1. Uuringud Heriot-Watti ülikoolis (Edinburgh)
Selle uuringu viisid läbi Heriot-Watti ülikooli teadlased ja selle algatas Suurbritannia valitsus. Uuringu eesmärk oli uurida klassiruumi kehva akustika mõju õpilastele ja õpetajatele.
Uurimistöö metoodika
Uuring viidi läbi 1990. aastate lõpus kolme aasta jooksul 70 klassiruumis, nii vanades kui ka tänapäevastes koolides (uuring ise avaldati 1999. aastal). Vaatlusobjektideks olid 5–11-aastased lapsed akustiliste lagedega ja ilma.
Ecophonil paluti osaleda uuringus ja paigaldada akustilised laed klassiruumide alamhulka, et võimaldada akustiliselt töötlemata ja töödeldud klassiruumide võrdlemist.
Teadlased mõõtsid mürataset, järelkaja aega ja kõne arusaadavust. Samuti küsitleti õpilasi ja õpetajaid ning uuriti nende käitumist.
tulemused
Uurimistulemused näitavad selgelt, et kõrgjõudlusega akustilised laed mõjutavad positiivselt hariduse kvaliteeti. Nad:
• Vähendatud taustamüra tase
• Vähendatud kaja aeg
• Kõne parem arusaadavus
• Loonud heaolutunde
• Muutunud õpilaste suhtumine ja käitumine
• Aitas kaasa akustiliselt töödeldud klassiruumide testitulemuste paranemisele
• Loonud õpilastele ja õpetajatele parema töökeskkonna
Teadlased leidsid ka, et suurem osa häirivast mürast pärineb pigem klassisisestest allikatest (õpilased, ventilatsioon jne), mitte välistest allikatest.
Tagurpidi langobardi efekt
Teine oluline ja algul mõnevõrra üllatav efekt oli Lombardi pöördefekt. Lombardi efekt seisneb selles, et inimesed kipuvad mürarikkas keskkonnas rääkima valjemini. See viib ruumi mürataseme järk-järgulise tõusuni.
Pööratud Lombardi efekt töötab täpselt vastupidi. Vaikses toas kipuvad inimesed rääkima vaiksemalt, kuna nende ärakuulamiseks pole vaja kõva häälega rääkida. Seda tuntakse ka kui "raamatukogu efekti".
Heriot-Watti uuringus illustreerib seda nähtust hästi Ratmore'i põhikooli näide. Kui võrrelda akustiliste lagedega ja ilma akustiliste lagedega klassiruumide müratasemeid, kus lapsed vaikselt istusid, oli akustilise laega klassiruum 3 dB vaiksem. Seda võiks eeldada puhttehniliselt.
Kuid kui õpilased rääkisid, oli müratase akustiliselt viimistletud klassiruumis 10 dB madalam kui töötlemata ruumis. Vaid 3 dB mürataseme langust võib seletada mürataseme füüsilise vähenemisega, mis on tingitud selle neeldumisest lakke, nii et ülejäänud 7 dB langus oli tingitud õpilaste vaiksemast käitumisest. Mürataseme langust 10 dB võrra tajub kõrv helimahu poole võrra, seega on see efekt väga oluline.
2. Bremeni ülikooli uurimistöö
Järgmised murrangulised uuringud viisid läbi Bremeni ülikooli spetsialistid. Siin uurisid teadlased halva akustika mõju õppe- ja õpikeskkonnale, rõhutades täiendavalt psühholoogilisi ja füsioloogilisi nähtusi, nagu stressitase ja keskendumisvõime.
Uuring jagunes kolmeks osaks ja see viidi läbi 1990. aastate lõpus ja 2000. aastate alguses ning sellest sai tol ajal suurim kooliakustika väliuuring, mis hõlmas 570 õppeüksust, 28 klassi ja 5 kooli.
Uurimistöö metoodika
Nagu Heriot-Watti ülikooli uuringu puhul, järgiti ka selles uuringus klassikalist A-B võrdluspõhimõtet, kus andmeid koguti akustiliselt töötlemata klassiruumides ja võrreldi vastavate andmetega klassiruumides pärast nende lõpetamist A-klassi akustiliste lagedega.
Teadlased mõõtsid ruumiakustikat, sealhulgas klassiruumi mürataset ja õpetajate pulse, et hinnata korrelatsiooni akustika, erinevate õppemeetoditega mürataseme ning õpilaste ja õpetajate kontsentratsiooni ning stressitaseme vahel.
tulemused
Uurimisrühm leidis mitmeid huvitavaid tulemusi. Uuringust selgus, et õpetamisstiil on koolides loengu vormis õppetunnilt, kus õpetaja räägib ja lapsed kuulavad, nihkumas stiilile, mis julgustab lapsi suhtlema ja töötama kahekesi ja rühmades järelevalve all. õpetaja. Akustiliselt töötlemata klassiruumides tõi see õpetamisstiili muutus kaasa üldise mürataseme tõusu. See näib loogiline, kuna rühmatöö ajal räägib rohkem inimesi kui siis, kui õpetaja klassi ees räägib.
