“双碳”背景下的“电气照明”课程改革探索

摘要：碳达峰碳中和是世界各国共同关注的热点议题，照明是工业与民用建筑等众多领域电能消耗的重要组成部分，在总体电能损耗中占比较大，其碳排放量对整体碳中和碳达峰目标的实现具有重要影响。“电气照明”是建筑电气及智能化专业的主干课程，是学生走向工作岗位广泛应用的一门课程，对“电气照明”课程进行改革，在培养学生的绿色照明和环境保护意识等方面意义重大。本文从碳达峰碳中和的背景出发，探讨电气照明课程改革的必要性，并提出一些课程改革探索思路与方案。

关键词：电气照明；碳中和；碳达峰；教学改革

碳达峰是指温室气体排放量在特定时期内达到最高点后开始减少。碳中和是指在一定的时间范围内，单位或个体的碳排放量等于其吸收的碳量，使净碳排放为零。碳达峰碳中和是全球各国共同努力的目标，对于减缓气候变化至关重要，可减少温室气体排放和增加碳吸收，可以降低全球平均温度上升，保护生态环境，减少极端天气事件的发生。世界各国都在努力制定并实施碳达峰碳中和的计划，通过推动清洁能源、能效提升、森林保护等措施，为未来的气候稳定和可持续发展做出贡献。

2020年9月，我国提出了“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略目标，并将实现“碳达峰”“碳中和”作为国家未来长期的工作重点。2021年7月，教育部印发《高等学校碳中和科技创新行动计划》，明确要充分发挥高校基础研究深厚和学科交叉融合的优势，加快构建高校碳中和科技创新体系和人才培养体系。

照明是工业与民用建筑等众多领域电能消耗的重要组成部分，在总体电能损耗中占比很大，照明节电对碳中和、碳达峰目标的实现具有重要影响。“电气照明”是建筑电气及智能化专业的主干专业课程，是学生走向工作岗位广泛应用的一门课程，在学生的专业框架和知识体系中具有重要作用。在“双碳”背景下进行“电气照明”的课程改革，密切贴合现实背景需求，可使学生有效掌握相关专业知识，为高质量完成“双碳”目标提供强大的人才支撑。

1“双碳”背景下“电气照明”教学的问题

目前“电气照明”教学上存在教材少、教材陈旧、教学形式单一等诸多问题，而进入21世纪以来，新型光源和灯具不断涌现，照明控制方式日新月异，同时照明相关的国家规范和标准也不断更新，现有的教学条件和教学方式已不能满足时代发展对专业人才培养的需求。课堂教学与课程设计等实践教学环节脱节，导致学生获取的知识缺乏系统性，学生的专业知识综合应用能力差、实践能力薄弱；此外，教学过程中，教学形式较单一，教学方法较为陈旧，偏重于理论教学，以讲授式授课为主，教师讲、学生听的传统教学方法使得学生的主观能动性受到限制，不利于培养学生的创新能力。同时未设置实验课，缺乏相关的实验支撑，学生不能从实验中得出节能数据对比，对于正确选择光源、灯具和控制方式缺乏系统的概念。

开展“双碳”目标下“电气照明”的课程改革研究，对课程的教学内容进行合理优化、教学方法进行系统改革、考核模式进行综合评价，充分激发学生的学习兴趣，在培养专业技能的同时，深度挖掘提炼专业课程知识体系中蕴含的思想价值和精神内涵，探索和实践“知识传授与价值引领”有效融合，让学生丰富学识、增长见识、塑造品格，激发家国情怀和使命担当，主动对接国家经济社会发展和企业技术创新对应用型创新人才的需求，为培育满足“双碳”战略发展的人才奠定基础。

2“双碳”背景下“电气照明”教学改革策略

为顺应形势发展需要，切实解决课程教学中存在的问题，我们从教学目标、教学内容和教学方式等方面进行了认真探讨，将“碳达峰”“碳中和”理念融入教学中，使学生深入理解“碳达峰”“碳中和”，培养学生“碳达峰”“碳中和”理念的科学素养、实践能力和知识水平，实现“碳达峰”“碳中和”背景下的人才培养目标。

2.1教学内容改革

在“碳达峰”“碳中和”的背景下，“电气照明”课程教学内容需要紧跟技术发展的步伐，按照新工科建设要求，紧紧围绕应用型人才培养目标，准确把握电气照明在课程体系中的定位和专业培养目标中的支撑作用，将“碳达峰”“碳中和”教育贯穿课程教学全过程，结合社会需求、学科前沿，将新知识、新技术、新理论充实到教学内容中，在注重电气照明基础理论知识的基础上，及时引入节能新产品和新技术，牢固树立节能理念。

