1. Kutatás a Heriot-Watt Egyetemen (Edinburgh)
Ezt a tanulmányt a Heriot-Watt Egyetem tudósai végezték, és a brit kormány kezdeményezte. A tanulmány célja az volt, hogy megvizsgálja a rossz tantermi akusztika tanulókra és tanárokra gyakorolt hatását.
Kutatásmódszertan
A vizsgálatot 70 tanteremben végezték, mind a régi, mind a modern iskolákban, három éven keresztül, az 1990-es évek végén (maga a tanulmány 1999-ben jelent meg). A megfigyelés tárgyai 5-11 éves gyermekek voltak, akusztikus mennyezettel rendelkező és anélküli osztályokban.
Az Ecophont felkérték, hogy vegyen részt a tanulmányban, és akusztikus mennyezeteket szereljen fel az osztályok egy részébe, hogy lehetővé tegye az akusztikailag kezeletlen és kezelt tantermek összehasonlítását.
A kutatók mérték a zajszintet, a visszhangzási időt és a beszéd érthetőségét. Meghallgattak diákokat és tanárokat is, és megvizsgálták viselkedésüket.
eredmények
A kutatási eredmények egyértelműen azt mutatják, hogy a nagy teljesítményű akusztikus mennyezetek pozitív hatással vannak az oktatás minőségére. Ők:
• Csökkentett háttérzajszint
• Csökkentett visszhangzási idő
• Jobb beszédérthetőség
• Létrehozta a jólét érzését
• Megváltozott tanulói attitűd és viselkedés
• Hozzájárult az akusztikailag kezelt tantermekben elért jobb teszteredményekhez
• Jobb munkakörnyezetet teremtett a hallgatók és a tanárok számára
A kutatók azt is megállapították, hogy a legtöbb zavaró zaj az osztálytermi forrásokból származik (diákok, szellőzés stb.), Nem pedig külső forrásokból.
Reverse Lombard Effect
Egy másik fontos és eleinte kissé meglepő hatás a Lombard inverz effektus volt. A Lombard-effektus az, hogy az emberek hajlamosak hangosabban beszélni zajos környezetben, hogy megpróbálják meghallgatni őket. Ez a szoba zajszintjének fokozatos emelkedéséhez vezet.
Az inverz Lombard-effektus éppen ellenkezőleg működik. Egy csendes szobában az emberek általában csendesebben beszélnek, mivel a halláshoz nem kell hangosan beszélniük. Ezt "könyvtárhatásnak" is nevezik.
A Heriot-Watt tanulmányban egy ratmore-i általános iskola példája jól szemlélteti ezt a jelenséget. Az akusztikus mennyezettel rendelkező és anélküli tantermek hangzási szintjének összehasonlításakor, ahol a gyerekek csendesen ültek, az akusztikus mennyezettel rendelkező tanterem 3 dB-rel halkabb volt. Erre számíthat az ember tisztán technikai szempontból.
De amikor a hallgatók beszéltek, az akusztikailag befejezett tanteremben a zajszint 10 dB-rel alacsonyabb volt, mint a kezeletlen szobában. A zajszint csupán 3 dB-es csökkenése a zajszint fizikai csökkenésével magyarázható a mennyezet által történő abszorpciója miatt, így a fennmaradó 7 dB-es csökkenés a hallgatók csendesebb viselkedésének volt köszönhető. A hangszint 10 dB-es csökkenését a fül a hangerő felére csökkenti, ezért ez a hatás nagyon fontos.
2. A Bremeni Egyetem kutatása
A következő úttörő kutatást a Bremeni Egyetem szakemberei végezték. Itt a kutatók megvizsgálták a rossz akusztika hatásait az oktatási és tanulási környezetre, külön hangsúlyt fektetve a pszichológiai és fiziológiai jelenségekre, például a stressz szintre és a koncentrációra.
