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        學(xué)習(xí)績效與教室照明環(huán)境研究述評

        2018-12-10 01:00:04
        應(yīng)用心理學(xué) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:色溫亮度教室

        (1.滑鐵盧大學(xué)系統(tǒng)設(shè)計工程系,滑鐵盧 N2L3G1 加拿大;2.廊坊市教育局教學(xué)儀器站,廊坊 065000)

        青少年學(xué)生處于生理和心理發(fā)育期,并且長時間在教室內(nèi)學(xué)習(xí),因此學(xué)生所處的教室環(huán)境對他們的身心健康和學(xué)習(xí)效果有著不可忽視的影響。Gilavand(2016)認為教室是一個特殊的社交空間,健康的環(huán)境能夠在學(xué)生的社會化過程中提高學(xué)生的績效。教室環(huán)境包括諸多因素,對于有些影響因素,研究者已基本形成共識,例如Earthman(2004)將溫度、取暖和空氣質(zhì)量列為影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要因素。而對于照明對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響,以往研究尚未給出明確的結(jié)論(Higgins et al.,2005)。研究人員試圖從不同角度找出教學(xué)環(huán)境的最佳照明方案,同時,關(guān)于教室最佳照明方案的爭論和探索也沒有停止過。

        最近十多年來,室內(nèi)照明技術(shù)發(fā)展迅速,照明系統(tǒng)能夠更精細地控制亮度與色溫。與此同時,學(xué)校教學(xué)場景也越來越豐富,而單一照明方案無法滿足教學(xué)場景多樣化的需求。這些發(fā)展和變化給教室照明設(shè)計提供了創(chuàng)新的空間和可能性,也對教室照明環(huán)境研究提出了新的要求。本文的目的是通過調(diào)查和整理以往關(guān)于教室照明環(huán)境對學(xué)生學(xué)習(xí)績效影響的學(xué)術(shù)文獻,歸納和分析相關(guān)研究的共性、問題,以及發(fā)展趨勢,并在此基礎(chǔ)上為后續(xù)研究提供參考和建議。

        1 文獻來源

        本研究檢索文獻來源包括:Google Scholar、Elsevier、ResearchGate、百度學(xué)術(shù),以及中國專利庫。檢索關(guān)鍵詞(英文和中文)是從以下A、B、C三個組中各選取一個,構(gòu)成一個檢索條件,例如:classroom+lighting+concentration。文獻檢索過程按此規(guī)則嘗試各種組合。

        A組:classroom,school,student,indoor environment,教室,學(xué)生

        B組:light,lighting,brightness,color-temperature,illuminance,照明,色溫

        C組:performance,behavior,concentration,attention,productivity,learning,perception,成績,績效

        考慮到研究的時效性,年份篩選條件設(shè)置為2000年及以后。最初檢索結(jié)果包含113篇文獻,對文獻泛讀后去掉了其中與教育無關(guān)的研究(如辦公室、商業(yè)等)25篇,而后根據(jù)教育領(lǐng)域?qū)<业囊庖娮罱K選取其中47篇文獻精讀,精讀過程中從論文所引用的文獻中又補充了5篇(個別文獻早于2000年),因此,最終共精讀52篇文獻。