目前教学中“电气照明”课程教材可选择余地小，使用较多的是同济大学俞丽华教师编著的《电气照明》，该教材是国内第一部专门讲授电气照明的系统教材，内容全面，经过2014年第四版修订，仍是当前教学较为合适的选择，但该版教材是基于《建筑照明设计标准》GB500342013修订的，至今已有10年，当时的LED光源和灯具尚不成熟，近年来LED光源和灯具高速发展，智能灯具和照明控制方式不断更新，同时近年来随着国家通用规范的颁布和公共建筑节能设计标准、绿色建筑设计标准等的修订也对照明节能等提出了更高的要求，现有教材难以实时同步更新，针对这些问题，需要教师在教学中及时调整和补充相关内容，教学中我们对于白炽灯、荧光灯、HID灯等传统光源侧重于介绍传统光源的发展历史和应用演变过程，及时补充LED光源的技术参数及优势；同时由于传统光源的更新迭代，相应灯具也逐渐被LED灯具所替代，我们从LED灯具的技术参数和特点综合比较LED灯具和传统灯具的差别，推动LED灯具的广泛应用；我们积极引导学生通过中国照明学会官网、照明企业官网等多种渠道收集光源和灯具资料，并从光源的光效参数和灯具的效率（效能）等方面作对比，针对各类不同场合对照明的需求选用合适的光源和灯具。

同时随着近年来智能照明控制技术和智能照明灯具的不断涌现和更新，传统照明控制已不能顺应时代发展的需求，我们在教学中及时补充相关内容并做出对比分析，以教室、图书馆、商业等建筑为例，分析不同建筑、不同场所的典型工程应用，综合分析智能照明控制系统的结构特征，针对不同工程的需求，分析智能照明控制系统的优缺点及适用性，并在实践中尝试应用，并通过调研综合比较节能效果，提高了学生的工程应用能力。

2.2教学方式改革

2.2.1改变教学方式

改变简单课堂讲授形式，将学生作为知识传授过程中的主体，培养学生自主学习、终身学习的能力，在突出课堂教学的同时，创新教学方法，采用互动式、研讨式、对比式等多种教学方法，开展线上线下混合式教学，合理应用现代化教学手段，焕发课堂生机活力，并结合知识点适时补充规范解读及相应工程案例等教学手段，充分调动学生学习和参与的积极性。引导学生在手机上安装照度检测APP软件，通过改变开灯方案、窗帘开关等多种状态检测不同场所、不同部位、不同场合的照度值，并结合国家规范的照度标准值，建立不同场合照明的基本要求和照明节能的思想意识；引导学生以实际行动加入“地球一小时”活动，深入了解“地球一小时”活动的积极意义，并贯彻到日常生活中；组织学生开展社会调研，提升学生的学习兴趣，培养学生的综合素质。从不同角度加深专业认知，提高专业认可。在课堂上为学生展示丰富的影音资料，分享先进产品资料，充分发挥互联网的优势，引导学生通过网络、设计手册、产品资料等多种渠道收集光源和灯具信息，对光源的光效参数和灯具的效率（效能）等方面作对比，利用周末和假期进行社会调研，发现和分析实际照明工程应用中存在的问题和改进措施，针对各类不同场合对照明的需求选用合适的光源和灯具；针对智能照明控制、智能照明灯具，要求学生收集相关资料，有条件的购买相关产品并在家庭等场所作照明技术改造，对比传统照明控制和智能照明控制的优缺点并探索相关场合的应用。

注重电气照明工程应用，教学中我们着力培养学生综合应用能力，立足照明节能目标，从光源、灯具、配电、控制等各个环节入手，分组开展电气照明工程的应用探索，从光源、灯具选择入手，对比不同设备选择下照度和LPD设计值，得出最优照明设计方案；进而从照明控制策略和方式上对比，得出照明节能控制方案；最后再分析电能运行参数，综合不同场所电气照明节能的优化方案。

