1. Istraživanje na Univerzitetu Heriot-Watt (Edinburg)
Ovu studiju izveli su naučnici sa Univerziteta Heriot-Watt, a inicirala je britanska vlada. Cilj studije bio je ispitati utjecaj loše akustike u učionici na učenike i nastavnike.
Istraživačka metodologija
Istraživanje je provedeno u 70 učionica, kako u starim, tako i u modernim školama, tokom tri godine krajem 1990-ih (sama studija objavljena je 1999. godine). Objekti posmatranja bila su djeca uzrasta od 5 do 11 godina u razredima sa i bez akustičnih plafona.
Od Ecophona je zatraženo da učestvuje u studiji i postavi akustične plafone u podskupu učionica kako bi se omogućila poređenja između akustički neobrađenih i tretiranih učionica.
Istraživači su izmjerili nivo buke, vrijeme odjeka i razumljivost govora. Takođe su intervjuirali učenike i nastavnike i ispitivali njihovo ponašanje.
rezultati
Rezultati istraživanja jasno pokazuju da akustični plafoni visokih performansi pozitivno utječu na kvalitetu obrazovanja. Oni:
• Smanjen nivo pozadinske buke
• Smanjeno vrijeme odjeka
• Poboljšana razumljivost govora
• Stvorio osjećaj blagostanja
• Promenjeni stavovi i ponašanje učenika
• Doprinosilo poboljšanju rezultata na testovima u učionicama sa akustičkim tretmanom
• Stvoreno je bolje radno okruženje za učenike i nastavnike
Istraživači su takođe otkrili da većina uznemirujuće buke dolazi iz izvora u učionici (studenti, ventilacija itd.), A ne iz spoljnih izvora.
Obrnuti Lombard efekt
Još jedan važan, i u početku pomalo iznenađujući efekt, bio je langobardski inverzni efekt. Lombardski efekt je da ljudi teže da govore glasnije u bučnim okruženjima pokušavajući da ih se čuje. To dovodi do postepenog povećanja nivoa zvuka u sobi.
Inverzni Lombard efekt djeluje upravo suprotno. U tihoj sobi ljudi obično govore tiše, jer ne trebaju glasno govoriti da bi ih se čulo. Ovo je poznato i kao "efekt biblioteke".
U studiji Heriot-Watt, primjer iz osnovne škole u Ratmoreu dobro ilustrira ovaj fenomen. Kada se upoređuju nivoi zvuka u učionicama sa i bez akustičnih plafona, u kojima su djeca mirno sjedila, učionica s akustičnim plafonom bila je tiša za 3 dB. To je ono što bi se moglo očekivati sa čisto tehničke tačke gledišta.
Ali kada su učenici progovorili, nivo buke u akustički završenoj učionici bio je 10 dB niži nego u neobrađenoj sobi. Smanjenje nivoa buke od samo 3 dB moglo bi se objasniti fizičkim smanjenjem nivoa buke uslijed apsorpcije stropa, tako da je preostalih 7 dB smanjenja bilo zbog tišeg ponašanja učenika. Smanjenje nivoa zvuka za 10 dB uho doživljava kao prepolovljenje jačine zvuka, pa je ovaj efekt vrlo važan.
2. Istraživanje Univerziteta u Bremenu
Sljedeće revolucionarno istraživanje proveli su stručnjaci sa Univerziteta u Bremenu. Ovdje su istraživači ispitivali efekte loše akustike na nastavno i nastavno okruženje, s dodatnim naglaskom na psihološke i fiziološke pojave poput nivoa stresa i koncentracije.
Studija je bila podijeljena u tri dijela i provedena je krajem 1990-ih i početkom 2000-ih, i postala je najveća terenska studija u školskoj akustiki u to vrijeme, pokrivajući 570 nastavnih jedinica, 28 odjeljenja i 5 škola.