Kuid pärast tundide akustilist töötlemist langes helitase tegelikult siis, kui klass vahetati rühmatööle või paarikaupa tööle. Klassiruumis oli müratase rühmatöö ajal madalam kui loengustiilis õpetamise ajal. See oli veel üks näide pöördlombardi efektist.
Klassides enne ja pärast akustilise lae paigaldamist oli rühmatööde taseme erinevus 13 dB, mis on isegi suurem kui Heriot-Watti uuringus. (Vt joonis 1). Ligikaudu 10 sellest 13 dB-st tuleneb pöördlombardi efektist ja 3 dB helilainete tegelikust neeldumisest akustilise lae poolt.
Üldiselt viitab uuring sellele, et koolid, kes soovivad liikuda traditsiooniliselt loengupõhiselt õpetamisstiililt grupipõhisemale õpetamisstiilile, võivad tegelikult vähendada klassiruumi üldist mürataset tingimusel, et klassiruumid on akustiliselt korras.
Vähem stressi ja pingeid õpetajate hääles
Teine huvitav järeldus uuringust oli see, et õpetaja pulss vastas klassi müratasemele. Kui helitase tõuseb, tõuseb ka pulss. Pulss on stressitaseme tunnustatud näitaja, mis tähendab, et teadlased on leidnud selge seose müra ja stressitaseme vahel. Võrreldes HR-andmeid enne ja pärast akustilise ülemmäära seadmist oli näha selget paranemist. Õpetajate pulss langes koguni 10 lööki minutis.
Paranenud akustika tähendas ka seda, et õpetajad ei pidanud kuuldavaks muutma oma häält.
Parem keskendumine kooliõpilaste seas
Teadlased leidsid ka, et akustiliselt töötlemata klassiruumide helitase tõusis kogu päeva jooksul. Päeva viimase tunni ajal oli müratase üle kahe korra kõrgem kui esimese tunni ajal (12–13 dB kõrgem SPL).
Seda seetõttu, et halb akustika põhjustab väsimust ja õpilased kaotavad päeva jooksul tähelepanu, mis omakorda muudab nad lärmakamaks (rohkem liikumist, sosistamist jne).
Pärast akustilise lae paigaldamist ei langenud müratasand mitte ainult, vaid püsis kogu päeva jooksul enam-vähem konstantsena, nagu on näidatud joonisel 3.
Seega võib eeldada, et madalam müratase võimaldab õpilastel kogu päeva keskenduda ja vähem häirida.
3. Õppige Suurbritannias Essexi maakonna koolis
Uuringu tellis Suurbritannia Essexi maakonna nõukogu, et teha kindlaks, kas kuulmispuudega klassiruumide akustikal on positiivne mõju normaalse kuulmisega õpilastele ja õpetajatele.
Selles uuringus hinnati klassiruumide akustilise töötluse eri astmete mõju haridusprotsessile.
Uurimistöö metoodika
Uuringus võrreldi nelja erinevat klassiruumi Essexi keskkoolis. Esimene klassiruum on juhtimisruum, kus puudub akustiline töötlus. Kolm muud klassiruumi vastasid Ühendkuningriigi kolmele erinevale akustika standardile.
Ühele paigaldati perforeeritud kipsplaadist ripplagi, mis vastab keskkooli BB93 standardi nõuetele.
Teises klassis paigaldati A-klassi akustiline lagi hea helineeldumisvõimega sagedusvahemikus 500–2000 Hz. See hinne vastas tavakoolides kuulmispuudega laste BB93 Hi standardile.
Kolmandas klassiruumis pakuti madalsagedusliku heli täiendavat neeldumist vahemikus 125–4000 Hz. Ruumid olid kooskõlas kuulmispuudega laste erikoolides kasutatava BATOD (Briti kuulmispuudega laste õpetajate ühing) standardiga.
Teadlased mõõtsid järelkaja aega ja mürataset, jälgisid õpilaste ja õpetajate käitumist ning intervjueerisid õpilasi, õpetajaid ja eksperte. Uuring viidi läbi topeltpimekatse vormis, kus keegi vastanutest ei teadnud, millises klassiruumis konkreetsed akustilised tingimused loodi.
tulemused
Uuringud on näidanud tugevat korrelatsiooni hea akustika (s.t lühike järelkaja aeg) ja õpikeskkonna tajutava kvaliteedi vahel nii õpilaste kui ka õpetajate jaoks.