        2 研究背景

        照明對人的作用包括視覺效應(yīng)和非視覺效應(yīng)。人類視網(wǎng)膜上的視覺感受器包括視錐細胞和視桿細胞。視錐細胞集中于視網(wǎng)膜中央凹區(qū)域,對視覺信息的細節(jié)分辨率高,且有三種視錐細胞為顏色知覺提供信息。但是視錐細胞工作需要較高的照明亮度。在較暗的環(huán)境下,視覺更加依賴視桿細胞,但是視桿細胞分布較為稀疏,對視覺信息的細節(jié)分辨率較低,也無法分辨顏色。因此,照明亮度對視敏度和顏色分辨能力的影響是非常明顯的。已有研究闡述了燈光的質(zhì)量(如頻閃、炫光)和顏色是如何影響視覺能力,進而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績的(Mott et al.,2012)。除了視錐和視桿細胞之外,人眼視網(wǎng)膜上還存在第三類感光細胞,專門負責(zé)傳遞環(huán)境光線信息給大腦的生物鐘調(diào)節(jié)器,影響生物節(jié)律(Berson,et al.,2002)。這類細胞接受到光線刺激(特別是藍光波段),會導(dǎo)致大腦中激素分泌的變化,褪黑分泌素減少,皮質(zhì)醇分泌增加。褪黑素是睡眠激素,它的減少會讓人興奮,不易入睡。皮質(zhì)醇的增加則使人注意力集中,心率加快。光照的效應(yīng)也存在于分子生物學(xué)層面。2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒給3位美國科學(xué)家,獲獎理由為“發(fā)現(xiàn)了調(diào)控晝夜節(jié)律的分子機制”,從而為光照對生物體的影響提供了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)依據(jù)(Mealey-Ferrara,Montalvo,and Hall,2003)。光線對生物節(jié)律的影響屬于照明對人的非視覺效應(yīng)(Berman,2008;Huang,2010;Fabio et al.,2015)。非視覺效應(yīng)也包括光線對人的健康、情緒和機敏度的影響。研究發(fā)現(xiàn)人工照明的亮度和色溫對人體的許多生理指標,如血壓、心率變異、腦電波,以及體溫也有顯著影響(Sleegers et al.,2013)。

        盡管室內(nèi)照明環(huán)境需要考慮的因素很多,但對光照本身而言主要的考慮是光照度和色溫。光照度,即亮度,單位為勒克司(lux),指的是被攝主體表面單位面積上受到的光通量。1勒克司相當(dāng)于被攝主體每平方米的面積上,受距離1米且發(fā)光強度為1燭光的光源垂直照射的光通量。色溫(correlated color temperature,CCT)的度量單位為開爾文(Kelvin),用K表示。色溫指的是當(dāng)一個光源的顏色表現(xiàn)與某一溫度下的黑體輻射的光色相近似時,便用此時黑體的溫度來表示該光源的色溫。高色溫光源偏冷色(藍、白),低色溫光源偏暖色(紅、黃)。目前教室照明環(huán)境研究的主要內(nèi)容就是通過實驗測試和數(shù)據(jù)分析,尋找更合適特定教學(xué)場景的亮度與色溫的組合。

        3 相關(guān)研究的發(fā)展歷程

        室內(nèi)照明是一個復(fù)雜系統(tǒng),涉及的方面很多,比如光源的各種特性、具體的使用場景、參與者的個體差異等等。而受到照明產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用環(huán)境的限制,這必然是一個逐步完善和深入的過程。通過對這個過程的回顧和梳理,我們可以找出發(fā)展的趨勢和規(guī)律。

        最初,研究人員關(guān)注自然光和人工照明的區(qū)別。Hathaway(1983)發(fā)現(xiàn)老師和小學(xué)生更喜歡自然光,其后的一些研究則表明自然光更能對學(xué)生產(chǎn)生積極影響(Rittner and Robbin,2002;Heschong,2003;Earthman,2004)。然而,教室單純依靠自然光不現(xiàn)實(Higgins et al.,2005),而且不足或者過度的自然光都會引起學(xué)生的抱怨(Singh and Arora,2014)。因此,可控的自然光配合適當(dāng)?shù)娜斯ふ彰鲗W(xué)習(xí)績效非常重要(John & Timothy,2005)??紤]到自然光的控制在建筑完成后,主要靠玻璃和窗簾,調(diào)節(jié)的效果非常有限。因此,對人工照明的研究逐漸成為室內(nèi)照明環(huán)境的重點。

