工程教育背景下“環(huán)境照明設計”課程實驗優(yōu)化探索

梁立君 田會娟 王佳樂 田欽顏

摘要：針對“環(huán)境照明設計”課程教學過程中實驗內(nèi)容與工程實際聯(lián)系不緊密、對學生解決復雜工程問題能力培養(yǎng)不足等問題，結合工程教育理念優(yōu)化設計了實驗教學內(nèi)容。以實際照明工程項目為基礎，設計利于強化學生解決工程問題能力訓練的教學案例，組建實驗教學案例庫，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)與能力水平，探索應用型專業(yè)建設的實驗教學設計與方法。

關鍵詞：環(huán)境照明設計；工程教育；實驗教學

中圖分類號：G642.423；TM923.01 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）24-0251-04

工程教育的核心內(nèi)涵就是要構建“產(chǎn)出（成果）導向”（OBE，Outcome Based Education）的人才培養(yǎng)體系并持續(xù)改進之，工程教育在對12條畢業(yè)要求中，定義了工程教育本科人才培養(yǎng)的能力層次要求，即解決專業(yè)領域的“復雜工程問題”能力[1-9]。2010年9月，我校開設了國內(nèi)首個“光源與照明”應用型專業(yè)，它是天津市特色專業(yè)，是一門為人們提供光明的邊緣交叉學科，在國民經(jīng)濟的各個領域都有著其特殊和重要的地位。本文以工程教育為指導思想，以培養(yǎng)具有綜合工程素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的人才為目的，結合工程教育對本科人才培養(yǎng)的能力層次要求設計以借鑒學習、學習產(chǎn)出為主導的實驗教學內(nèi)容，對于加強學生解決復雜工程問題的能力訓練，發(fā)揮學生的主體性，調(diào)動學生的主觀能動性，提高學生獲取、消化新知識的能力具有現(xiàn)實意義。

一、“環(huán)境照明設計”課程的背景與定位

隨著2020年全面建成小康社會戰(zhàn)略構想的提出，城市的快速發(fā)展和人們美好生活品質(zhì)需求的不斷提高，越來越多的人更加注重光的照明品質(zhì)，而且人們的日常生活已經(jīng)離不開光，無論是自然光還是人工光它們在室內(nèi)外空間的應用非常廣泛。與此同時，當今中國經(jīng)濟的快速發(fā)展促使社會單位對照明設計行業(yè)人才的需求較為迫切，照明設計是環(huán)境設計的一個重要環(huán)節(jié)，也是保證環(huán)境設計質(zhì)量和設計構想最終實施的重要手段[10-11]。因此，環(huán)境照明設計的教學是光源與照明專業(yè)不可或缺的課程之一，同時在工程教育背景下如何提高學生解決工程問題的能力，滿足社會用人單位的實際需求顯得尤為重要。“環(huán)境照明設計”課程是一門專業(yè)必修課，涉及的知識領域非常廣，由于課程課時有限，且課程內(nèi)容要求學生有一定的藝術感和審美性，所以在實施教學活動過程時必須要有所側(cè)重，把握特色。課程在充分調(diào)研畢業(yè)生就業(yè)、現(xiàn)階段社會實際需求的情況下，結合光源與照明專業(yè)學生自身實際情況，確定課程內(nèi)容更側(cè)重于照明設計，更注重培養(yǎng)學生照明設計的能力水平。

二、環(huán)境照明設計實驗教學的優(yōu)化

以往實驗教學設計多是以驗證性、設計性實驗為主，顯著問題是實驗內(nèi)容與工程實際問題貼合不夠緊密、契合度不高，對學生解決復雜工程問題能力強化訓練較少，實驗設計要求低。基于上述問題并結合工程教育對學生的能力層次要求，課程組將課程實驗內(nèi)容進行整合設計，提高其完整性，增加其工程性，同時組建課程的案例庫。案例的設計將注重培養(yǎng)學生解決本專業(yè)領域工程問題的能力，而非單向的灌輸，注重培養(yǎng)學生獲取、發(fā)現(xiàn)、探索知識的能力。

（一）合理組建實驗教學案例設計庫

以教師的橫向科研項目為依托，結合對口企業(yè)單位對人才的實際能力需求，提取設計適用于實際教學情況的環(huán)境照明設計案例，并組建課程的案例庫。目前本課程已完成的教學案例涵蓋室內(nèi)和室外照明領域，包括酒店大堂照明設計、計算機機房照明節(jié)能改造設計、高校教室照明情況調(diào)研、住宅照明設計、博物館藏品展示照明設計、建筑外立面亮化設計、道路照明情況調(diào)研與設計、地鐵照明情況調(diào)研與設計、跨河大橋景觀照明設計等。案例庫包含項目設計與案例分析，實驗內(nèi)容的工程性更強，設計要求充分體現(xiàn)解決工程問題，重點培養(yǎng)學生利用基本理論解決復雜照明設計問題的思維和初步的方案設計能力、創(chuàng)新思維能力，使學生對環(huán)境照明設計有一個全面系統(tǒng)的認識，為以后從事照明設計與照明工程領域的相關工作打下堅實基礎。

（二）實驗教學案例的設計

1.住宅照明設計。設計內(nèi)容與要求：提供某商品房圖紙，學生以小組（2—3人）形式完成該空間的照明方案設計。要求能夠清晰系統(tǒng)地闡述設計原則，能夠把控整個空間并對各功能區(qū)域進行有效的照明分析，能夠運用基本理論表達自己的設計思想；依據(jù)設計標準完成燈具選型；輸出照明效果設計圖、CAD照明設計圖紙等。

