情境教学法在光源与照明专业教学中的应用

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  摘 要:光源与照明专业是包括电子电气、机械、光热以及工业设计等多方面知识的综合学科,其产品在人们的工作生活中应用广泛。以企业对人才需求为出发点,通过情景教学法,利用DIAlux等相关设计软件,加强学生在室内照明、广场照明、博物馆照明、宾馆饭店照明以及道路等多场景照明的直观学习,并从直观学习上升到理论概念,最终完成有意识和无意识学习、主导及自学、理性学习和感性学习的相互结合,改进教学方法并提高教学效果。
  关键词:情境教学;光源与照明;教学方法
  Application of situational approach in light source and lighting professional teaching
  Yang Guanghua1, Niu Pingjuan1, Li Yulan2, Fu Xiansong1
  1.Tianjin Polytechnic University, Tianjin, 300387, China; 2.Academy of Military Transportation, Tianjin, 300161, China
  Abstract: Lamps and lighting professional is a comprehensive disciplinary that include knowledge about electronic and electrical, mechanical, thermal, and industrial design and other subjects, and its industrial products are widely used in people's working lives. Making enterprises’ demand for talent as a starting point, with situational approach, students can be taught intuitively by using DIAlux and other design software about the indoor lighting, square lighting, museum lighting, hotels, other multi-scene lighting and road lighting, and risen from intuitive to the theoretical range. It is completed at last to integrate with the conscious and unconscious learning, leading and learning by self, rational learning and perceptual learning, to improve teaching methods and teaching effectiveness.
  Key words: situational teaching; light source and lighting; teaching methods
  随着我国经济快速发展,生活水平不断提升,人们对物质及文化的审美要求也日益提高。以灯具为代表的光源照明在人们的学习、工作、生活中得到普遍应用,在汽车、道路及景观照明方面也有着举足轻重的作用。在为人们生活提供方便的同时,各类光源也为室内外环境增添了美丽的景观和色彩。由于照明光源的使用需求较大,应用领域及环境复杂,涉及知识非常广泛,在实际设计及使用过程中需要有专业的知识才能使其在安全、可靠、舒适方面得到保障。光源与照明专业就是学习如何利用及制备传统光源,创新性地制备和利用新型光源的专业,通过学习,学生能并把恰当的光源应用到各个领域,能够使照明达到节能、环保、健康、安全及美观的要求。它是国际上是非常重要的专业,并形成了非常庞杂的产业集群。
  在现代社会的生活及工作中,人们自小到大都在接触光源及照明,包括白炽灯、荧光灯、金卤灯、钠灯、汞灯以及LED光源等,对光源与照明的基本应用非常熟悉。然而如果没有经过系统的理论分析及学习,本专业的学生很难较好地把握理论与应用之间的转换关系,提升设计及应用水平,妥善处理实际应用中包括光健康、光污染等问题。情景教学法的应用对于光源与照明专业教学有着特殊的意义,可以把学生带入到丰富的多场景照明环境中,直接感受各种灯具的应用、各种使用场所的布局和结构、各种装饰材料的组合关系,加深对专业课程内容的理解,完成理论和实践的对接,同时在此基础上进行创新和改进。笔者对情景教学法在光源与照明专业教学过程中的应用进行了一系列研究。
  1 情境教学法
