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       學(xué)校是學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要場(chǎng)所，學(xué)生在校期間大部分時(shí)間在教室度過(guò)，學(xué)生在教室時(shí)視覺(jué)活動(dòng)常處于高負(fù)荷狀態(tài)，而教室的照明環(huán)境與視覺(jué)活動(dòng)的清晰程度存在直接關(guān)聯(lián)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定教室課桌面上的維持平均照度值不應(yīng)低于300 lx，其照度均勻度不應(yīng)低于0.7。教室黑板應(yīng)設(shè)局部照明燈，其維持平均照度不應(yīng)低于500 lx，照度均勻度不應(yīng)低于0.8[1]。目前，我國(guó)教室的照度很少能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，照明條件遠(yuǎn)不能滿足視覺(jué)活動(dòng)的需求[2,3,4,5]。導(dǎo)致兒童青少年近視的因素眾多[6]，最近流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，戶外活動(dòng)較多是近視發(fā)生發(fā)展的保護(hù)因素[7]，而動(dòng)物模型證明，提高燈光照度能夠減緩近視的發(fā)生發(fā)展，可見(jiàn)環(huán)境光照度與學(xué)生近視存在一定的關(guān)聯(lián)[8]。我國(guó)學(xué)生正處在高環(huán)境壓力的社會(huì)背景下[9]，已經(jīng)有研究者開(kāi)始關(guān)注改善教室照明環(huán)境對(duì)學(xué)生視力的影響[10]，但需要多地區(qū)的研究加以闡明。本研究通過(guò)改善教室照度和照度均勻度，探索教室光環(huán)境改善與學(xué)生視力變化的關(guān)系。

 

對(duì)象與方法  

       1．對(duì)象：  2012年11月根據(jù)單純隨機(jī)抽樣的原則選取沈陽(yáng)市蘇家屯區(qū)城、鄉(xiāng)小學(xué)(1～5年級(jí))、初中(7～8年級(jí))各1所為實(shí)驗(yàn)組學(xué)校(共4所學(xué)校)，整群抽取在校學(xué)生為實(shí)驗(yàn)組，共2 303名。1年后失訪126名，排除視力檢查為"其他眼病"者85例，最終實(shí)驗(yàn)組納入對(duì)象2 092名(小學(xué)1 473名，初中619名)。選擇地理位置臨近、課業(yè)負(fù)擔(dān)相當(dāng)?shù)某青l(xiāng)小學(xué)(1～5年級(jí))、初中(7～8年級(jí))各1所作為對(duì)照組學(xué)校(共4所學(xué)校)，整群抽取在校學(xué)生為對(duì)照組，共1 785名。1年后失訪98名，排除視力檢查為"其他眼病"者92例，最終對(duì)照組納入對(duì)象1 595名(小學(xué)1 158名，初中437名)。本研究通過(guò)了安徽醫(yī)科大學(xué)倫理審查委員會(huì)的審查，所有調(diào)查對(duì)象均簽署了知情同意書(shū)。

 

       2．實(shí)驗(yàn)方法：  2012年11月對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)校進(jìn)行燈光改造，方法如下：(1)安裝教室主照明燈：給教室重新安裝某品牌雙管照明燈具，所有燈具都帶有燈罩防止直射眩光。每間教室安裝8盞燈具和16根燈管，按照4×2的格局等間距垂直于黑板方向安裝。燈管為直徑小于26 mm的三基色稀土熒光燈，燈具距桌面的高度為1.7～1.9 m。為了減少夏天因風(fēng)扇導(dǎo)致燈的晃動(dòng)，采用吊管進(jìn)行懸掛安裝，燈管與窗戶平行安裝并每列設(shè)置獨(dú)立的控制開(kāi)關(guān)。(2)安裝黑板專用燈：安裝黑板專用燈，由于每間教室都安裝投影儀，在投影另一側(cè)安裝1盞黑板燈。黑板燈為帶反光罩的專用黑板燈，單管，懸掛安裝，燈管距前墻1 m距地面2.6 m，黑板燈設(shè)置獨(dú)立開(kāi)關(guān)控制(圖1)。共改造教室56間(小學(xué)40間，中學(xué)16間)。對(duì)照組學(xué)校不予改造措施。

 

圖1實(shí)驗(yàn)組教室黑板燈安裝示意圖

 

 

