Trong các loại đèn thông minh, đèn LED panel thông minh 60×60 (cm) là loại đèn phù hợp nhất cho việc chiếu sáng trong môi trường học tập.
1. Sự ảnh hưởng của ánh sáng đến môi trường học tập của học sinh
Các nghiên cứu về sự ảnh hưởng của ánh sáng lên cơ thể người đã chỉ ra rằng: nhiệt độ màu của ánh sáng (ấm – trắng ấm – trắng) có thể kích thích sự sản sinh hoặc ức chế các hormone thiết lập trạng thái học tập, tập trung, hay nghỉ ngơi, giải lao của trẻ.
Cụ thể, ánh sáng trắng có nhiệt độ màu > 4000K thúc đẩy sự tiết hormone cortisol giúp thiết lập trạng thái tập trung, hào hứng học tập, nhiệt độ màu <3000K ức chế cortisol và thúc đẩy việc tiết Melatonin đưa cơ thể vào trạng thái thư giãn, giải lao.
Có thể nói, trong lớp học, đối tượng bị ảnh hưởng trực tiếp từ ánh sáng là học sinh. Việc tạo ra một ánh sáng biến đổi mô phỏng ánh sáng tự nhiên để giúp học sinh điều hoà nhịp sinh học, bảo vệ đôi mắt và giúp các em tránh một số bệnh về tâm lý là cần thiết.
Tuy nhiên, trong suốt 8 tiếng học tập tại lớp, học sinh trải qua rất nhiều hoạt động như tiếp thu kiến thức mới, đọc sách, thuyết trình, giải lao,… Mỗi hoạt động này yêu cầu một loại năng lượng riêng biệt, được trực tiếp quyết định bởi sự sản sinh hay ức chế các loại hormone như cortisol và melatonin. Vì vậy, việc tận dụng ánh sáng để giúp học sinh thiết lập trạng thái phù hợp cho từng hoạt động cũng quan trọng không kém.
2. Ứng dụng HCL vào các hoạt động trong lớp của học sinh
Chiếu sáng lấy con người làm trung tâm (HCL) thường được hiểu là ánh sáng tập trung vào chu trình sinh học của con người, giúp điều hoà nhịp sinh học. Nhưng hơn thế nữa, chúng ta cũng có thể mở rộng định nghĩa, là chiếu sáng điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu và sở thích của cá nhân nhằm tối ưu hiệu quả sử dụng ánh sáng.
Nguyên lý chiếu sáng HCL ứng dụng vào hệ thống đèn LED Panel thông minh Lumi mang lại 2 chế độ chiếu sáng chính vừa giải quyết bài toán về đồng bộ nhịp sinh học cho học sinh, vừa giúp thiết lập trạng thái năng lượng phù hợp cho các hoạt động học tập.
– Ánh sáng mô phỏng ánh sáng tự nhiên, điều hoà nhịp sinh học
– Ánh sáng thiết lập trạng thái năng lượng phù hợp cho từng hoạt động trong lớp
Ánh sáng mô phỏng ánh sáng tự nhiên, điều hoà nhịp sinh học
Chiếu sáng trước hết là để học sinh nhìn rõ hình ảnh, chữ viết trong bài giảng của giáo viên. Chính vì thế một nguồn sáng LED có quang thông lớn, đảm bảo việc hiệu quả thị giác cho học sinh là điều cần thiết.
Nhưng kết quả từ những nghiên cứu khoa học đã đề cập đến mối quan hệ mật thiết giữa ánh sáng và đồng hồ nội sinh trong cơ thể khiến chúng ta phải quan tâm nhiều hơn đến nguồn sáng trẻ tiếp xúc suốt gần 8 tiếng học tập trên lớp: Chiếu sáng không chỉ để sáng rõ, mà còn sáng để bảo vệ đôi mắt và sáng vì sức khoẻ sinh học của trẻ.
Bằng việc ứng dụng công nghệ hiện đại, hệ thống Chiếu sáng thông minh Lumi Smart Lighting tạo ra ánh sáng mô phỏng tự nhiên, giúp đồng bộ hoá nhịp sinh học của học sinh.
Cụ thể: ánh sáng sẽ được lập trình để biến đổi cường độ sáng và nhiệt độ màu theo chu trình mọc lặn của mặt trời, ví dụ như ánh sáng có tác dụng “đánh thức” trong khoảng 8h50 – 9h10 sẽ giúp các hormone học tập và làm việc được sản sinh, ánh sáng có cường độ và nhiệt độ màu giảm xuống vào buổi trưa cũng kích thích bầu không khí nghỉ ngơi cho trẻ. Sau bữa trưa, cường độ màu được điều chỉnh tăng dần, có tác dụng kích thích chế độ học tập trở lại.
Ánh sáng thiết lập trạng thái năng lượng phù hợp cho từng hoạt động trong lớp
Mối quan hệ mật thiết giữa ánh sáng và các hormone quy định trạng thái làm việc, nghỉ ngơi, tập trung đã được nhắc tới trong nhiều bài báo khoa học. Phát triển dựa trên các kết quả này, Lumi Smart Lighting đã ứng dụng những kịch bản chiếu sáng phù hợp với đặc thù cho lớp học – nơi diễn ra nhiều hoạt động học tập đa dạng và đòi hỏi các không gian chiếu sáng khác nhau.