Õpetajad, õpilased ja rühm akustikuid, linnaosa volikogu ametnikke ja teisi spetsialiste täitsid küsimustiku akustika kohta erinevates klassides ning tulemused näitasid väga selgelt, et mida parem akustiline töötlus, seda kõrgem hinne sai (vt joonised 4 5).
Klassiruumid eristusid järgmiselt:
• ruumis MA5 ei tehtud akustilist töötlust;
• Ruumi Ma1 paigaldati kipsplaadist ripplagi, et see vastaks Ühendkuningriigi keskkooli standardile (BB93);
• Ruumi Ma2 paigaldati A-klassi akustiline lagi, parema jõudlusega sagedusalas 500–2000 Hz võrreldes ruumis Ma1 olevaga. See klass vastas tavakoolides kuulmispuudega laste klassiruumide standardile (BB93 6. jagu);
• Ruumi MA3 paigaldati kõige tõhusamad heli neelavad lahendused, sealhulgas madala arusaadavust halvendavate helisageduste neelajad. Klassikaline akustiline sisustus hõlmas A-klassi heli neelavaid ripplagede, millele lisaruumi on paigaldatud madalsageduslikud neeldurid Extra Bass.
Veelkord vastupidise Lombardi efekti kohta
Uuringu selge akustika paranemine oli see, et taustamüra tase langes märgatavalt, kui kaja aeg lühenes. Reverberatsiooniaja vähendamine 1,2-lt 0,8-le sekundile, mis on erinevus töötlemata juhtimisruumi ja kipsplaadist laega klassiruumi vahel, vähendab taustamüra 9 dB võrra. See on lähedal tajutava valjuse vähendamisele poole võrra.
Töötlemata klassi ja parima akustikaga klassi (kus kaja aeg oli 0,3 s) mürataseme erinevus oli üle 20 dB. See on väga oluline.
Puhtalt tehnilisest vaatenurgast annab järelkaja aja poole võrra vähendamine müra 3 dB võrra. Seega saab füüsilise heli summutamise kaudu omistada ainult umbes 6 dB kogu heli summutusest. Ülejäänud põhjus oli õpilaste vaiksem käitumine. Taas oli see vastupidine Lombardi efektile, mis osutus peamiseks helitaseme languse põhjuseks.
Joonisel 6 on näidatud, kuidas ruumi akustika mõjutab taustamüra taset. Õpetaja hääle maht väheneb, kui klassiruumis on parem akustika. Vaikses toas pole vaja karjuda.
Huvitav on märkida, et taustamüra (mida põhjustasid õpilased) vähenes oluliselt rohkem kui õpetaja hääle helitugevus. See tõi kaasa valju ja müra suhte (signaali ja müra suhte) suurenemise 10 dB (8-lt 18 dB-le) võrra. Niisiis, ruum pole mitte ainult vaiksemaks muutunud, vaid ka õpilastel on õpetaja kõnet palju lihtsam tajuda.
Tuleb märkida, et peamine erinevus klassiruumis 3 (BB93 Hi) ja klassiruumis 4 (BATOD) oli madalamate sageduste parem neeldumine. See näitab selgelt, kui oluline see koolides on.
Hea akustika teatatud positiivsed mõjud on järgmised:
• Parem heli lokaliseerimine. Õpetajad said hõlpsasti tuvastada, kes tekitasid müra, mis aitas klassiruumis paremini hakkama saada;
• korduste arvu vähendamine;
• Parem distsipliin, mis tähendab, et õpetajad võiksid klassiruumi juhtimisel vabamalt suhtuda;
• klassiruumis efektiivsem rühmatöö;
• Õpetajate häälepaelte pinge ja pinge vähenemine.
4. Uurimistulemuste kokkuvõte
Kolme uuringu tulemused näitavad selgelt hea akustika eeliseid koolides:
• Klassiruumide akustiline töötlemine soodustab õpilaste rahulikumat käitumist. Pöördlombardi efekt oli kõigis kolmes uuringus väga selge;
• signaali ja müra suhe paraneb, parandades kõne arusaadavust;
• Õppemeetodeid saab muuta, et õpilased saaksid arutelu ja rühmatöö kaudu õppimisest aktiivsemalt osa võtta. Tuleb märkida, et Bremeni ülikooli uuring näitas, et hea akustikaga ruumides oli helitase rühmatöö ajal madalam kui klassikalises loengustiilis õpetamises;
• Õpetajad ja õpilased saavad vaiksema töökeskkonna, kus nad tunnevad end vabamalt;
• õpilased suudavad keskendumist kauem säilitada;
• õpilaste tulemused paranevad;
• õpetajate stressitase on madalam;
• õpetajad ei pinguta oma häält üle;
• Erivajadustega lapsed ja nende õpetajad vajavad tõeliselt head akustikat.