        轉(zhuǎn)入人工照明研究后,研究者首先關(guān)注的是人工照明的質(zhì)量。其中,對健康有直接影響的因素包括頻閃、炫光、顯色指數(shù)以及熒光燈黑化問題等。這些問題引發(fā)的抱怨很多,例如頭疼、眼疲勞、身體疲倦、注意力不集中、近視等(Higgins et al.,2005;An et al.,2008)。隨著學(xué)校照明標準的完善和提高以及LED(發(fā)光二極管)的普及,合格的LED產(chǎn)品憑借其高效、體積小、節(jié)能、環(huán)境友好以及實時頻譜可調(diào)等特性得到廣泛歡迎和使用(Smet et al.,2011;?ukauskas et al.,2010),光源的質(zhì)量本身已經(jīng)不再是障礙,關(guān)鍵在于如何應(yīng)用。

        之后越來越多學(xué)者開始研究室內(nèi)照明的亮度,各國也陸續(xù)出臺了相關(guān)標準,例如:美國、英國、中國等國家都規(guī)定教室的平均照度不應(yīng)低于300 lux,且一般要求亮度分布均勻。那么教室里的照明亮度是否越亮越好?做到亮度均勻分布是否就足夠了?近期研究結(jié)果傾向于否定的答案。雖然一些研究表明高亮度(如1000 lux)能夠提高學(xué)生注意力(Sleegers et al.,2013;Singh and Arora,2014),減少困倦、增加活力和提高興奮程度(Smolders,2014;Fabio et al.,2015),然而,Winterbottom(2009)認為過量照明會引發(fā)身體不適和眩光失能(Kim and Koga,2005;Osterhaus,2005),因此建議通過窗簾和燈光調(diào)節(jié)將教室照明亮度控制在1000 lux以內(nèi)。Veronika(2015)通過測量發(fā)現(xiàn)高亮度(5000 lux)和低亮度(400 lux)對受試者的褪黑素變化沒有顯著影響,高亮度與低亮度條件相比反而會降低受試者的績效。此外,一項針對英國小學(xué)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)交互式智能顯示屏已經(jīng)在教室中廣泛安裝,在使用顯示屏的多數(shù)時間里高亮度照明并不是所希望的,老師們更希望使用顯示屏?xí)r亮度足夠低,從而提高顯示內(nèi)容的對比度,而在學(xué)生閱讀書本時再把亮度提高(Zhang et al.,2016)。更進一步,一些特定教學(xué)場景需要調(diào)整亮度分布,例如老師授課和學(xué)生自習(xí)時講臺與學(xué)生區(qū)的亮度對比需要反轉(zhuǎn);幻燈片或投影儀演示時需要減少自然光、關(guān)閉屏幕區(qū)域的照明,而聽眾區(qū)域需要保持適當(dāng)?shù)恼彰鳎患磁d演講需要聚光燈效果;而小組討論最好能夠分區(qū)域照明,減少組間干擾。

        最近幾年的研究開始關(guān)注色溫,也包括對亮度和色溫的綜合研究。Sleegers(2013)的研究表明在高色溫(6500K)照明環(huán)境中學(xué)生更能集中注意力。在學(xué)生的認知方面也有類似發(fā)現(xiàn),F(xiàn)erlazzo(2014)發(fā)現(xiàn)中等色溫(4000K)相對于較低色溫(2800K)光源對于學(xué)生的三維物體識別能力以及多任務(wù)處理能力等有明顯提高;而德國Ulm大學(xué)的研究人員(Keis et al.,2014)發(fā)現(xiàn)在中等色溫光源(4000 K)中混合超高色溫光源(14000 K)能夠提高學(xué)生的認知處理速度和注意力,但對短時間記憶加工和檢索績效基本沒有影響。在此基礎(chǔ)上,近年來部分學(xué)者開始關(guān)注不同教學(xué)場景對照明方案的不同需求。Ayash(2016)指出,在鮮艷的色彩下學(xué)生能取得更高的閱讀分數(shù);Weesolowski(2014)發(fā)現(xiàn)照明的豐富變化能夠提高小學(xué)生的社交行為;韓國KAIST大學(xué)的兩位研究者(Choi and Suk,2016)建議在長時間的學(xué)習(xí)環(huán)境中,光線應(yīng)該有所變化,對于簡單、標準和高認知負荷的活動建議分別使用3500K,5000K和6500K色溫;而另一個韓國研究團隊(Lee et al.,2016)開發(fā)了一個能自適應(yīng)多種教學(xué)場景(如數(shù)學(xué)、藝術(shù)、社交等)的照明系統(tǒng),并提出了分別針對這些場景的亮度和色溫配置。