A tanulmány három részre tagolódott, az 1990-es évek végén és a 2000-es évek elején készült, és akkoriban az iskola akusztikájának legnagyobb terepi tanulmányává vált, 570 tanítási egységre, 28 osztályra és 5 iskolára terjedt ki.
Kutatásmódszertan
A Heriot-Watt Egyetem tanulmányához hasonlóan ez a tanulmány is a klasszikus A-B összehasonlítási elvet követte, ahol az adatokat akusztikailag kezeletlen tantermekben gyűjtötték, és összehasonlították a tantermek megfelelő adataival, miután befejezték az A osztályú akusztikus mennyezeteket.
A kutatók a helyiség akusztikáját, beleértve az osztálytermi zajszintet és a tanárok pulzusát is, megmérték, hogy értékeljék az összefüggést az akusztika, a különböző tanítási módszerekkel zajló zajszint, valamint a hallgatók és a tanárok koncentrációja és a stressz szintje között.
eredmények
A kutatócsoport számos érdekes eredményt talált. A tanulmány megállapította, hogy az iskolák tanítási stílusa az előadás formájában tartott tanóráról, ahol a tanár beszél és a gyerekek hallgatnak, olyan stílusra változik, amely arra ösztönzi a gyerekeket, hogy párosban és csoportokban kommunikáljanak és dolgozzanak egy tanár. Az akusztikailag kezeletlen tantermekben ez a tanítási stílusváltozás az általános zajszint növekedését eredményezte. Ez logikusnak tűnik, mivel a csoportmunka során többen beszélnek, mint amikor a tanár az osztály előtt beszél.
Az osztályok akusztikus feldolgozása után azonban a hangszint valóban csökkent, amikor az osztályt csoportmunkára vagy párosra váltották. A tanteremben a zajszint alacsonyabb volt a csoportmunka során, mint az előadás stílusú tanítás során. Ez volt az inverz Lombard-effektus újabb példája.
Az osztálytermi csoportmunka során a szintkülönbség az akusztikus mennyezet felszerelése előtt és után 13 dB volt, ami még nagyobb, mint a Heriot-Watt tanulmányban. (Lásd az 1. ábrát). Körülbelül 10 ebből a 13 dB-ből az inverz Lombard-effektus, 3 dB pedig a hanghullámok tényleges abszorpciójának köszönhető az akusztikus mennyezetből.
Összességében a tanulmány azt sugallja, hogy azok az iskolák, amelyek a hagyományos, előadásokon alapuló tanítási stílusról a csoportorientáltabb oktatási stílusra szeretnének áttérni, valóban csökkenthetik az általános tantermi zajszintet, feltéve, hogy az tantermek akusztikailag megfelelőek.
Kevesebb stressz és feszültség a tanárok hangjában
A vizsgálat második érdekes megállapítása az volt, hogy a tanár pulzusa megegyezett az osztálytermi zajszinttel. A hangszint emelkedésével a pulzus is növekszik. A pulzus a stressz szint elismert mutatója, ami azt jelenti, hogy a kutatók egyértelmű összefüggést találtak a zaj és a stressz szintje között. Az akusztikus plafon beállítása előtti és utáni HR-adatokat összehasonlítva egyértelmű javulás volt tapasztalható. A tanárok pulzusa percenként 10 ütéssel csökkent.
A továbbfejlesztett akusztika azt is jelentette, hogy a tanároknak nem kellett erőltetniük a hangjukat a meghallgatáshoz.
Jobb koncentráció az iskolások körében
A kutatók azt is megállapították, hogy a hangszint az akusztikailag kezeletlen tantermekben egész nap emelkedett. A nap utolsó órájának zajszintje több mint kétszer olyan magas volt, mint az első órán (12-13 dB-rel magasabb SPL).
A rossz akusztika ugyanis fáradtságot okoz, és a hallgatók napközben elveszítik az összpontosítást, ami viszont zajosabbá teszi őket (több mozgás, suttogás stb.).