Istraživačka metodologija
Kao i kod studije Univerziteta Heriot-Watt, i ova studija slijedila je klasični princip poređenja A-B, gdje su se podaci prikupljali u akustički neobrađenim učionicama i uspoređivali s odgovarajućim podacima u učionicama nakon što su završeni sa akustičnim plafonima klase A.
Istraživači su izmjerili akustiku u sobi, uključujući nivo buke u učionici i puls učitelja, kako bi procijenili povezanost između akustike, nivoa buke s različitim nastavnim metodama te koncentracije učenika i nastavnika i nivoa stresa.
rezultati
Istraživački tim pronašao je niz zanimljivih rezultata. Studija je pokazala da se stil poučavanja u školama prebacuje s lekcije u obliku predavanja, na kojoj nastavnik govori, a djeca slušaju, na stil koji podstiče djecu na komunikaciju i rad u parovima i u grupama pod nadzorom učiteljice. U akustički neobrađenim učionicama, ova promjena stila nastave rezultirala je povećanjem ukupnih nivoa buke. To bi izgledalo logično, jer više ljudi govori tokom grupnog rada nego kad nastavnik govori ispred razreda.
Međutim, nakon akustičke obrade nastave, nivo zvuka je zapravo opao kad se predavanje prebacilo na grupni rad ili rad u parovima. Nivo buke u učionici bio je niži tokom grupnog rada nego tokom predavanja u stilu predavanja. Ovo je bio još jedan primjer inverznog lombardnog efekta.
Razlika u nivou tokom grupnog rada u učionicama prije i nakon postavljanja akustičnog plafona iznosila je 13 dB, što je čak i više nego u studiji Heriot-Watt. (Vidi sliku 1). Otprilike 10 od ovih 13 dB je zbog inverznog lombardnog efekta, a 3 dB zbog stvarne apsorpcije zvučnih talasa akustičnim plafonom.
Sveukupno, studija sugerira da škole koje žele preći sa tradicionalnog stila nastave temeljenog na predavanjima na stil više orijentiran na grupu mogu zapravo smanjiti ukupni nivo buke u učionici, pod uvjetom da su učionice zvučno zvučne.
Manje stresa i napetosti u glasovima nastavnika
Drugo zanimljivo otkriće iz studije bilo je da se učiteljev puls podudarao sa nivoom buke u učionici. Kako nivo zvuka raste, raste i broj otkucaja srca. Puls je prepoznati pokazatelj nivoa stresa, što znači da su istraživači pronašli jasnu korelaciju između nivoa buke i stresa. Uspoređujući HR podatke prije i nakon postavljanja akustičnog plafona, moglo se primijetiti jasno poboljšanje. Puls nastavnika pao je za čak 10 otkucaja u minuti.
Poboljšana akustika takođe je značila da nastavnici nisu morali naprezati svoj glas da bi ih se čulo.
Bolja koncentracija među školarcima
Istraživači su takođe otkrili da se nivo zvuka u akustički neobrađenim učionicama povećavao tokom dana. Nivo buke tokom posljednje lekcije u danu bio je više nego dvostruko veći nego tokom prve lekcije (12-13 dB viši SPL).
To je zato što loša akustika uzrokuje umor i učenici gube fokus tijekom dana, što ih pak čini bučnijim (više pokreta, šaputanja itd.).
Ne samo da se nivo zvuka smanjio nakon postavljanja akustičnog plafona, već je ostao manje-više konstantan tokom dana, kao što je prikazano na slici 3.
Stoga se može pretpostaviti da niži nivo buke omogućava učenicima da ostanu fokusirani i manje skloni poremećajima tokom dana.
3. Studiranje u školi u okrugu Essex u Velikoj Britaniji
Studiju je naručilo vijeće okruga Essex u Velikoj Britaniji kako bi utvrdilo hoće li akustika učionica oštećenog sluha imati pozitivan utjecaj na učenike i nastavnike s normalnim sluhom.