  情绪心理学研究表明,个体的情感对认知活动至少有动力、强化和调节3方面的功能。动力功能是指情感对认知活动的增加或减少的效能,即健康的、积极的情感对认知活动起积极的发动和促进作用;消极的不健康的情绪对认知活动起阻碍和抑制作用。情境教学法就是要在教学过程中引起学生积极的、健康的情感体验,提高学生对学习的积极性,使学习活动成为学生主动进行的、快乐的事情。情境教学法要求创设的情境要让学生感到轻松愉快、心平气和、耳目一新,促进学生心理活动的展开和深入进行[1-3]。
  从方法论看,情境教学是利用反映论的原理,根据客观存在对人们的主观意识进行作用来进行的教学方式。教学内容以直观形象的方式进入学生的意识之中,意识是客观存在的反映。由于情境教学所创设的情境是人为有意识创设并经过优化的,有利于学生学习和认知。这种经过优化的客观情境,在教师语言的引导下,使学生置身于特定的情境中,不仅影响学生的认知心理,而且调动学生情感主动参与学习,从而引起学生本身的自我认知活动。情境教学法的一个本质特征是激发学生的情感,以此推动学生认知活动的进行。与之相区别的是,演示教学法只限于把实物、教具呈现给学生,或者教师简单地做示范实验,虽然也有直观的作用,但仅有实物直观的展现效果。   光源及照明专业主要内容包括白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压气体放电灯、低压钠灯、大功率LED等光源与灯具的教学,还包括室内照明、道路照明、景观照明、演艺照明、汽车电子照明等照明场所及情境教学,实践性强。运用情境教学法,以实物、图片、场景视频、现场情境等多种方式进行展示,并且伴有教师的特定讲解,会增进学生的情感体验,促进学生产生积极学习的健康情绪,从而对课程教学效果有显著的提高作用。
  2 应用方法及程序
  2.1 DIAlux软件及半导体照明
  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是一款灯光照明设计软件,可免费获得,适用于所有灯具厂家提供的灯具(如图1所示)。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。此外,专业的照明设计软件还有:AGI 32,Light Star,Lumen micro,Autolux及Inspire等。
  图1
  在照明应用中,除了传统照明之外,半导体照明是目前最重要的新型节能光源,已经进入销售及应用,在背光照明、便携照明以及室内外照明方面均已占据一定市场份额,和荧光灯一起成为主要照明光源。在照明环境中,如何充分考虑这些新型光源的特点、相互代替性以及新的灯具及环境搭配等问题,都需要教师在教学中深入讲解,如果能配合情境进行深入讲解,教学效果将有大幅度的提高。
  2.2 照明设计要求与企业实际分析
  为了服务企业,培养应用型中高工程技术人才,照明专业课程教学内容应与企业需求相适应,为此,我们专程到全国各地的一些企业和公司进行调研。调研中发现,现代照明中所用的灯具种类型号非常多,在某一情境下可供选择的灯具不可胜数。对于一个公司来说,灯具的设计除满足照明中的安全可靠、长寿命、照度、色温、显色性等基本需要之外,还应考虑安装的方便性、造型的美观性、受众的特别关注点、灯具材料的新颖实用性以及节能环保等诸多特点。尤其需要关注的是创新,以人为本、人文关怀的精神必须体现在产品设计之中,从而提升环境与人之间的亲密度,最终提升产品的附加值。
  在调研中发现,灯具制造企业最为关注的是灯具材料、灯具造型、光型设计以及与环境相匹配的材料光学反射特性。学生由于缺少工作经验及实践,需要在教学过程中加强这些方面的培养。
  2.3 情境法教学法的应用
  照明应用中有许多不同的情境,需要分别创设情境,通常归纳为以下几种:
  2.3.1 家居及工作间生活展现情境
  室内照明中最主要的应用为家居照明和写字楼照明,这两类室内照明需要考虑不同的情境。家居照明分小、中、别墅等不同户型,侧重点根据主人喜爱的风格决定,更多的是温馨安适;写字楼等室内照明属于工作照明,主要以肃穆冷静为出发点。室内照明的设计把在现场的人们带入相应的场景,或为放松,或为紧张集中精力,从而能够更好的生活和工作。从这些照明场景中选取一些典型场景,采用不同照明灯具进行照明,作为学生观察的客体,并配以教师语言的描绘,把这些情境展现在学生眼前,增加学生对情境的基本认识,教师再加以适当引导就可以增加学生的设计视野。
  2.3.2 广场照明景观演示情境
  设计广场及宏大的场所照明需要广阔的思维,应以主要建筑物为中心,设计必要的辅助背景,考虑到白天及夜晚的不同,形成白天风格的统一性和整体性,夜晚景观则以轮廓性为主,从而演示某一特定场所情境。由于情境的场景通常较大,需要分析光源的应用种类、人们的生活习惯以及广场的应用性质,一般以大功率的高压气体放电灯辅以局部照明的LED光源,从主要照明和背景照明入手,构建演示情境,激起学生广远的联想。