Nemcsak a hangszint csökkent az akusztikus mennyezet beépítése után, hanem nagyjából állandó is maradt a nap folyamán, amint azt a 3. ábra mutatja.
Így feltételezhető, hogy az alacsonyabb zajszint lehetővé teszi a hallgatók számára, hogy koncentráltak maradjanak, és kevésbé hajlamosak a zavarokra egész nap.
3. Tanuljon az Egyesült Királyságban, Essex County megyei iskolában
A tanulmányt az Egyesült Királyság Essex Megyei Tanácsa rendelte annak megállapítására, hogy a hallássérült tantermek akusztikája pozitív hatással lenne-e a normál hallású diákokra és tanárokra.
Ez a tanulmány értékelte a tantermek különböző fokú akusztikai kezelésének hatását az oktatási folyamatra.
Kutatásmódszertan
A tanulmány négy különböző tantermet hasonlított össze egy essexi középiskolában. Az első tanterem egy vezérlőterem, akusztikus kezelés nélkül. Három másik tanterem megfelelt az Egyesült Királyság három különböző iskolai akusztikai szabványának.
Az egyik perforált gipszkarton álmennyezettel volt felszerelve, amely megfelel a BB93 középiskolai szabvány követelményeinek.
Egy másik osztályban A osztályú akusztikus mennyezet került beépítésre, jó hangelnyeléssel az 500 és 2000 Hz közötti frekvenciatartományban. Ez az évfolyam megfelelt a hallássérült gyermekek általános iskolai BB93 Hi szabványának.
A harmadik tanteremben az alacsony frekvenciájú hang további elnyelését biztosították 125–4000 Hz tartományban. A helyiségek összhangban voltak a hallássérült gyermekek speciális iskoláiban alkalmazott BATOD (Brit Hallássérült Gyermekek Tanárainak Egyesülete) szabványával.
A kutatók megmérték a visszhangzási időt és a zajszintet, figyelték a diákok és a tanárok viselkedését, valamint interjút készítettek hallgatókkal, tanárokkal és panelekkel. A tanulmány kettős-vak teszt formájában készült, amelynek során a válaszadók egyike sem tudta, hogy melyik osztályteremben jönnek létre sajátos akusztikai feltételek.
eredmények
A kutatások szoros összefüggést mutattak ki a jó akusztika (azaz a rövid visszhangzási idők) és a tanulási környezet észlelt minősége között mind a diákok, mind a tanárok számára.
A tanárok, a hallgatók és az akusztikusok, a kerületi tanács tisztviselői és más szakemberek egy csoportja kitöltötte a különböző osztályok akusztikájáról szóló kérdőívet, és az eredmények nagyon egyértelműen megmutatták, hogy minél jobb az akusztikus kezelés, annál magasabb osztályzatot kapott (lásd a 4. és a 5.)
A tanteremeket a következők különböztették meg:
• Az MA5 helyiségben nem volt akusztikus kezelés;
• Gipszkarton álmennyezetet helyeztek el a Ma1 helyiségben, hogy megfeleljen az Egyesült Királyság középiskolai normáinak (BB93);
• A Ma2 helyiségbe A osztályú akusztikus mennyezet került beépítésre, jobb teljesítmény mellett az 500–2000 Hz frekvenciatartományban, mint a Ma1 helyiség mennyezete. Ez az osztály megfelelt a hallássérült gyermekek osztálytermeire vonatkozó normál iskoláknak (BB93 6. szakasz);
• Az MA3 helyiségben a leghatékonyabb hangelnyelő megoldásokat telepítették, köztük alacsony hangfrekvenciájú elnyelőkkel, amelyek rontják a beszéd érthetőségét. Az osztályba tartozó akusztikai berendezés az A osztályú hangelnyelő álmennyezeteket tartalmazta, amelyekhez a mennyezet térbe kiegészítő mélyfrekvenciás elnyelők is tartoztak.
