1. Výskum na Heriot-Wattovej univerzite (Edinburgh)
Túto štúdiu uskutočnili vedci z Heriot-Wattovej univerzity a iniciovala ju britská vláda. Cieľom štúdie bolo preskúmať vplyv slabej akustiky triedy na študentov a učiteľov.
Metodológie výskumu
Štúdia sa uskutočnila v 70 triedach, v starých aj moderných školách, v priebehu troch rokov na konci 90. rokov (samotná štúdia bola publikovaná v roku 1999). Objektmi pozorovania boli deti vo veku od 5 do 11 rokov v triedach s akustickými stropmi a bez nich.
Spoločnosť Ecophon bola požiadaná, aby sa zúčastnila štúdie a nainštalovala akustické stropy do podskupiny tried, aby bolo možné porovnanie medzi akusticky neošetrenými a ošetrenými učebňami.
Vedci merali hladinu hluku, dobu dozvuku a zrozumiteľnosť reči. Taktiež robili rozhovory so študentmi a učiteľmi a skúmali ich správanie.
výsledky
Výsledky výskumu jasne ukazujú, že vysoko výkonné akustické stropy majú pozitívny vplyv na kvalitu vzdelávania. Oni:
• Znížená hladina hluku v pozadí
• Skrátený čas dozvuku
• Vylepšená zrozumiteľnosť reči
• Vytvoril pocit pohody
• Zmenené postoje a správanie študentov
• Prispel k zlepšeniu skóre testov v akusticky ošetrených učebniach
• Vytvorilo lepšie pracovné prostredie pre študentov a učiteľov
Vedci tiež zistili, že väčšina rušivého hluku pochádza skôr zo zdrojov v triede (študenti, ventilácia atď.), Ako z externých zdrojov.
Reverzný lombardský efekt
Ďalším dôležitým a spočiatku trochu prekvapujúcim efektom bol lombardský inverzný efekt. Longobardský efekt spočíva v tom, že ľudia majú tendenciu hovoriť hlasnejšie v hlučnom prostredí v snahe byť vypočutí. To vedie k postupnému zvyšovaniu úrovne zvuku v miestnosti.
Inverzný lombardský efekt funguje presne naopak. V tichej miestnosti majú ľudia tendenciu hovoriť tichšie, pretože na to, aby ich bolo počuť, nepotrebujú hlasný prejav. Toto sa nazýva aj „knižničný efekt“.
V štúdii Heriot-Watt tento príklad dobre ilustruje príklad zo základnej školy v Ratmore. Pri porovnaní hladín zvuku v triedach s akustickými stropmi a bez nich, kde deti sedeli ticho, bola učebňa s akustickým stropom o 3 dB tichšia. To by sa dalo čakať z čisto technického hľadiska.
Ale keď študenti hovorili, úroveň hluku v akusticky dokončenej učebni bola o 10 dB nižšia ako v neošetrenej miestnosti. Zníženie hladiny hluku iba o 3 dB bolo možné vysvetliť fyzickým znížením hladiny hluku v dôsledku jeho absorpcie stropom, takže zvyšných 7 dB zníženie bolo spôsobené tichším správaním študentov. Pokles hladiny zvuku o 10 dB ucho vníma ako zníženie hlasitosti na polovicu, takže tento efekt je veľmi dôležitý.
2. Výskum univerzity v Brémach
Nasledujúci priekopnícky výskum vykonali špecialisti z univerzity v Brémach. Vedci tu skúmali účinky zlej akustiky na prostredie výučby a učenia sa s ďalším dôrazom na psychologické a fyziologické javy, ako sú úrovne stresu a koncentrácia.
Štúdia bola rozdelená do troch častí. Konala sa koncom 90. a začiatkom 2000. rokov a stala sa najväčším terénnym štúdiom v školskej akustike v tom čase, ktoré zahŕňalo 570 vyučovacích jednotiek, 28 tried a 5 škôl.
Metodológie výskumu
Rovnako ako v prípade štúdie na univerzite Heriot-Watt, aj táto štúdia sa riadila klasickým princípom porovnávania A-B, keď sa údaje zhromažďovali v akusticky neošetrených učebniach a porovnávali sa s príslušnými údajmi v učebniach po dokončení akustickými stropmi triedy A.
Vedci merali akustiku miestnosti, vrátane úrovní hluku v triede a srdcových frekvencií učiteľov, aby vyhodnotili koreláciu medzi akustikou, hladinami hluku s rôznymi vyučovacími metódami a koncentráciou a stresom študentov a učiteľov.
výsledky
Vedecký tím zistil množstvo zaujímavých výsledkov. Štúdia zistila, že štýl výučby na školách sa posúva od hodiny vo forme prednášky, na ktorej učiteľ hovorí a deti počúvajú, k štýlu, ktorý podporuje deti v komunikácii a práci vo dvojiciach a v skupinách pod dohľadom učiteľ. V akusticky neošetrených učebniach mala táto zmena v štýle výučby za následok zvýšenie celkovej hladiny hluku. Zdá sa to logické, pretože počas skupinovej práce hovorí viac ľudí, ako keď učiteľ hovorí pred triedou.