        圖1室內(nèi)照明相關(guān)研究的發(fā)展

        從上述文獻整理可以看出,近十多年來,研究人員對室內(nèi)照明與學(xué)生績效相關(guān)研究大致經(jīng)歷過四個階段(參見圖1):自然光與人工照明的比較研究、人工照明的質(zhì)量對人的影響、亮度的優(yōu)化,以及不同色溫對人的影響和優(yōu)化。目前的研究趨勢是在綜合之前的成果集成,研究更貼近工作學(xué)習(xí)實踐,進入場景化、集成化的新階段。

        4 理論框架總結(jié)

        在相關(guān)文獻中,部分學(xué)者試圖從理論上解釋照明是如何影響人員績效的,于是提出了一些研究理論框架。雖然這些研究理論框架都是定性分析,無法直接應(yīng)用于工程實踐中的定量優(yōu)化,但是它們對于理解系統(tǒng)中各因素之間的關(guān)系并據(jù)此進行實驗設(shè)計具有指導(dǎo)意義。因此,我們在這里匯總了六個有代表性的研究理論框架。

        Boyce(2004)在“照明影響工作績效的三個途徑的概念框架”(參見圖2)中提出視覺效應(yīng)通過認知績效、任務(wù)績效和運動績效三個途徑直接或間接影響人員績效。此模型包含的因素非常多,是六個模型中最復(fù)雜的一個,可以幫助人們?nèi)嬲J識照明對工作績效影響的機制。

        圖2照明影響工作績效的三個途徑的概念框架

        經(jīng)授權(quán),翻譯自Figure 1 “A conceptual framework setting out the three routes whereby lighting conditions can influence human performance”(Boyce,2004)

        在Boyce(2004)模型基礎(chǔ)之上,Kretschmer et al.,(2012)提出了簡化版的兩通道概念模型(參見圖3)。這個模型的創(chuàng)新之處在于把光線對認知績效的影響歸納為視覺效應(yīng)和非視覺效應(yīng)。

        Mott et al.(2012)提出動態(tài)照明對學(xué)生學(xué)習(xí)效果影響的概念框架(參見圖4)。該框架更有針對性,而且區(qū)分了自然光和人工照明,對工程和實際應(yīng)用有指導(dǎo)價值。

        Samani(2012)的基于變量的研究框架(參見圖5)將影響因素歸納為照明質(zhì)量、顏色,以及個體差異(年齡、性別)。提出對個體差異進行研究這一點具有創(chuàng)新性,不過個體差異涵蓋的內(nèi)容非常廣泛,遠不止年齡和性別,除了生理差異和心理差異,文化差異也不能忽視。

        Kort & Veitch (2014)提出照明對生理機能影響線路框架(參見圖6)。該理論框架與Kretschmer et al.,(2012)的模型有相似之處,都包括視覺影響和非視覺影響兩部分,但主要區(qū)別在于Kort & Veitch (2014)在模型中增加了視覺影響和非視覺影響之間的交互作用。

        Pulay(2015)提出的概念理論框架將光線對學(xué)生的影響分為行為和認知兩種,且兩者之間有交互作用。這些影響都來自生理、心理和荷爾蒙三個方面。

        綜觀上述研究理論框架,視覺效果和非視覺效果是比較公認的影響通道,構(gòu)成了理論模型的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。不同研究者根據(jù)其研究關(guān)注的方向和思路,對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行變化和擴充,從而形成不同的研究框架。

