1. Tutkimus Heriot-Wattin yliopistossa (Edinburgh)
Tämän tutkimuksen tekivät Heriot-Wattin yliopiston tutkijat, ja sen aloitti Ison-Britannian hallitus. Tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia huonon luokkahuoneen akustiikan vaikutuksia opiskelijoihin ja opettajiin.
Tutkimusmenetelmät
Tutkimus tehtiin 70 luokkahuoneessa, sekä vanhoissa että moderneissa kouluissa, kolmen vuoden ajan 1990-luvun lopulla (itse tutkimus julkaistiin vuonna 1999). Tarkkailukohteita olivat 5–11-vuotiaat lapset luokissa, joissa oli akustinen katto ja ilman sitä.
Ecophonia pyydettiin osallistumaan tutkimukseen ja asentamaan akustiset katot luokkahuoneiden alaryhmään, jotta akustisesti käsittelemättömät ja käsitellyt luokkahuoneet voitaisiin verrata toisiinsa.
Tutkijat mittaivat melutasoa, jälkikaiunta-aikaa ja puheen ymmärrettävyyttä. He haastattelivat myös opiskelijoita ja opettajia ja tutkivat heidän käyttäytymistään.
tuloksia
Tutkimustulokset osoittavat selvästi, että korkean suorituskyvyn akustiset katot vaikuttavat myönteisesti koulutuksen laatuun. Ne:
• Vähentynyt taustamelun taso
Lyhennetty jälkikaiunta-aika
• Parannettu puheen ymmärrettävyys
• Luonut tunteen hyvinvoinnista
• Muuttuneet opiskelijoiden asenteet ja käyttäytyminen
• Vaikuttanut parempiin testituloksiin akustisesti käsitellyissä luokkahuoneissa
• Luonut paremman työympäristön opiskelijoille ja opettajille
Tutkijat havaitsivat myös, että suurin osa häiritsevästä melusta tulee luokkahuoneen lähteistä (opiskelijat, ilmanvaihto jne.) Eikä ulkoisista lähteistä.
Käänteinen Lombard Effect
Toinen tärkeä ja aluksi hieman yllättävä vaikutus oli Lombardin käänteisvaikutus. Lombard-vaikutus on, että ihmiset pyrkivät puhumaan kovemmin meluisissa ympäristöissä yrittäessään tulla kuulluiksi. Tämä johtaa huoneen melutason asteittaiseen nousuun.
Käänteinen Lombard-vaikutus toimii aivan päinvastoin. Hiljaisessa huoneessa ihmiset puhuvat yleensä hiljaisemmin, koska heidän ei tarvitse puhua ääneen kuullakseen. Tätä kutsutaan myös "kirjastovaikutukseksi".
Heriot-Watt-tutkimuksessa esimerkki Ratmoren peruskoulusta kuvaa tätä ilmiötä hyvin. Verrattaessa melutasoa luokissa, joissa on akustiset katot ja ilman niitä, missä lapset istuivat hiljaa, akustisella katolla varustettu luokkahuone oli 3 dB hiljaisempi. Tätä voidaan odottaa puhtaasti teknisestä näkökulmasta.
Mutta kun opiskelijat puhuivat, melutaso akustisesti viimeistellyssä luokkahuoneessa oli 10 dB matalampi kuin käsittelemättömässä huoneessa. Vain 3 dB: n melutason lasku voidaan selittää fyysisellä melutason laskulla, joka johtuu sen absorboinnista kattoon, joten loput 7 dB: n lasku johtui opiskelijoiden hiljaisemmasta käyttäytymisestä. Korva havaitsee äänitason alenemisen 10 dB: llä äänenvoimakkuuden puolittamisen, joten tämä vaikutus on erittäin tärkeä.
2. Bremenin yliopiston tutkimus
Bremenin yliopiston asiantuntijat tekivät seuraavan uraauurtavan tutkimuksen. Tässä tutkijat tutkivat huonon akustiikan vaikutuksia opetus- ja oppimisympäristöön korostamalla psykologisia ja fysiologisia ilmiöitä, kuten stressitasoja ja keskittymistä.