Po akustickom spracovaní tried však úroveň zvuku skutočne poklesla, keď sa trieda prepla na skupinovú prácu alebo prácu vo dvojiciach. Hladina hluku v triede bola pri skupinovej práci nižšia ako pri výučbe v štýle prednášok. Toto bol ďalší príklad inverzného lombardského javu.
Rozdiel v úrovni počas skupinových prác v triedach pred a po inštalácii akustického stropu bol 13 dB, čo je ešte väčší rozdiel ako v štúdii Heriot-Watt. (Pozri obrázok 1). Asi 10 z týchto 13 dB je spôsobených inverzným lombardským javom a 3 dB skutočnou absorpciou zvukových vĺn akustickým stropom.
Štúdia celkovo naznačuje, že školy, ktoré sa snažia prejsť z tradičného vyučovacieho štýlu založeného na prednáškach na viac vyučovací štýl zameraný na viac skupín, môžu skutočne znížiť celkovú hladinu hluku v triede za predpokladu, že sú triedy akusticky zdravé.
Menej stresu a napätia v hlasoch učiteľov
Druhým zaujímavým zistením zo štúdie bolo, že srdcová frekvencia učiteľa sa zhodovala s hladinou hluku v triede. So stúpajúcou úrovňou zvuku sa zvyšuje aj srdcová frekvencia. Srdcová frekvencia je uznávaným indikátorom úrovní stresu, čo znamená, že vedci zistili jasnú koreláciu medzi hladinou hluku a stresu. Porovnaním údajov HR pred a po nastavení akustického stropu bolo vidieť zreteľné zlepšenie. Učiteľom klesol srdcový rytmus až o 10 úderov za minútu.
Vylepšená akustika tiež znamenala, že učitelia nemuseli napínať svoje hlasy, aby ich bolo počuť.
Lepšia koncentrácia medzi školákmi
Vedci tiež zistili, že hladina akustického tlaku v akusticky neošetrených učebniach sa počas dňa zvyšovala. Hladina hluku počas poslednej hodiny dňa bola viac ako dvakrát vyššia ako počas prvej hodiny (12-13 dB vyššia SPL).
Je to preto, lebo zlá akustika spôsobuje únavu a študenti počas dňa strácajú sústredenie, čo ich zase robí hlučnejšími (viac pohybu, šepkania atď.).
Nielenže sa hladina zvuku znížila po nainštalovaní akustického stropu, ale zostala viac-menej konštantná po celý deň, ako je znázornené na obrázku 3.
Dá sa teda predpokladať, že nižšia hladina hluku umožňuje študentom zostať sústredení a menej náchylní na rušenie po celý deň.
3. Študujte na škole v okrese Essex vo Veľkej Británii
Štúdiu zadala okresná rada mesta Essex vo Veľkej Británii s cieľom zistiť, či bude mať akustika tried so sluchovým postihnutím pozitívny vplyv na študentov a učiteľov s normálnym sluchom.
Táto štúdia hodnotila vplyv rôznych stupňov akustickej úpravy tried na vzdelávací proces.
Metodológie výskumu
Štúdia porovnávala štyri rôzne učebne na strednej škole v Essexe. Prvá učebňa je velína bez akejkoľvek akustickej úpravy. Tri ďalšie učebne spĺňali tri rôzne britské normy pre školskú akustiku.
Jeden bol vybavený zaveseným stropom z dierovaného sadrokartónu, ktorý spĺňa požiadavky stredoškolského štandardu BB93.
V inej triede bol inštalovaný akustický strop triedy A s dobrou absorpciou zvuku vo frekvenčnom rozsahu od 500 do 2 000 Hz. Tento stupeň spĺňal štandard BB93 Hi pre sluchovo postihnuté deti v bežných školách.
V tretej učebni bola zabezpečená ďalšia absorpcia nízkofrekvenčného zvuku v rozsahu 125-4 000 Hz. Priestory boli v súlade so štandardom BATOD (Britská asociácia učiteľov sluchovo postihnutých detí), štandardom používaným v špeciálnych školách pre deti so sluchovým postihnutím.
Vedci merali čas a hladinu dozvuku dozvuku, sledovali správanie študentov a učiteľov a robili rozhovory so študentmi, učiteľmi a panelistami. Štúdia prebiehala formou dvojito zaslepeného testu, v ktorom nikto z respondentov nevedel, v ktorej triede boli vytvorené konkrétne akustické podmienky.
výsledky
Výskum ukázal silnú koreláciu medzi dobrou akustikou (t. J. Krátkym časom dozvuku) a vnímanou kvalitou učebného prostredia pre študentov aj učiteľov.
Učitelia, študenti a skupina akustikov, úradníci okresných úradov a ďalší odborníci vyplnili dotazník o akustike v rôznych triedach a výsledky veľmi jasne ukazovali, že čím lepšie je akustické ošetrenie, tým vyššia bola známka (pozri obrázky 4 a 5).