Még egyszer az ellenkező Lombard-hatásról
A vizsgálat egyértelmű javulása az akusztikában az volt, hogy a háttérzajszint jelentősen csökkent, mivel a visszhangzó idő rövidebb lett. A visszhangzási idő 1,2-ről 0,8 másodpercre történő csökkentése, amely különbség a kezeletlen vezérlőterem és a gipszkarton mennyezetű osztályterem között, 9 dB-rel csökkenti a háttérzajt. Ez közel áll az észlelt hangerő felezéséhez.
A feldolgozatlan és a legjobb akusztikájú osztályban (ahol a visszhangzás ideje 0,3 s) a zajszint különbsége meghaladta a 20 dB-t. Ennek nagy jelentősége van.
Pusztán technikai szempontból a visszhangidő felezésével a zaj 3 dB-rel csökken. Tehát a teljes hangcsökkentésnek csak körülbelül 6 dB tulajdonítható az abszorpció révén bekövetkező fizikai zajcsökkentésnek. A többi a hallgatók csendesebb viselkedésének volt köszönhető. Ismét a Lombard-effektus ellentéte volt, amely kiderült, hogy ez a fő oka a hangszint csökkenésének.
A 6. ábra bemutatja, hogyan befolyásolja a szoba zajszintjét a szoba akusztikája. A tanár hangjának hangereje csökken, ha az osztálytermi hangzás jobb. Nem kell kiabálni egy csendes szobában.
Érdekes megjegyezni, hogy a háttérzaj (a hallgatók által okozott) jelentősen csökkent, mint a tanár hangjának hangereje. Ez a hangosság / zaj arány (jel-zaj arány) 10 dB-es (8-ról 18 dB-re) növekedését eredményezte. Tehát nemcsak a szoba lett csendesebb, hanem a hallgatók is sokkal könnyebben érzékelték a tanár beszédét.
Meg kell jegyezni, hogy a 3. osztály (BB93 Hi) és a 4. osztály (BATOD) közötti fő különbség a jobb alacsony frekvenciájú abszorpció volt. Ez egyértelműen megmutatja, hogy ez mennyire fontos az iskolákban.
A jó akusztika jelentett pozitív hatásai a következők:
• Jobb hang lokalizáció. A tanárok könnyen azonosíthatták, hogy ki okozza a zajt, ami hozzájárult az osztálytermi jobb kezeléshez;
• Az ismétlések számának csökkentése;
• Jobb fegyelem, ami azt jelenti, hogy a tanárok lazább megközelítést alkalmazhatnak az osztálytermi vezetésben;
• hatékonyabb csoportmunka az osztályteremben;
• A hangszalagok stresszének és feszültségének csökkentése a tanárokban.
4. A kutatási eredmények összefoglalása
Három tanulmány eredményei együttvéve egyértelműen megmutatják a jó akusztika előnyeit az iskolákban:
• A tantermek akusztikus kezelése ösztönzi a hallgatók nyugodtabb viselkedését. Az inverz Lombard-hatás mindhárom vizsgálatban nagyon egyértelmű volt;
• A jel / zaj arány javul, javítva a beszéd érthetőségét;
• A tanítási módszerek módosíthatók annak lehetővé tétele érdekében, hogy a hallgatók vitában és csoportmunkában aktívabban vegyenek részt a tanulásban. Meg kell jegyezni, hogy a Bremeni Egyetem tanulmánya azt mutatta, hogy a jó akusztikájú helyiségekben a hangszint alacsonyabb volt a csoportmunka során, mint a klasszikus előadásmódú oktatásban;
• A tanárok és a hallgatók csendesebb munkakörnyezetet kapnak, amelyben könnyebben érzik magukat;
• A tanulók hosszabb ideig tudják fenntartani a koncentrációt;
• A hallgatók eredményei javulnak;
• Csökken a tanárok stresszszintje;
• A tanárok nem feszítik túl a hangjukat;
• A speciális igényű gyermekeknek és tanáraiknak valóban jó akusztikára van szükségük.
