02

一、引言

在我国建设资源节约环境友好型社会的进程中，光源与照明行业发展迅猛，向着国际化、市场化、区域化方向发展，已与世界经济融为一体[1]。近几年，随着半导体照明技术的迅速发展，社会迫切需要半导体照明专业技术人才[2，3]。

本文针对照明工程内容丰富、实践能力要求高的特点，对课程的教学内容和考试方式方法进行了改革尝试，设计了一套囊括理论教学、软件仿真教学、专业实验教学和综合测评考试方式相互结合的一套教学体系，使单调的理论知识变得立体直观，使考试不再是一张考卷而是一个综合的考评系统。

二、课程教学改革

“照明工程”内容丰富，涵盖了光度学、色度学、电光源、照明灯具、照明计算、照明光照设计、照明测量等内容。单纯的理论讲授虽然能实现知识的传承，但是却很难让知识立体的呈现在学生面前，难免枯燥单调。为了激发学生的学习动力，课程尝试了三个有机结合：照明基础知识和照明测量相结合；书本知识与实际相结合；照明设计和仿真相结合。

1.照明基础知识和照明测量相结合。照明基础知识部分有许多概念比较抽象，不易理解，如光通量、光强、照度、亮度、色温、光谱分布等。尽管书本给出了严格的定义和完整的公式推导，却很难给学生留下具体深刻的印象。为此，在教学中做了下面尝试：在讲完光度学和色度学等内容后，马上安排课内专业实验，如积分球的测量、分度光度计的使用。积分球系统包括积分球、光谱分析部分、电源控制部分。积分球根据直径的不同，可以用来测量不同大小的电光源。它能完成电光源的光电色的测量，从而使得光通量、光谱分布、色温等概念数字化或图像化。图1所示为一个LED的光谱图和色品图，从而利于学生掌握色度学、光度学的相关概念。

分布光度计系统由旋转主机、控制机柜、探测器、计算机4部分组成。该系统可在C轴和γ轴双轴自动旋转下，自动描绘光强分布曲线、三维光强分布图、自动测定光束角、光通量、电性能参数，可导出探测器光谱光视效率函数匹配曲线测试报告及配光曲线相关文件。图2所示为一个LED的配光曲线，从而加深学生对光强、配光曲线等概念的理解。

2.书本概念与实物相结合。传统电光源在实际生活中比较常见，如白炽灯、荧光灯、高压钠灯等。所以在讲授电光源部分非常有利于理论联系实际，把书本概念和生活中的实物建立联系。但是随着半导体照明的发展，LED照明逐渐进入大家的生活。由于LED的制作工艺和封装类型不同，LED的种类丰富繁杂。为了更好的让学生了解LED，专门购买各种类型的LED，在授课时一边展示一边介绍，以加深学生对LED的认识。

3.照明设计和仿真相结合。伴随计算机技术的发展，各种仿真软件层出不穷。为了提高照明设计的水平，采用TracePro和Dialux仿真软件，针对特定的灯具和照明环境进行仿真设计和分析，建立系统完善的照明设计方案，与理论计算结果相比较，实现了理论指导实践和实践完善理论的教学思想。

4.照明灯具设计和灯具设计软件TracePro相结合。照明灯具设计主要是反射器和折射器的设计，属几何光学中的非成像光学系统的设计。TracePro是一款基于蒙特卡罗法的非序列光线追迹软件，由美国Lambda Reseaarch公司开发，普遍用于照明系统、光学分析、辐射分析及光度分析。根据非成像原理和灯具配光要求，设计反射器或折射器，导入灯具设计软件TracePro，导入电光源，对照明效果进行追迹分析，实现从光源设计到灯具设计的过程。图3所示为利用TracePro所做的手电筒照明光学设计。

5.照明光照设计和照明设计软件Dialux相结合。在光源及照明学习中，运用Dialux等照明设计软件进行照明场景设计，具有非常好的观察便利性以及设计方便性。Dialux是一款由德国软件公司开发的专业照明计算机辅助设计软件，它拥有最为广泛的灯具厂家支持，免费灯具库已涵盖了飞利浦、欧司朗、雷士、欧普、亚明等当今世界各地主要照明厂商的完整产品型录。Dialux也是当今市场上最具功效的照明计算软件，它能满足目前所有照明设计及计算的要求，从而完成从灯具设计到特定场所照明效果的设计。图4所示为一个教室的照明设计效果图。

三、课程考试改革

课程考试是检验和评价教学效果与学习效果的重要手段，考试及成绩评定方式的改革以提高教学质量，培养高素质、创新型专业技术人才为目的，是教学改革的重要环节。结合本课程内容的特点，在考试形式和评定两方面做出了改革尝试。

1.考试形式和内容。传统的考试形式是全部课程结束后进行一次期末考试，学生普遍寄希望于考前划范围和讲重点，短时间内的突击复习，靠强化记忆来通过考试，而记忆力好的学生的考试成绩相对较高，学生的成绩难以客观、真实地反映课程的学习效果以及学生的综合能力。

2.考试综合评定。考试综合评定系统包括：第一，改革成绩的考核方式，改变一次期末考试就决定成绩的方式，把学生的平时成绩、实验成绩、期末成绩进行综合来评定学生的成绩；其次，调整平时成绩、实验成绩、期末成绩在总成绩中所占的权重，确定最佳比例；最后，注重学生反馈，积极促进考试结果向教学效果方向的转化，提高教学质量。

四、结语

通过对“照明工程”教学改革中的三个相结合以及综合考试系统，使学生对电光源发光原理及其光电色特性有更加直观、深入的认识；在进行的灯具及照明效果的仿真实验中，学生针对不同环境需求进行仿真设计，并最终得到了比较好的照明效果，锻炼了光学设计的能力；在团队项目实践考试中，学生相互协作，完成照明设计任务，不仅加深了光学设计的认识，也培养了团队意识。本教学改革的尝试，不仅获得了学生的好评，也促进了本专业的良性发展。

参考文献：

[1]曹冠英，李萍.基于产学研合作的光源与照明专业人才培养的探索与实践[J].教育教学论坛，2014，（42）：173-175.

[2]刘义，唐绪兵.光源与照明专业人才培养定位及课程体系研究[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2014，31（1）：112-113.

[3]于莉媛，牛萍娟.浅谈以“卓越工程师”为目标的半导体照明专业人才培养[C].2011年全国半导体光源系统学术年会，2011：213-215.