Učebne sa vyznačovali týmto:
• V miestnosti MA5 nebolo vykonané žiadne akustické ošetrenie;
• V miestnosti Ma1 bol nainštalovaný zavesený strop zo sadrokartónu, aby vyhovoval britskému štandardu pre stredné školy (BB93);
• V miestnosti Ma2 bol nainštalovaný akustický strop triedy A so zlepšeným výkonom vo frekvenčnom rozsahu 500-2000 Hz v porovnaní so stropom v miestnosti Ma1. Táto trieda spĺňala normu pre učebne pre sluchovo postihnuté deti v bežných školách (BB93 oddiel 6);
• V miestnosti MA3 boli nainštalované najefektívnejšie riešenia absorbujúce zvuk, vrátane absorbérov s nízkou frekvenciou zvuku, ktorá zhoršuje zrozumiteľnosť reči. Medzi akustické vybavenie triedy patrili zavesené podhľady absorbujúce zvuk triedy A s nízkofrekvenčnými absorbérmi Extra Bass dodatočne inštalovanými v stropnom priestore.
Opäť o opačnom lombardskom efekte
Jednoznačným zlepšením akustiky v štúdii bolo, že hladina hluku v pozadí sa významne znížila, pretože doba dozvuku sa skracovala. Skrátenie doby dozvuku z 1,2 na 0,8 sekundy, čo je rozdiel medzi neošetrenou dozorňou a učebňou so sadrokartónovým stropom, znižuje hluk v pozadí o 9 dB. To je takmer polovica vnímanej hlasitosti.
Rozdiel v hladine hluku v nespracovanej triede s triedou s najlepšou akustikou (kde doba dozvuku bola 0,3 s) bol viac ako 20 dB. To má veľký význam.
Z čisto technického hľadiska vedie zníženie času dozvuku na polovicu k zníženiu šumu o 3 dB. Takže iba asi 6 dB z celkového zníženia zvuku možno pripísať fyzickému zníženiu zvuku absorpciou. Zvyšok bol spôsobený tichším správaním študentov. Išlo opäť o opak lombardského efektu, ktorý sa ukázal ako hlavný dôvod poklesu zvukových hladín.
Obrázok 6 ukazuje, ako sú hladiny hluku v pozadí ovplyvnené akustikou miestnosti. Keď je akustika v triede lepšia, hlasitosť učiteľa klesá. V tichej miestnosti nie je potrebné kričať.
Je zaujímavé poznamenať, že hluk v pozadí (spôsobený študentmi) sa znížil významnejšie ako úroveň hlasitosti hlasu učiteľa. To viedlo k zvýšeniu pomeru hlasitosti k šumu (pomer signálu k šumu) o 10 dB (z 8 na 18 dB). Miestnosť sa teda nielen stíšila, ale tiež oveľa ľahšie vnímala učiteľovu reč.
Je potrebné poznamenať, že hlavným rozdielom medzi učebňou 3 (BB93 Hi) a učebňou 4 (BATOD) bola lepšia nízkofrekvenčná absorpcia. To jasne ukazuje, aké dôležité je to v školách.
Medzi hlásené pozitívne účinky dobrej akustiky patria:
• Lepšia lokalizácia zvuku. Učitelia mohli ľahko zistiť, kto spôsobuje hluk, čo prispelo k lepšiemu riadeniu v triede;
• Zníženie počtu opakovaní;
• Lepšia disciplína, čo znamená, že učitelia môžu k riadeniu v triede zvoliť voľnejší prístup;
• Efektívnejšia skupinová práca v triede;
• Zníženie stresu a napätia hlasiviek u učiteľov.
4. Zhrnutie výsledkov výskumu
Celkovo výsledky troch štúdií jasne ukazujú výhody dobrej akustiky v školách:
• Akustické zaobchádzanie s učebňami podporuje pokojnejšie správanie študentov. Inverzný lombardský efekt bol veľmi jasný vo všetkých troch štúdiách;
• Pomer signálu k šumu sa zlepšuje, čím sa zlepšuje zrozumiteľnosť reči;
• Vyučovacie metódy môžu byť upravené tak, aby umožnili študentom aktívnejšie sa zúčastňovať na učení prostredníctvom diskusie a skupinovej práce. Je potrebné poznamenať, že štúdia na univerzite v Brémach ukázala, že v miestnostiach s dobrou akustikou bola hladina zvuku pri skupinovej práci nižšia ako pri klasickom prednáškovom štýle;
• Učitelia a študenti dostanú tichšie pracovné prostredie, v ktorom sa cítia viac v pohode;
• Žiaci sa môžu dlhšie sústrediť;
• Výsledky študentov sa zlepšujú;
• Znižuje sa úroveň stresu učiteľov;
• Učitelia nepreťažujú svoj hlas;
• Deti so špeciálnymi potrebami a ich učitelia potrebujú skutočne dobrú akustiku.