        圖3 在Boyce(2004)模型基礎(chǔ)上簡化的兩通道概念模型

        經(jīng)授權(quán),翻譯自Figure 1 “A simplified conceptual model of the relation-ship between lighting and cognitive performance,including the two different light-sensitive pathways via the visual system and the circadian system” (Kretschmer et al.,2012)

        5 實驗方法總結(jié)

        以往的行為實驗研究基本都采用了實驗組和控制組對照的設(shè)計,且多數(shù)采用實驗前后對比測驗。受試者數(shù)量基本都在100人以內(nèi)(N<100)。實驗中因變量的測量大體上可分為以下四類。

        1.生理學(xué)指標:用生理學(xué)設(shè)備對受試者的體征進行測量,通過測量數(shù)據(jù)反映受試者的生理或心理狀態(tài)。具體方法包括心電圖(ECG)、腦電波(EEG)、皮膚電(EDA)等。例如:Choi and Suk(2016)使用ECG作為先導(dǎo)實驗手段確認不同色溫能夠引發(fā)不同的生理反應(yīng);Shin(2013),Yunhee(2015)通過測量EEG確定受試者的注意力和放松程度;Smolders(2017)在研究中使用了ECG和EDA作為輔助手段記錄受試者在測試過程中的生理變化。

        2.認知任務(wù)指標:閱讀、算術(shù)、打字、拼圖等任務(wù)的成績。

        圖4動態(tài)照明對學(xué)生學(xué)習(xí)效果影響的概念框架

        經(jīng)授權(quán),翻譯自Figure I “Conceptual framework of the study”(Mott et al.,2012)

        注:ADHD=注意力缺乏多動癥(attention deficit hyperactivity disorder)

        圖5 基于變量的研究框架

        經(jīng)授權(quán),翻譯自Figure 3 “Research frame work base on variables”(Samani,2012)

        圖6 照明對生理機能影響線路框架

        經(jīng)授權(quán),翻譯自Figure 2 “Pathways of light relevant to psychological functioning” (Kort & Veitch,2014)

        3.認知心理學(xué)測試和量表:d2視覺搜索注意力測試;卡羅林斯卡警覺度分類表(Karolinska Sleepiness Scale,KSS);精神運動警覺性作業(yè)(Psychomotor Vigilance Task,PVT);狀態(tài)自控力分類表(State Self-Control Capacity Scale,SSCCS);安菲莫夫劑量作業(yè)表(Aventura Karimov table,AKT)等。相關(guān)方法的參考文獻、用途和基本信息參見表1。

        4.主觀問卷:問卷在相關(guān)研究中被廣泛使用,用來衡量受試者的主觀感受和偏好。多數(shù)研究中主觀問卷作為輔助手段;也有個別研究全部基于問卷調(diào)查,例如:Gilavand(2016)。

        另外,需要說明的是,很多研究使用多種度量方法,比如:EEG與簡單任務(wù)結(jié)合、d2與問卷結(jié)合等等。一個研究中的多種度量方法有的是針對不同的度量指標,有的則是對同一目標的多角度驗證。在某些研究中,針對同一目標的兩種度量方法會給出矛盾的結(jié)果,例如:Sleegers(2013)的一部分研究數(shù)據(jù)中d2測試與主觀問卷結(jié)果不一致。

        6 基于教學(xué)場景的照明方案研究

        根據(jù)之前對相關(guān)研究的發(fā)展歷程的回顧,教室照明研究的重點逐步轉(zhuǎn)入場景化、集成化階段。以往的研究側(cè)重于通過實驗手段研究照明參數(shù),如不同的亮度和色溫,對學(xué)生的生理指標或認知績效測驗指標的影響。近期有學(xué)者開始關(guān)注在不同教學(xué)場景下,照明配置方案對學(xué)生學(xué)習(xí)績效的影響。雖然這些研究對教學(xué)場景的定義不同(如:簡單、標準和高負荷,或者數(shù)學(xué)、藝術(shù)、社交、休息),但是其目標是一致的,就是尋找與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標相匹配的最優(yōu)照明配置方案。因此,本文特別針對這個方向有代表性的研究進行了概括,參見表2。從能夠檢索到的文獻看,關(guān)于這個方向的研究數(shù)量有限,研究尚不充分,研究結(jié)論也有值得進一步證實之處。而針對中國學(xué)校的相關(guān)研究更是空白。