2.2.2改革考核方式

在课程考核上，结合国家注册电气工程师的考试特点及卓越工程师的培养需求，建立全过程学业评价方式，增加过程考核的占比，加强对学生课堂内外学习的过程考核。课程采用期末开卷考试成绩，试题紧扣国家规范标准，注重案例分析和实际工程应用，为学生走上工作岗位和今后参加注册电气工程师考试做好铺垫；加大平时成绩的占比，改变平时成绩的考核方式，把教材外教学内容补充部分的完成质量作为一项重要的成绩组成，另外要求学生结合“地球一小时”活动写一篇相关或者照明节能的文章，培养学生科技论文的撰写能力、加深对照明节能和“双碳”概念的理解。期末考试和平时成绩在最终成绩的比重各占50%，真正锻炼了他们的文献检索、信息获取、资源整合等综合能力，真正理解照明节能和“双碳”概念，进而培养学生成为“双碳”领域复合型高端人才。

2.3教学实践改革

由于课程未设置实验环节，只有一周课程设计实践环节，因而缺乏从数据上直接比较照明节能的效果，所以我们在教学过程中加大了平时成绩的占比，要求学生在课外展开调研活动，比如调研不同光源的应用场合和LED灯具的使用状况，同时调研相关单位或场合光源更新换代情况及电费、照明效果的变化，结合我校教学楼教室灯具的更换前后的照度、用电量等数据对比，从这些数据中理解照明节能和“双碳”概念，引导学生举一反三，对课本理论知识融会贯通，并实现具体的实践应用，在课程设计中针对不同的课题选择最优的照明方案。近年来积极组织学生参与大学生节能减排社会实践与科技竞赛，让学生通过竞赛深入体会和理解“碳达峰”“碳中和”的意义，并取得了一定的成绩，同时锻炼了学生的综合应用能力。

近年来智能照明控制系统日益普及，新型照明控制方案日新月异，一些互联网企业也加入照明控制领域，教学中我们鼓励学生积bc2f73c41fea7ef50fa5b128d243103e极了解最新的照明控制策略和相关产品，引导学生针对新型光源和灯具、智能照明灯具、智能照明控制，综合分析其优缺点并探索工程项目的实际应用，在实验室和家庭等场所开展照明技术改造，分析对比传统照明控制和智能照明控制的差别，并在课程设计课题中予以应用，在节能性能和智能化等方面探索新光源、智能照明控制技术的应用。

2.4强化师资队伍建设

“电气照明”课程具有非常强的应用性特征，照本宣科的教学不能实现培养目标，要求任课教师具备一定的理论和实践能力，我们选择具有长期工程设计经验的教师任课，并注重师资队伍建设，让任课教师到我校工程设计研究院参与工程设计工作，将工程实践经验转化到教学中，组织学生到工地现场考察实践，并将具体工程应用到课程设计中。

3“电气照明”教学中的“课程思政”

高校立身之本在于立德树人，我们在教学中认真理解和落实“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”，着力培养“德才兼备、领袖气质、家国情怀”的环境工程卓越人才，我们从课程特点、课程内容出发开展课程思政教学，让学生牢固树立“绿水青山就是金山银山”的意识，培养学生勇担重任，将照明节能、绿色照明落实在身边的每时每刻，以实际行动推动绿色发展转型。

我们从身边入手，杜绝长明灯，养成随手关灯的良好习惯，积极推行节能光源和灯具，推广智能照明控制技术，结合课程特点将专业知识和课程思政相融合，挖掘教学内容中潜在的思想政治内容，在传授知识的过程中培养学生的爱国情怀，提升学生的精神境界，发挥专业知识和课程思政的协同效应。

课堂教学中，依托专业知识和相匹配的思政知识进行有机结合，开展课程思政，让学生充分理解照明节能和“双碳”的关系，牢固树立节能、环保的思想理念，深刻理解“绿水青山就是金山银山”和我国设立“双碳”目标的意义，强调我国的大国形象和责任担当，教导学生志存高远，关注国家和人民重大需求，培养学生的担当和责任意识。鼓励学生积极参加调查研究，理论联系实际，积极推广照明节能新产品和新技术，培养合格的社会需求人才。

结语

围绕国家“双碳”重大战略，优化“电气照明”课程设置和教学，对于培养照明节能人才意义重大。教学实践表明，将“双碳”目标融入电气照明专业知识教授中，提升了学生的学习兴趣，调动了学生的学习积极性，培养学生责任和担当意识，引导学生将个人兴趣、专业学习、职业发展和国家需求有机结合，积极开展课程思政，在完成“电气照明”专业知识讲授的同时，培养学生的环境意识和可持续发展意识，更新电气照明领域的知识和技术，为实现“双碳”目标做出贡献。

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基金项目：扬州市绿色建筑专项引导基金（扬建科〔2022〕693）

作者简介：李新兵（1969—），男，汉族，江苏扬州人，硕士，高级工程师，主要研究方向：供配电、建筑电气及智能化。