Ποιες είναι οι καταλληλότερες συνθήκες φωτισμού σε ένα περιβάλλον μάθησης για βελτιωμένες αποδόσεις των μαθητών;

Η ένταση του τεχνητού φωτισμού φαίνεται πως έχει μια σειρά από συνέπειες στη διάθεσή μας, καθώς και στην ικανότητά μας να συγκεντρωνόμαστε. Μια νέα έρευνα που είδε το φως της δημοσιότητας στο περιοδικό Optics Express, ερευνά το χρώμα του φωτισμού και τις συνέπειές του στη γνωστική επίδοση του ανθρώπου. Στην μελέτη, καταγράφεται η έρευνα ειδικώς στις επιπτώσεις των διαφόρων συσχετιζόμενων με το χρώμα θερμοκρασιών (correlated color temperatures ή CCT). Η CCT είναι ένας απλός τρόπος για να χαρακτηριστεί (μετρηθεί) το χρώμα που φαίνεται σε μια πηγή φωτός. Μια χαμηλή CCT – κάτω από 3500 βαθμούς Kelvin (Κ) – δίνει φως που φαίνεται «θερμό» (κιτρινωπό λευκό), ενώ μια υψηλή CCT – πάνω από 5000 Κ – δίνει φως που φαίνεται «ψυχρό» (γαλαζωπό λευκό).

Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως εκπέμπουν φως μεταξύ 2500 Κ και 3000 Κ, που γίνεται αντιληπτό ως κιτρινωπό λευκό και η CCT για το φως ημέρας είναι περίπου 6500 Κ και γίνεται αντιληπτό ως γαλαζωπό λευκό. Οι λαμπτήρες φθορισμού μπορούν να αγοραστούν με επιλογές σταθερής CCT σε μια περιοχή από 2500 Κ μέχρι 5000 Κ. Το αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό των LED, που απουσιάζει από τις συμβατικές πηγές φωτός – όπως οι λαμπτήρες πυρακτώσεως και φθορισμού – είναι ότι η CCT τους μπορεί να είναι ελεγχόμενη.

Σε προηγούμενη μελέτη, με ενήλικες εθελοντές σε συνθήκες εργαστηρίου, οι ίδιοι ερευνητές – Kyungah Choi και Hyeon-Jeong Suk – μελέτησαν τις επιδράσεις συνθηκών φωτισμού με διαφορετικές CCT (3500, 5000 και 6500 Κ) στο επίπεδο της φυσιολογικής εγρήγορσης, που μετρήθηκε με τη χρήση ηλεκτροδίων που τοποθετήθηκαν στο δέρμα των καρπών και των αστραγάλων για την καταγραφή του ηλεκτροκαρδιογραφήματος (ECG), που είναι γνωστό ότι παρουσιάζει διάφορους χαρακτήρες ανάλογα με την κατάσταση εγρήγορσης ενός υποκειμένου που συμμετείχε στην έρευνα. Η μελέτη διεξήχθη σε ένα δωμάτιο εξοπλισμένο με οροφή φωτεινών LED, με CCT του περιβάλλοντος φωτισμού που ελέγχονταν με ρύθμιση των επιπέδων των κόκκινου, πράσινου, μπλε και λευκού φωτός. Όπως προβλέφτηκε η συνθήκη φωτισμού 6500 Κ οδήγησε στο υψηλότερο επίπεδο φυσιολογικής εγρήγορσης, ενώ η συνθήκη 3500 Κ ήταν η πιο «χαλαρωτική».

Θερμοκρασία και χρώμα φωτός

Σε επόμενο βήμα, οι ερευνητές έλεγξαν την επίδραση τριών διαφορετικών συνθηκών φωτισμού στις ακαδημαϊκές επιδόσεις και τις δραστηριότητες ανάπαυλας των μαθητών τετάρτης δημοτικού σε μια «τεχνητή» τάξη του ίδιου εργαστηρίου. Για να ελεγχθεί η ακαδημαϊκή επίδοση, δόθηκαν στους μαθητές χρονομετρημένα αριθμητικά τεστ. Περιέργως οι ερευνητές βρήκαν μη-σημαντικές αποκλίσεις στην επίδοση υπό τις διαφορετικές συνθήκες. Με άλλα λόγια, η «διέγερση» με φως CCT 6500 Κ δεν βοήθησε τους μαθητές να πάνε καλύτερα στα τεστ. Μια εύλογη εξήγηση θεωρήθηκε από τους ερευνητές, η διεξαγωγή των ελέγχων σε τεχνητό περιβάλλον και η μόνο για λίγο χρόνο έκθεση στο φωτισμό.

Για να δουν αν η παρατεταμένη έκθεση σε ορισμένη συνθήκη φωτισμού θα μπορέσει να παραγάγει ένα διαφορετικό αποτέλεσμα, οι ερευνητές μελέτησαν δυο επιπλέον ομάδες από μαθητές τετάρτης δημοτικού σε πραγματικές τάξεις. Η μια εξοπλισμένη με LED το φως των οποίων μπορούσε να συντονιστεί σε CCT των 3500 Κ, 5000 Κ και 6500 Κ και η άλλη με στάνταρ φως φθορισμού, ως ομάδα ελέγχου. Σε αυτές τις ομάδες οι μαθητές απέδωσαν καλύτερα σε τεστ όταν η εργάζονταν σε συνθήκη φωτισμού 6500 Κ και απέδωσαν καλύτερα σε δραστηριότητες ανάπαυλας κάτω από φωτισμό 3500 Κ.

Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι οι συνθήκες 6500 Κ οδηγούν σε διέγερση των υψηλότερων καταστάσεων εγρήγορσης – και μεγαλύτερης βελτίωσης της ακαδημαϊκής απόδοσης – ακολουθώντας τις προβλέψεις του Νόμου των (ψυχολόγων) Yerkes-Dodson [egno: εμπειρική σχέση μεταξύ διέγερσης (ή στρες) και απόδοσης, με την απόδοση να αυξάνει με την ψυχολογική και νοητική διέγερση, αλλά μόνο μέχρι ενός σημείου – όταν τα επίπεδα της διέγερσης είναι πολύ χαμηλά ή πολύ υψηλά η απόδοση μειώνεται]. Αυτό υποστηρίζει την άποψη ότι υπάρχει ένα όριο, στο πόσο έντονος μπορεί να είναι ο φωτισμός μιας τάξης, στο οποίο η ακαδημαϊκή απόδοση θα μπορούσε να σταματήσει να βελτιώνεται και τελικά να μειώνεται.

Η διάρκεια της έκθεσης έντονες συνθήκες φωτισμού θα μπορούσαν επίσης να επιδράσουν την απόδοση και οι ερευνητές σε μελλοντική τους εργασία θεωρούν ότι θα πρέπει να ερευνήσουν τον ιδεώδη χρόνο έκθεσης για κάθε συνθήκη φωτισμού. Στο τέλος της μελέτης, οι ερευνητές παρουσίασαν – κάτι που έχει ενδιαφέρον – μια εφαρμογή συστήματος φωτισμού με προκαθορισμένες συνθήκες («ήρεμο», «τυπικό» και «έντονο») για έξυπνα περιβάλλοντα μάθησης.

Πηγή: Optical Society

Περισσότερα στη μελέτη: Dynamic lighting system for the learning environment: performance of elementary students, Optics Express Vol. 24, Issue 10, pp. A907-A916