        表1 文獻中相關(guān)心理學(xué)測驗方法

        7 以往研究結(jié)果討論

        總結(jié)以往研究,研究者普遍認為光照條件對學(xué)習(xí)績效有重要影響,近十年來的研究主要針對不同亮度和不同色溫對學(xué)生的影響。雖然照明行業(yè)和學(xué)術(shù)界對亮度級別和色溫級別都沒有統(tǒng)一的規(guī)定,但是我們發(fā)現(xiàn)研究者大多定義300 lux以下為低亮度、300 lux至600 lux為中等亮度、600 lux至1000 lux為高亮度;亮度超過1000 lux會引發(fā)身體不適和眩光失能(Kim and Koga,2005;Osterhaus,2005),也不節(jié)能。同時,研究者大多定義2700 K至3500 K、3500 K至5000 K,以及5000 K至6500K為低色溫、中等色溫和高色溫。

        關(guān)于亮度和色溫的具體效應(yīng),根據(jù)以往研究的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論,多數(shù)研究者認為高亮度、高色溫能夠提升注意力和認知績效。因此,占主導(dǎo)的觀點是:在教室照明中使用亮度較高、色溫較高的光線可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)績效。然而,事實上這一觀點仍缺少足夠的研究數(shù)據(jù)支持,甚至部分相關(guān)研究給出了與之沖突的結(jié)論(Higgins et al.,2005)。例如,基于實驗數(shù)據(jù)Yunhee(2015)認為高色溫并不會影響學(xué)生的注意力和認知活動,低色溫也不會讓學(xué)生更放松、安靜。Smolders(2017)的實驗結(jié)果顯示高色溫環(huán)境與低色溫相比并不會對大學(xué)生的“精神狀態(tài)和績效帶來明顯的有益影響,也不會產(chǎn)生生理上的激活效果”。Yan(2010)的實驗結(jié)果則顯示在中等色溫(4000 K)環(huán)境中,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率最高,并且視/腦疲勞最低,而非高色溫(6500 K)環(huán)境。有的實驗結(jié)果顯示男女對燈光的反應(yīng)沒有明顯差異,而有的實驗則給出相反結(jié)果(Knez,2000)。甚至有的實驗中同樣的照明環(huán)境對四年級學(xué)生有影響顯著,而對六年級學(xué)生影響不顯著,而注意力測試結(jié)果跟主觀問卷結(jié)果也出現(xiàn)了矛盾(Sleegers et al.,2013)。

        表2 教室場景化照明與學(xué)生績效相關(guān)研究的比較

        對于這些不一致和矛盾,其原因可能在于實驗設(shè)計不夠嚴密,對其他因素的控制不夠(Choi and Suk,2016)。Smolders(2017)發(fā)現(xiàn)不同測試時間,如上午時段和下午時段,對測試結(jié)果有顯著差異。Moon(2016)表示受試者的性別、年齡、工作狀態(tài)等因素也會影響個體對照明方案的反應(yīng)。Yunhee(2015)強調(diào)人的情緒因素的重要性,在實驗中,情緒因素對結(jié)果的影響甚至超過了生理學(xué)反應(yīng)的影響。此外,以往研究數(shù)據(jù)樣本較小(多數(shù)研究中被試不超過100人)以及時間跨度較短(多數(shù)研究持續(xù)不超過3個月)也是重要制約因素(Sleegers et al.,2013;Pulay,2015;Fabio et al.,2015;Ayash et al.,2016)。更進一步,通過分析以往實驗的結(jié)果報告能夠發(fā)現(xiàn),在報告統(tǒng)計差異顯著的40篇文獻中僅有6篇報告了效果量(effect size),比例偏低。在所報告的效果量中,ηp2值在0.001至0.741之間,其中效果量較大的(ηp2≥0.5)包括:高亮度高色溫照明(1000 lux,6500 K)相對于標準照明(300 lux,3000 K)對提高學(xué)生注意力集中度和減少錯誤率有積極作用(Sleegers et al.,2013),高色溫照明(6500 K)相對于3500 K和5000 K對提高算術(shù)答題正確率有積極作用(Choi and Suk,2016)。以往研究所報告的Cohen’sd值在0.13至3.94之間,其中效果量較大的(d≥0.8)包括:高色溫照明(5500 K相對于3000 K和3500 K)對提高認知處理速度和注意力集中度以及減少錯誤率有積極作用(Keis et al.,2014)。

