照明场景化教学系统设计及教学模式探讨

居家奇，孔晋芳，李月锋，姚　其

(1.上海应用技术学院，理学院，上海　201418；2.深圳大学，建筑与城市规划学院，广东　518086)



照明场景化教学系统设计及教学模式探讨

居家奇1，孔晋芳1，李月锋1，姚其2

(1.上海应用技术学院，理学院，上海201418；2.深圳大学，建筑与城市规划学院，广东518086)

摘要：照明设计是光电及照明专业操作性较强的理论课程，本文介绍了满足照明设计专业课程现场演示及实景设计的场景化教学系统。并根据该系统探讨了如何开展照明设计场景化教学的几种方式，为照明设计教学提供了新的思路与手段。

关键词：照明设计；场景化教学系统；教学模式

引言

照明设计课程是高校光电及照明相关专业的专业课程，对于理工科专业开设的艺术设计类课程的教授往往缺乏有效的教学手段，照本宣科式地讲授通常无法达到良好的教学效果。设计类的标准及规范，尤其是实际照明效果，学生很难有直观的理解和体会，例如对于300lx，4000K的光环境，没有经过专业训练的学生是毫无概念的。根据这一现状，设计开发满足照明设计课程讲授的场景化教学系统，在理论知识点讲授的同时，给予现场的直观演示教学。同时为专业学生提供包括设计模拟，现场测量，参数反馈，模拟优化等功能集成的场景式设计系统与空间。

1场景化教学系统设计

图1　场景教学系统模块结构示意图Fig.1　The structure of the situational lighting system

照明设计类课程，主要为了使学生对于照明基本参数以及相对应的环境设计标准有直观的理解和认知。其中包含但不限于照度，显色指数，光强，亮度，均匀度，色温等基本照明设计参数，而这些基本参数都是光度学范畴物理量，讲授及理解相对更加抽象。为了满足照明设计课程的课堂教学需要，提高学生对于基本光度学参数的现场直观感受，深圳大学与上海应用技术学院联合设计开发照明设计课程场景化教学系统。系统采用闭环系统，系统结构示意图如图1所示，在专业教室内，预装LED调光调色系统，根据调光界面设定可以控制白光色温或彩光输出，该系统部分灯具安装于顶棚导轨中，根据调光界面的设定，课自动在导轨上调节间距，旋转角度。同时在教室空间内固定位置安装标准光度探头，通过蓝牙或wifi将实时光色参数数据传回调光系统页面，用以比对设计参数与实测参数的差异化程度。软件模拟采用传统DIALux设计软件，空间建模后安置灯具，所使用的灯具IES文件为调光系统所含灯具的实测配光文件。光色调节模块及灯具位置角度调节模块为自主开发，可根据调光通信协议，调节光色及位置角度。

2场景化教学模式探讨

根据授课对象不同，对于照明设计初学者采用半自动化模式，以教室照明为例，即教师讲授基本设计规范及标准后，由学生根据要求先模拟预设照明场景，如图2所示。根据模拟结果，手动测量实际光照参数，根据实测参数比对，调节调光程序，并使得实测参数逐步逼近模拟预设值。在反复优化逼近的过程中，使得学生掌握到设计中容易忽视的内容，包括自然光设置，各表面反射率设置，灯具横向及纵向间隔。其中自然光设置问题是室内照明设计模拟中最容易忽视的，大块窗口位置白天相当于一个大功率白光光源，夜晚则又是一个反射率很低的消光面，这一问题的考虑缺失，引起实际照明测试值与设计值相差悬殊。

对于具有一定基础的照明设计学生可采用全自动化模式，学生设置参数后，系统实时自动反馈照明基本数据供设计者研判。另外，对于包括照度平方反比定律，光强与亮度的区别，显色指数及色温等知识点的讲解，场景化教学系统的优势叫传统板书或者PPT授课的教学直观效果有明显提升。

图2　预设教室照明场景模拟Fig.2　The simulation of classroom lighting environment

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[4] 居家奇.现代景观照明工程设计[M].安徽科技出版社，2015.

The Design of Situational Lighting Class System

and Discussion of Teaching Method

Ju Jiaqi1，Kong Jinfng1，Li Yuefeng1，Yao Qi2

(1.Shanghai:InstituteofTechnologyShanghai201418; 2.ShenzhengUniversity

ofArchitectureandurbanPlanningGuangdong518086)

Abstract：Lighting design is a practical course for students who major in lighting or photoelectronic engineering. The situational lighting design system is introduced and the teaching method for lighting design based on this system is discussed. It is a innovative way for the class teaching of lighting design.

Key words:lighting design； situational class system； teaching method

基金项目：上海应用技术学院人才项目(YJ2014-38)上海市教委优青项目(ZZYY15103)

中图分类号：TM923.01

文献标识码：A

DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.06.009