Tutkimus jaettiin kolmeen osaan, ja se tehtiin 1990-luvun lopulla ja 2000-luvun alussa, ja siitä tuli tuolloin suurin koulun akustiikan kenttätutkimus, joka kattoi 570 opetusyksikköä, 28 luokkaa ja 5 koulua.
Tutkimusmenetelmät
Kuten Heriot-Wattin yliopiston tutkimuksessa, tässä tutkimuksessa noudatettiin klassista A-B-vertailuperiaatetta, jossa tietoja kerättiin akustisesti käsittelemättömissä luokkahuoneissa ja verrattiin vastaaviin luokkiin, kun ne oli viimeistelty luokan A akustisilla katoilla.
Tutkijat mittaivat huoneakustiikan, mukaan lukien luokkahuoneen melutasot ja opettajien sykkeet, arvioidakseen akustiikan, melutasojen ja eri opetusmenetelmien sekä opiskelijoiden ja opettajien keskittymisasteen ja stressitasojen välisen korrelaation.
tuloksia
Tutkimusryhmä löysi useita mielenkiintoisia tuloksia. Tutkimuksessa todettiin, että koulujen opetustyyli on siirtymässä luennon muodossa pidetystä oppitunnista, jossa opettaja puhuu ja lapset kuuntelevat, tyyliin, joka kannustaa lapsia kommunikoimaan ja työskentelemään pareittain ja ryhmissä alaikäisen valvonnassa. opettaja. Akustisesti käsittelemättömissä luokkahuoneissa tämä muutos opetustyylissä johti melutason nousuun. Tämä tuntuisi loogiselta, koska enemmän ihmisiä puhuu ryhmätyön aikana kuin silloin, kun opettaja puhuu luokan edessä.
Kuitenkin sen jälkeen, kun luokat oli akustisesti käsitelty, melutaso tosiasiallisesti laski, kun luokka vaihdettiin ryhmätöihin tai pareittain. Luokan melutaso oli matalampi ryhmätyön aikana kuin luentotyyppisen opetuksen aikana. Tämä oli toinen esimerkki käänteisestä Lombard-vaikutuksesta.
Tasoero ryhmätyössä luokkahuoneissa ennen akustisen katon asentamista ja sen jälkeen oli 13 dB, mikä on jopa suurempi kuin Heriot-Watt-tutkimuksessa. (Katso kuva 1). Noin 10 tästä 13 dB: stä johtuu käänteisestä Lombard-vaikutuksesta ja 3 dB johtuu ääniaaltojen todellisesta absorboinnista akustisessa katossa.
Kaiken kaikkiaan tutkimus viittaa siihen, että koulut, jotka haluavat siirtyä perinteisestä luentopohjaisesta opetustyylistä ryhmälähtöisempään opetustyyliin, voivat itse asiassa vähentää luokkahuoneiden melutasoa edellyttäen, että luokkahuoneet ovat äänieristettyjä.
Vähemmän stressiä ja jännitteitä opettajien äänissä
Toinen mielenkiintoinen havainto tutkimuksesta oli, että opettajan syke vastasi melutasoa luokassa. Kun äänitaso nousee, myös syke nousee. Syke on tunnustettu stressitasojen indikaattori, mikä tarkoittaa, että tutkijat ovat löytäneet selvän korrelaation melun ja stressitasojen välillä. Vertaamalla syketietoja ennen akustisen katon asettamista ja sen jälkeen voitiin nähdä selkeä parannus. Opettajien syke laski peräti 10 lyöntiä minuutissa.
Parannettu akustiikka tarkoitti myös sitä, että opettajien ei tarvinnut rasittaa ääntään kuullakseen.
Parempi keskittyminen koululaisten keskuudessa
Tutkijat havaitsivat myös, että melutaso akustisesti käsittelemättömissä luokkahuoneissa nousi koko päivän. Päivän viimeisen oppitunnin melutaso oli yli kaksi kertaa korkeampi kuin ensimmäisellä oppitunnilla (12-13 dB korkeampi äänenpaine).
Tämä johtuu siitä, että huono akustiikka aiheuttaa väsymystä ja opiskelijat menettävät keskittymisensä päivän aikana, mikä puolestaan tekee heistä meluisempia (enemmän liikkumista, kuiskaamista jne.).