        8 后續(xù)研究建議

        通過對現(xiàn)有研究存在問題和發(fā)展趨勢的梳理,本文希望能夠為后續(xù)研究提供一些方向性的建議。

        首先,以往研究中較多使用主觀問卷,但是主觀結(jié)果受個體差異及隨機因素影響較大,并不總是能夠反映照明對學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果的影響,一些研究中出現(xiàn)的主觀問卷與客觀測試結(jié)果的矛盾就是例證。因此,后續(xù)研究應(yīng)減少對主觀評價的依賴,多使用客觀評測,特別是基于客觀數(shù)據(jù)的量化分析。

        其次,被試人群的特征,如年齡、性別、地域及文化差異等,都有可能影響實驗結(jié)果。不同被試人群對最優(yōu)照明條件可能有不同的需要。以往研究所積累的實證數(shù)據(jù)仍然不足,后續(xù)研究需要繼續(xù)收集數(shù)據(jù)并比較不同被試人群間的差異,并注意在實驗結(jié)果中報告效果量。

        第三,無論是生理學(xué)方法、心理學(xué)方法,還是認知任務(wù)測試(參見“5.實驗方法總結(jié)”),現(xiàn)有研究基本都是用間接結(jié)果表示學(xué)生的學(xué)習(xí)績效。在本文檢索到的研究中,沒有一例使用真實的考試成績。雖然可能的原因有很多,但是從某種意義上,中國學(xué)生、學(xué)校和家長最關(guān)心的還是學(xué)習(xí)成績。因此,后續(xù)研究需要檢驗照明配置對學(xué)生各科成績有無顯著影響。

        第四,LED、智能終端、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展和普及,使得可動態(tài)調(diào)整亮度和色溫的智能照明系統(tǒng)具備了大規(guī)模應(yīng)用的條件。教學(xué)場景和教學(xué)手段的現(xiàn)代化、多樣化,也帶來了教室照明需求的多樣化和場景化,然而相關(guān)的研究目前還不充分(參見“6.基于教學(xué)場景的照明方案研究”),后續(xù)研究也需要在這方面進一步加強。

        最后,現(xiàn)有研究的數(shù)據(jù)樣本都比較小,后續(xù)研究需要增大樣本量,提高統(tǒng)計檢驗力。當(dāng)數(shù)據(jù)樣本達到一定規(guī)模后,可以考慮利用機器學(xué)習(xí)的方法進行數(shù)據(jù)分析,期望能夠得出更多結(jié)論。

        綜上所述,盡管部分研究發(fā)現(xiàn)高色溫照明對提高學(xué)生注意力有積極作用,以往研究仍存在許多不足,以往的研究方法和設(shè)計需要完善和擴展,研究者尚未對教室照明如何影響學(xué)生學(xué)習(xí)績效這個問題的答案達成共識。因此,已有研究結(jié)果尚不足以對教室照明的最佳亮度和色溫設(shè)計方案給出決定性的指導(dǎo)意見,也表明該領(lǐng)域相關(guān)研究還有較大提升空間。

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