Với các chế độ ánh sáng khác nhau với nhiệt độ màu và độ sáng phù hợp, giáo viên có thể điều chỉnh ánh sáng phù hợp với từng hoạt động trong lớp, ví dụ như cung cấp ánh sáng đánh thức hoặc kích khi học sinh mệt mỏi.
- Chế độ Đánh thức
Chế độ này dựa trên nghiên cứu khoa học chỉ ra rằng ánh sáng xanh có thể kích hoạt cũng như ức chế sự sản xuất Melatonin (Theo Berson và cộng sự 2002). Để thiết lập chế độ này, chúng ta cài đặt Nhiệt độ màu và cường độ sáng ở mức cao (6500K, 600 lux ~ 86% độ sáng) và sự phân bố ánh sáng đồng đều. Mục đích của chế độ Đánh thức là để thúc đẩy chu kỳ sinh học theo cách mà học sinh cảm thấy rằng ánh sáng đó giúp chúng thức dậy và báo hiệu rằng, đó là thời gian để tới trường. Đồng thời, điều quan trọng là cường độ sáng cũng không được quá cao, tránh cho học sinh cảm thấy căng thẳng khi cảm nhận ánh sáng.
- Chế độ giao tiếp/ thảo luận
Một nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằng ánh sáng có sắc tố đỏ cũng có chức năng kích hoạt mà không gây ảnh hưởng đến sự sản sinh Melatonin (Figueiro, Bierman, Plitnick & Rea, 2009) (Sahin and Figueiro 2013) (Mariana Figueiro, 2015). Trong chế độ này, ánh sáng cường độ cao (600 lux) và sự phân bổ sáng đồng đều được duy trì, để giúp cho học sinh tỉnh táo và tập trung vào việc học hành.
Một nguyên nhân khác cho chế độ này là sự nhạy của của các tế bào nhận biết màu sắc trong mắt chúng ta. Còn người có 3 loại tế bào nón có chức năng nhận thức màu sắc: S, M, L. Loại tế bào M và L có độ nhạy giống nhau, độ nhạy tối đa khoảng 535 nm (loại M) và 562 nm (loại L). Đây cũng là những bước sáng cho chúng ta khả năng nhận biết sự thay đổi màu nhỏ nhất trên da. Điều quan trọng là cho phép chúng ta nhìn thấy sự khác biệt giữa các sắc thái khác nhau trong màu sắc trên khuôn mặt (máu có oxy / không được oxy hóa) để cho phép chúng ta diễn giải trạng thái cảm xúc của những người xung quanh chúng ta. Ánh sáng đỏ hơn thường cung cấp điều kiện tốt hơn cho những cuộc hội thoại với các yếu tố của cần thiết cho các mối quan hệ xã hội (Changizi 2009). Vì thế, nhiệt độ màu khá thấp là hợp lý, khoảng 3000K.
- Chế độ thư giãn
Mục đích chính của chế độ này là tạo ra một môi trường có khả năng phục hồi, cung cấp không gian cho học sinh không chỉ để bình tĩnh mà quan trọng hơn là tập hợp sức mạnh. Nhiệt độ màu và cường độ thấp, cụ thể 2700K 250 lux và phân bố ánh sáng đồng đều. Chế độ này không tập trung vào nhu cầu thị giác cho việc học ở trường và do đó nó sẽ kém nhạy cảm hơn nếu môi trường hơi chói. Ánh sáng từ một ngọn nến cũng có thể giúp học sinh đi vào cảm giác hồi phục.
- Chế độ Hoạt động chung
Chế độ này có mục đích để hồi phục phần nào, đồng thời cũng đủ kích thích để hỗ trợ tư duy tích cực/ năng động, đáp ứng tiêu chuẩn về độ rọi 300 Lux. Sự phân bố ánh sáng đều và trắng khoảng 4000 K.
- Chế độ thuyết trình
Mục tiêu của chế độ này là tạo ra một môi trường kịch tính hơn (dramatic environment). Ánh sáng ở phía trước của lớp học có cường độ cao hơn (500 Lux) so với phía sau lớp học (350 Lux), để tạo cảm giác cho người thuyết trình như đang ở trên sân khấu, cho học ở dưới sinh tập trung hướng về người đang trình bày. Nhiệt độ màu khá trung tính, 4000K.
- Chế độ Smartboard (đối với lớp học có bảng tương tác thông minh)
Mục tiêu chính là giảm mức độ ánh sáng xung quanh bảng thông minh sao cho học sinh có thể đọc được thông tin trên bảng thông minh. Điều quan trọng là tránh ánh sáng chói và cho phép học sinh đọc và viết trên khi bảng thông minh đang bật. Ánh sáng ở hàng ghế trước được giảm đi (200 Lux) và ánh sáng ở phía sau nhiều hơn (400 Lux). Nhiệt độ màu khá trung tính, khoảng 4000K.