教學效果分析：案例是住宅空間照明設計，它是室內(nèi)照明設計比較常見的類型，功能空間相對較多，以小組形式完成大空間照明設計，可以提高團隊協(xié)作溝通解決復雜問題的能力；案例與學生實際生活聯(lián)系緊密，能夠讓學生切實體會到各個功能區(qū)應如何進行設計規(guī)劃，利于學生將理論知識應用到實際項目設計中來；住宅照明設計有相應的設計標準，但使用者的主觀感受往往占有決定性作用，如何平衡這兩者的關系是設計者應充分考慮的；通過完成住宅照明設計，可以強化學生依據(jù)國標進行照明設計的標準意識，提高作為設計者設計思想的表達能力，同時需要學生展現(xiàn)個人創(chuàng)新設計能力。如圖1—3所示為部分優(yōu)秀學生作品。

2.地鐵照明現(xiàn)狀調(diào)研與設計。設計內(nèi)容與要求：調(diào)研天津市運行地鐵車廂內(nèi)的照明情況，要求測試車廂內(nèi)的照度水平、燈具信息等，結合測試數(shù)據(jù)分析照明方法，評價照明效果；結合自己的理解重新完成地鐵車廂內(nèi)的照明設計，給出整體照明方案，建立列車仿真模型，完成燈具選型及照明效果模擬，并能夠?qū)碚撆c實際照明效果之間產(chǎn)生的差異進行合理的分析。

教學效果分析：以調(diào)研形式完成天津地鐵照明現(xiàn)狀的測試分析，可以提高學生對開展項目前實地調(diào)研重要性的認識，增強學生現(xiàn)場動手實踐能力，加深學生對通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)問題的理解，深化學生的借鑒學習意識。學生在評價照明效果時，能夠?qū)φn程中講授的照明設計理論知識進行充分的回饋，提高對課上知識的消化理解。通過對現(xiàn)有空間照明設計方法的借鑒學習發(fā)揮學生的創(chuàng)新應用能力，結合測試數(shù)據(jù)建立列車模型，提高空間建模、模擬仿真和空間照明改造能力。如圖4—6所示為部分優(yōu)秀學生作品。

三、優(yōu)化課程考核

基于工程教育模式，課程在學習產(chǎn)出的考核上制定了切實可行的策略，將原來的理論考核占80%，實驗占20%，更改為理論占50%，實驗占50%，提高實驗實踐設計所占比重，經(jīng)過兩年多的實踐證明，學生的參與度、重視度明顯提高。實驗設計要求學生提交完整的實驗設計作品或照明工程設計解決方案，并在實驗結束后開展互動式教學，課上學生對自己設計的作品或方案進行答辯論述，教師依據(jù)學生答辯情況給出考核成績并記入課程最終成績。通過互相交流設計經(jīng)驗取長補短，充分發(fā)揮學生的主體性，為其創(chuàng)造一個可參與、可體驗的學習空間，鍛煉學生分析問題和表達問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[12-13]。

四、結束語

結合工程教育的理念，課程案例設計更接近學生的實際生活，注重學生解決工程問題的能力培養(yǎng)，學生能夠表達自己的設計想法并真切地體會理論應用到實際的過程，學習產(chǎn)出成果考核指標更趨于合理化，充分調(diào)動了學生的主觀能動性，學生獲取、消化新知識的能力明顯提高，發(fā)揮了學生的主體性，教學效果有了明顯的改善。

參考文獻：

[1]華爾天，計偉榮，吳向明.中國加入《華盛頓協(xié)議》背景下工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].中國高等教育，2017，（1）：82-85.

[2]高相勝，昝濤，王民.工程教育認證畢業(yè)要求達成度評價方法和步驟[J].教育教學論壇，2016，（51）：206-208.

[3]馬親民，王曉春.工程教育專業(yè)認證體系的研究[J].教育教學論壇，2018，（16）：251-253.

[4]王保建，陳花玲，楊立娟，等.工程教育認證標準下的課程教學設置[J].實驗室研究與探索，2018，（08）：162-166.

[5]付鐵，鄭藝，丁洪生，等.工程訓練課程的OBE教學設計與實踐[J].實驗技術與管理，2018，35（1）：180-183.

[6]梅林，楊麗君，孫玲玲，等.基于OBE模式的電力系統(tǒng)綜合實驗教學改革[J].實驗技術與管理，2018，35（1）：218-221.

[7]楊毅剛，孟斌，王偉楠.基于OBE模式的技術創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].高等工程教育研究，2015，（06）.

[8]李志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014，（17）.

[9]楊毅剛，孟斌，王偉楠.如何破解工程教育中有關“復雜工程問題”的難點——基于企業(yè)技術創(chuàng)新視角[J].高等工程教育研究，2017，（02）.

[10]馬麗.環(huán)境照明設計[M].上海：上海人民美術出版社，2013.

[11][美國]維多利亞·梅耶斯.光環(huán)境藝術設計[M].周衛(wèi)新，余國紅，譯.北京：中國電力出版社，2008.

[12]夏晉.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學課程改革——以設計專業(yè)實驗教學為例[J].中國高校科技，2017，（09）：58-60.

[13]楊學軍.加強實踐動手能力培養(yǎng)改革創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式[J].高等教育研究學報，2013，（01）：4-7.