Äänitaso ei vähentynyt akustisen katon asentamisen jälkeen, mutta se pysyi enemmän tai vähemmän vakiona koko päivän, kuten kuvassa 3 on esitetty.
Näin ollen voidaan olettaa, että matalammat melutasot antavat opiskelijoille mahdollisuuden pysyä keskittyvinä ja vähemmän alttiina häiriöille koko päivän.
3. Opiskele koulussa Essex County, Iso-Britannia
Tutkimuksen tilasi Essexin kreivikunta Yhdistyneessä kuningaskunnassa selvittääkseen, vaikuttaako kuulovammaisten luokkien akustiikka myönteisesti normaalin kuulon omaaviin opiskelijoihin ja opettajiin.
Tässä tutkimuksessa arvioitiin erilaisten luokkien akustisen käsittelyn vaikutusta koulutusprosessiin.
Tutkimusmenetelmät
Tutkimuksessa verrattiin Essexin lukion neljää erilaista luokkahuonetta. Ensimmäinen luokka on valvomohuone, jossa ei ole akustista käsittelyä. Kolme muuta luokkahuonetta täyttivät kolme erilaista Yhdistyneen kuningaskunnan koulun akustiikkaa koskevaa standardia.
Yksi oli varustettu rei'itetyllä kipsilevyn alakatolla, joka täyttää lukion BB93 vaatimukset.
Toisessa luokassa asennettiin luokan A akustinen katto, jolla oli hyvä äänenvaimennus taajuusalueella 500–2000 Hz. Tämä luokka täytti BB93 Hi -standardin kuulovammaisille lapsille tavallisissa kouluissa.
Kolmannessa luokkahuoneessa tarjottiin matalataajuisen äänen lisävaimennus välillä 125-4000 Hz. Tilat olivat BATOD (British Association of Teachers of Kuulovammaiset lapset) -standardin mukaisia, standardia, jota käytetään erityiskouluissa kuulovammaisille lapsille.
Tutkijat mittaivat jälkikaiunta-ajan ja melutasot, seurasivat opiskelijoiden ja opettajien käyttäytymistä ja haastattelivat opiskelijoita, opettajia ja paneelilaisia. Tutkimus tehtiin kaksoissokkotestin muodossa, jossa kukaan vastaajista ei tiennyt, missä luokkahuoneessa akustiset olosuhteet luotiin.
tuloksia
Tutkimus on osoittanut vahvan korrelaation hyvän akustiikan (ts. Lyhyiden jälkikaiunta-aikojen) ja oppimisympäristön koetun laadun välillä sekä opiskelijoille että opettajille.
Opettajat, opiskelijat ja ryhmä akustikkoja, piirineuvoston virkamiehiä ja muita ammattilaisia täytti kyselylomakkeen akustiikasta eri luokissa, ja tulokset osoittivat hyvin selvästi, että mitä parempi akustinen käsittely, sitä korkeampi pisteytys (ks. Kuvat 4 ja 5).
Luokat erotettiin seuraavasti:
• Huoneessa MA5 ei ollut akustista käsittelyä;
• Huoneeseen Ma1 asennettiin kipsilevyn alakatto Yhdistyneen kuningaskunnan lukiostandardin (BB93) mukaiseksi;
• Huoneeseen Ma2 asennettiin luokan A akustinen katto, jonka suorituskyky oli parempi taajuusalueella 500–2000 Hz verrattuna huoneen Ma1 kattoon. Tämä luokka vastasi kuulovammaisten lasten luokkahuoneiden normeja yleisopetuksessa (BB93, osa 6);
• Huoneeseen MA3 asennettiin tehokkaimmat ääntä vaimentavat ratkaisut, mukaan lukien matalien taajuuksien vaimentimet, jotka heikentävät puheen ymmärrettävyyttä. Luokan akustisiin kalusteisiin sisältyi luokan A ääntä vaimentavat alakatot, joissa Extra Bassin matalataajuiset vaimentimet on lisäksi asennettu kattotilaan.