       3．教室照度測(cè)量：  教室燈光改造前，測(cè)量實(shí)驗(yàn)組學(xué)校和對(duì)照組學(xué)校的教室照度，根據(jù)教室樓層每層采用單純隨機(jī)法隨機(jī)選擇1間教室，共測(cè)量25間，包括實(shí)驗(yàn)組13間和對(duì)照組12間。在燈光改造后1個(gè)月，測(cè)量小學(xué)1、3、5年級(jí)及初中7、8年級(jí)所有改造教室照度，共測(cè)量40間。
        照度測(cè)量時(shí)間為晚上20：00–21：30，照度計(jì)選用TES1330A照度計(jì)(中國(guó)臺(tái)灣泰式電子工業(yè)股份有限公司)。取教室中間8.0 m×6.0 m的范圍網(wǎng)格布點(diǎn)，測(cè)量桌面照度，布點(diǎn)間距為1 m。黑板以水平方向0.5 m，豎直方向0.4 m的等間距布點(diǎn)，測(cè)量黑板照度。教室照度的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為桌面、黑板的平均照度和照度均勻度，所有測(cè)量點(diǎn)照度的算術(shù)平均值為平均照度，測(cè)量點(diǎn)照度最小值與平均照度之比為照度均勻度。

       4．裸眼遠(yuǎn)視力測(cè)量：  在教室改造前(2012年11月)、改造后6個(gè)月(2013年5月)和改造后12個(gè)月(2013年11月)分別測(cè)量學(xué)生裸眼遠(yuǎn)視力。采用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)視力表燈箱(GB 11533–2011)，記錄采用5分計(jì)量法。視力≥5.0分為視力正常，視力≤4.9分為視力不良。對(duì)視力不良者采用串鏡檢查判斷視力不良的性質(zhì)：正片(凸透鏡)校正視力下降，負(fù)片(凹透鏡)上升，為疑似近視；負(fù)片視力下降而正片視力上升，為疑似遠(yuǎn)視；正、負(fù)片均無(wú)變化，為"其他眼病"。所有檢查均由嚴(yán)格培訓(xùn)過(guò)的檢測(cè)員進(jìn)行。

       5．統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：  數(shù)據(jù)錄入及核查采用EpiData 3.1軟件，統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 11.0軟件。教室照度測(cè)量樣本較少，使用獨(dú)立樣本W(wǎng)ilcoxon秩和檢驗(yàn)分析，用P50(P25，P75)表示，檢驗(yàn)值為Z值。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組城鄉(xiāng)及性別構(gòu)成比較使用χ2檢驗(yàn)。裸眼遠(yuǎn)視力屬正態(tài)分布資料，分析使用右眼數(shù)據(jù)(左、右眼視力存在高度相關(guān)性，r＝0.85，P<0.001)[10]，用±s表示。兩組間3次裸眼遠(yuǎn)視力比較采用多元方差分析，檢驗(yàn)值為F值，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

 

結(jié)果  

     1．教室照度比較：  (1)改造前實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組教室照度比較：由表1可見(jiàn)，教室改造前實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組桌面平均照度、照度均勻度及黑板平均照度、照度均勻度均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P值均>0.05)。改造前教室平均照度和照度均勻度的城鄉(xiāng)差異、中學(xué)和小學(xué)間的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)。(2)改造前、后實(shí)驗(yàn)組教室照度比較：表2顯示，改造后實(shí)驗(yàn)組教室桌面和黑板平均照度均提高，與改造前相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.001)；改造后桌面照度均勻度提高，與改造前差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)；黑板照度均勻度與改造前相比有所下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＝0.019)。改造后教室平均照度和照度均勻度的城鄉(xiāng)差異、中小學(xué)間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)。

表1教室改造前實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組教室桌面、黑板的平均照度及照度均勻度比較

 

表2教室改造前、后實(shí)驗(yàn)組教室桌面、黑板平均照度及照度均勻度比較

 

       2．研究對(duì)象的一般情況：  參與研究的中小學(xué)生共3 687名，性別及城鄉(xiāng)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)，見(jiàn)表3。

 

表3實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組研究對(duì)象的地區(qū)、性別分布情況[名(%)]

 

       3．教室改造前后學(xué)生裸眼遠(yuǎn)視力變化情況：  小學(xué)、初中學(xué)生在改造前、改造后6個(gè)月和改造后12個(gè)月實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組3次裸眼遠(yuǎn)視力變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表4。改造后12個(gè)月裸眼視力實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F小學(xué)＝13.61，F初中＝14.25，P值均<0.001)，改造前和改造后6個(gè)月差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)。

 

表4初中、小學(xué)教室改造前后實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生裸眼遠(yuǎn)視力情況(±s，分)

 