  2.3.3 博物馆再现情境
  以博物馆及画廊等为代表的静态照明情境以静态美为主,表现出历史、自然、内涵、时间的凝滞等概念。在这种情境中,丰富的光线表现是展示形象的主要手段,在课堂上用计算机软件再现实际及仿真情境,实际上是把照明设计内容形象化,并随之塑造个人的设计风格。
  2.3.4 饭店酒吧情境
  随着时代的进步,人们对于生活的追求更加丰富多彩,不同的生活节奏和交流需要不同的场景。中国人有着特定的文化,通常以餐饮时的交流为商业交流的主要方式,这时的照明设计以富丽堂皇、风格独特的文化格调,配以辅助的照明,使人处于放松及舒适的情境。由于与西方交流的增加,以私人交流隐私为主的酒吧等也在逐渐增加,这种情境下更多注重安静、隐私、不同空间的隔绝和共享,给人以文雅的感觉。这些情境的照明更多地需要LED的多色照明辅助,需要情境的表现力。
  2.3.5 演艺表演情境
  舞台表演中需要更多呈现动态的效果,通常需要辅以不同的光影表现力,此外还需要音乐音响的配合。音乐的语言是微妙的,也是强烈的,给人以丰富的美感,往往使人心驰神往。它以特有的旋律、节奏,塑造出音乐形象,把听者带到特有的意境中。而用计算机控制的灯光照明与音乐配合,一起渲染艺术表现情境。在这种情境中,最为关键的是选取的乐曲与不同照明在基调上、意境上以及情境的发展上要对应、协调。这种动态表现需要更为精妙的灯光照明配合,所以需要非常复杂的位置配光以及不同功率照度的光源。由于演艺剧目多种多样,所以照明表现也应给予具体配合,要求教师在教授课程内容时必须能够呈现出多种表演情境,从而使学生能够对演艺照明情境有更为深刻的把握,也对舞台照明的复杂要求有深入的了解,从而很自然地加深内心的体验。
  2.3.6 道路、工厂等公共照明情境
  道路及工厂照明更多的是强调安全性、高效性以及节省成本等特点,这些情境与以上情境不同,其主要目的在于客观、简易、够用,不需要更多的表现力。因此,在这些情境教学中更多的是考虑照明标准规定,包括国际国内的相关标准,必须详细分析照明标准要求,并用相应软件仿真,通过情境教学方法表现出来,使学生深刻理解相应的照明标准的设计原因及目的。在情境设计过程中,把各种相应光源分别表现出来,运用这种直观手段,再辅以教师语言描绘,对学生的认知活动起到一定的导向性作用。语言描绘提高了感知的效应,情境展现更加鲜明,并且带着感情色彩作用于学生的感官,使学生主观的感受得到增强。   3 照明情境教学需要考虑的相关原则
  为了更好地使照明理论和情境教学相结合,需要考虑以下应用原则[4-6]:
  3.1 有意识与无意识统一原则
  人的认知规律要求我们在教学中需要考虑到如何使学生集中精力,培养其刻苦学习和钻研精神,使他们有意识地努力学习,还要分析如何调动情感、兴趣、愿望及潜能等因素对智力活动的无意识促进作用。两者统一在一起,会从两个方面同时积极促进学生的学习,而情境教学在促进学生无意识学习方面具有非常好的影响力。无意识与有意识统一,就是一种精神的集中与轻松并存的状态。人的学习思维与联想既有秩序,又在自由驰骋,这就达成了情境教学追求的目标。
  3.2 快乐学习原则
  根据人们认知思维活动,其学习效率与心理激素水平是相关的。当教师在轻松情境或气氛中引导学生学习时,能够使学生展开联想,提出问题找出创新点,从而完成学习的过程。照明设计中的情境教学能够很好地促进学生学习过程中的锻炼并最终达到目标,并且尽可能减轻其学习的心理负担。
  3.3 主导与自主并列原则
  情境教学中需要考虑的是主体地位。在当前阶段,可以安排部分时间以学生为主体,其余多数时间应该遵循以教师为主体的原则。以教学内容为主线,在完成理论及基础内容讲解后可以让学生自由交流及探讨,需要注意的是,必须考虑课程的性质以及学生的参与程度,不能放弃教师的主导而完全以学生为主体,在这一过程中既需要保持教师角色的权威性,又能保证学生的自主性。教学中以学生为主体,主要是考虑其学习接受能力,但这种学习是一种接收后慢慢消化的过程,大学的课程往往很难让学生在课堂上完全掌握所学的内容,所以先主导后交流,先引导后自主是大学学习的教学主线。这意味着教师必须充分了解学生,学生也必须充分了解教师,彼此形成一种默契。教师在情境教学中从学生的实际出发,根据学生的基础情况调整教学内容的难度,学生在教学中的自主性侧重于培养学生的主动精神和创新精神。
  4 结束语
  光源与照明是一个新兴的特色专业,具有时代感和传统精神,它和生活及工作息息相关,要做好专业教学工作需要下大工夫,从多种有益的教学方法入手。根据这一专业的特点,应用情境教学能够促进学生对光源及照明环境的认识,从感性上升到理性,从模糊转变为精确和深刻,从喜欢到专业。应从快乐精神、主体精神及意识培养等几个原则入手,加强学生对专业知识的深入学习和掌握。
  参考文献
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