Jälleen kerran päinvastaisesta Lombard-vaikutuksesta
Selvä parannus akustiikassa tutkimuksessa oli, että taustamelun taso laski merkittävästi, kun jälkikaiunta-aika lyheni. Jälkikaiunta-ajan lyhentäminen 1,2 sekunnista 0,8 sekuntiin, mikä on ero käsittelemättömän valvomon ja kipsilevykattoisen luokan välillä, vähentää taustamelua 9 dB. Tämä on lähellä puolitettua havaittua kovuutta.
Ero melutasossa käsittelemättömässä luokassa parhaalla akustiikalla (jossa jälkikaiunta-aika oli 0,3 s) oli yli 20 dB. Tällä on suuri merkitys.
Pelkästään teknisestä näkökulmasta jälkikaiunta-ajan puolittaminen johtaa melun vähenemiseen 3 dB: llä. Joten vain noin 6 dB äänen kokonaisvaimennuksesta voidaan katsoa vaimennuksen aiheuttamalle fyysiselle äänenvaimennukselle. Loput johtuivat opiskelijoiden hiljaisemmasta käyttäytymisestä. Jälleen kerran se oli päinvastainen Lombard-vaikutukselle, joka osoittautui tärkeimmäksi syyksi äänitasojen laskulle.
Kuvassa 6 on esitetty, kuinka huoneakustiikka vaikuttaa taustamelun tasoon. Opettajan äänenvoimakkuus vähenee, kun luokkahuoneen akustiikka on parempi. Ei tarvitse huutaa hiljaisessa huoneessa.
On mielenkiintoista huomata, että (opiskelijoiden aiheuttama) taustamelu laski merkittävämmin kuin opettajan äänenvoimakkuus. Tämä johti äänen / kohinasuhteen (signaali-kohinasuhde) nousuun 10 dB: llä (8: sta 18 dB: iin). Joten huone ei ole vain hiljentynyt, vaan myös opiskelijoiden on paljon helpompaa havaita opettajan puhe.
On huomattava, että tärkein ero luokan 3 (BB93 Hi) ja luokkahuone 4 (BATOD) välillä oli parempi matalataajuinen absorptio. Tämä osoittaa selvästi, kuinka tärkeää se on kouluissa.
Hyvän akustiikan raportoituihin positiivisiin vaikutuksiin kuuluvat:
• Parempi äänen lokalisointi. Opettajat pystyivät helposti tunnistamaan melun aiheuttajat, mikä edisti luokkansa parempaa hallintaa.
• toistojen määrän vähentäminen;
• Parempi kurinalaisuus, mikä tarkoittaa, että opettajat voivat suhtautua rennommin luokkahuoneen johtamiseen;
• Tehokkaampi ryhmätyö luokkahuoneessa;
• Vähentynyt ääni ja äänijännitys opettajissa.
4. Yhteenveto tutkimustuloksista
Kolmen tutkimuksen tulokset yhdessä osoittavat selvästi hyvän akustiikan edut kouluissa:
• Luokkahuoneiden akustinen käsittely rohkaisee opiskelijoiden rauhallisempaa käyttäytymistä. Käänteinen Lombard-vaikutus oli hyvin selvä kaikissa kolmessa tutkimuksessa;
• Signaali-kohinasuhde paranee, mikä parantaa puheen ymmärrettävyyttä;
• Opetusmenetelmiä voidaan muuttaa, jotta opiskelijat voivat osallistua aktiivisemmin oppimiseen keskustelun ja ryhmätyön avulla. On huomattava, että Bremenin yliopiston tutkimus osoitti, että huoneissa, joissa oli hyvä akustiikka, äänitasot olivat alhaisemmat ryhmätyön aikana kuin klassisessa luentotyylisessä opetuksessa;
• Opettajat ja opiskelijat saavat hiljaisemman työympäristön, jossa he tuntevat olonsa mukavammaksi.
• Oppilaat voivat ylläpitää keskittymistä pidempään;
• Opiskelijoiden tulokset paranevat;
• Opettajien stressitaso laskee;
• Opettajat eivät ylitä ääntään;
• Erityistarpeita omaavat lapset ja heidän opettajansa tarvitsevat todella hyvää akustiikkaa.