       討論  本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，所有調(diào)查教室燈具過(guò)高、數(shù)量較少，部分教室存在燈管損壞未及時(shí)整修的現(xiàn)象，導(dǎo)致桌面照度低、照度不均勻；所有黑板均未使用黑板專用燈，且黑板照明燈的安裝高度與教室主照明一致，無(wú)燈罩，離黑板較遠(yuǎn)，導(dǎo)致黑板照度低、照度不均勻，部分教室甚至沒(méi)有黑板照明燈。陳小琴和姚加飛[2]調(diào)查重慶10所學(xué)校25間教室光環(huán)境，結(jié)果顯示，桌面照度僅2間達(dá)標(biāo)，黑板照度僅3間達(dá)標(biāo)。我國(guó)其他地區(qū)學(xué)校教室照明條件也不理想，如北京、廣州和福建等地調(diào)查發(fā)現(xiàn)結(jié)果類似[3,4,5]。可見(jiàn)，目前中小學(xué)校教室的照明條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足視覺(jué)活動(dòng)的需要，改善照明環(huán)境的工作迫在眉睫。
        本研究通過(guò)增加教室主照明燈管數(shù)，安裝專用黑板燈，按照《中小學(xué)校教室采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB7793–2010)規(guī)定[1]，主照明燈管長(zhǎng)軸與黑板垂直、燈具距桌面高度為1.7～1.9 m，黑板燈長(zhǎng)軸與黑板平行方向安裝，提高了桌面和黑板面的平均照度。桌面平均照度P50為532.5 lx，超出標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的300 lx，照度均勻度P50為0.68與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.7一致。而黑板平均照度P50為423.5 lx，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)500 lx的84.6%，照度均勻度P50為0.55，與改造前相比有所下降。這是因?yàn)槟壳敖淌叶嗝襟w的大量使用，占據(jù)黑板的一半，而投影燈與黑板燈的安裝的位置相矛盾，黑板燈僅安裝在投影的另一側(cè)，所以黑板平均照度及照度均勻度均未達(dá)到要求。
        為了減少因風(fēng)扇導(dǎo)致教室燈的晃動(dòng)，采用管吊式安裝，所有的燈具均有反射遮光罩，避免直射眩光，研究顯示不舒適眩光會(huì)刺激眼睛可能與視力下降有關(guān)[11]。本研究在教室改造前、改造后6個(gè)月和12個(gè)月分別對(duì)學(xué)生進(jìn)行3次裸眼遠(yuǎn)視力測(cè)量，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組視力存在組間差異，實(shí)驗(yàn)組視力下降小于對(duì)照組，說(shuō)明提高光照水平對(duì)視力下降的保護(hù)效應(yīng)存在一定的時(shí)間效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在改造后6個(gè)月視力較改造前均有所下降，而改造后6個(gè)月至12個(gè)月對(duì)照組視力下降速度快于實(shí)驗(yàn)組，最終改造后12個(gè)月實(shí)驗(yàn)組視力高于對(duì)照組。近幾年的大量流行病學(xué)研究一致認(rèn)為，戶外活動(dòng)時(shí)間較多是近視的保護(hù)因素，這可能與光能促進(jìn)人體產(chǎn)生多巴胺有關(guān)[12,13,14,15]。我國(guó)中部6個(gè)省城市中小學(xué)生近視患病率與緯度分布的研究顯示，隨著緯度的增加近視患病呈增加趨勢(shì)[16]，間接提示較多的光照對(duì)近視有一定的保護(hù)效應(yīng)，這與金菊香等[17]觀點(diǎn)一致。
        此外，大量動(dòng)物模型表明，動(dòng)物眼的正常屈光發(fā)育在早期處于一種遠(yuǎn)視水平，在正視化進(jìn)程中高照度光環(huán)境下的眼睛遠(yuǎn)視程度下降較慢[18,19]，同時(shí)高照度光能降低小鼠的近視程度[20]和近視進(jìn)展速度[21]。Norton和Siegwart[8]提出如下假設(shè)，照度對(duì)正視化機(jī)制的影響可能是連續(xù)的，從暗視力到低適應(yīng)水平，可能導(dǎo)致近視屈光不正的發(fā)生，而室外高照度光水平，可能使眼睛向輕度遠(yuǎn)視發(fā)展同時(shí)減少近視源性刺激的影響。Feldkaemper等[22]認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)顯示小雞眼睛在低光條件下對(duì)圖像退化更敏感，人眼在長(zhǎng)時(shí)間視近作業(yè)時(shí)如果光水平很低可能更容易發(fā)展為近視。因此，從小學(xué)甚至更低年齡的孩子開(kāi)始，提高環(huán)境光照度水平，可能會(huì)推遲其發(fā)生近視的年齡，從而降低最終的近視程度。
        本研究從人群角度出發(fā)探索提高環(huán)境光水平與視力變化的關(guān)系，研究結(jié)果更具現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。研究中教室燈光改造方案仍需進(jìn)一步改善，盡管桌面和黑板照度大幅度提高，但教室投影儀普遍使用，只能安裝一支黑板燈，最終黑板平均照度和照度均勻度均未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，未來(lái)需要更多的研究探索教室燈光改善方案，為學(xué)生提供更舒適的教室光環(huán)境，從而達(dá)到預(yù)防學(xué)生視力下降的目的。

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