Ova studija je procijenila utjecaj različitih stepena akustičkog tretmana učionica na obrazovni proces.
Istraživačka metodologija
Studija je upoređivala četiri različite učionice u srednjoj školi u Essexu. Prva učionica je kontrolna soba bez ikakvog akustičnog tretmana. Tri druge učionice zadovoljile su tri različita britanska standarda za školsku akustiku.
Jedan je bio opremljen perforiranim spuštenim stropom od gips kartona koji ispunjava zahtjeve srednjoškolskog standarda BB93.
U drugoj klasi postavljen je akustični plafon klase A sa dobrom apsorpcijom zvuka u frekvencijskom opsegu od 500 do 2000 Hz. Ovaj razred je ispunio BB93 Hi standard za djecu oštećenu sluh u redovnim školama.
U trećoj učionici je obezbeđena dodatna apsorpcija niskofrekventnog zvuka u opsegu od 125-4000 Hz. Prostorije su bile u skladu sa standardom BATOD (Britanska asocijacija učitelja djece oštećena sluha), standardom koji se koristi u specijalnim školama za djecu s oštećenjima sluha.
Istraživači su mjerili vrijeme odjeka i nivo buke, pratili ponašanje učenika i nastavnika i intervjuirali učenike, nastavnike i paneliste. Istraživanje je provedeno u obliku dvostruko slijepog testa, u kojem niko od ispitanika nije znao u kojoj su učionici stvoreni određeni akustični uslovi.
rezultati
Istraživanje je pokazalo snažnu korelaciju između dobre akustike (tj. Kratkog vremena odjeka) i percepcije kvaliteta okruženja za učenje i za učenike i za nastavnike.
Nastavnici, studenti i grupa akustičara, službenici okružnih vijeća i drugi profesionalci popunili su upitnik o akustiki u različitim razredima, a rezultati su vrlo jasno pokazali da što je bolji akustički tretman to je ocjena viša (vidi slike 4 i 5).
Učionice su se odlikovale sljedećim:
• Nije bilo akustičnog tretmana u sobi MA5;
• U sobi Ma1 postavljen je spušteni plafon od gipsanih ploča kako bi zadovoljio standard srednje škole u Velikoj Britaniji (BB93);
• U sobi Ma2 instaliran je akustični plafon klase A, sa poboljšanim performansama u frekvencijskom opsegu 500-2000 Hz u odnosu na plafon u sobi Ma1. Ovaj razred je ispunio standard za učionice za djecu oštećenog sluha u redovnim školama (BB93 odjeljak 6);
• U sobi MA3 instalirana su najefikasnija rješenja za apsorpciju zvuka, uključujući apsorbere niskih frekvencija zvuka koji umanjuju razumljivost govora. Klasični akustički namještaj uključivao je spuštene plafone klase A koji apsorbiraju zvuk s niskofrekventnim apsorberima Extra Bass koji su dodatno ugrađeni u stropni prostor.
Još jednom o suprotnom Lombardovom efektu
Jasno poboljšanje akustike u studiji bilo je to što se nivo pozadinske buke značajno smanjio kako je vrijeme odjekivanja postajalo kraće. Smanjivanjem vremena odjeka sa 1,2 na 0,8 sekundi, što je razlika između neobrađene kontrolne sobe i učionice sa plafonom od gipsanih ploča, smanjuje se pozadinska buka za 9 dB. Ovo je blizu prepolovljavanja opažene glasnoće.
Razlika u nivou buke u neprerađenoj klasi s klasom sa najboljom akustikom (gdje je vrijeme odjeka iznosilo 0,3 s) bila je veća od 20 dB. Ovo je od velike važnosti.
Sa čisto tehničke tačke gledišta, prepolovljenje vremena odjeka rezultira smanjenjem buke za 3 dB. Dakle, samo oko 6 dB ukupnog smanjenja zvuka može se pripisati fizičkom smanjenju zvuka apsorpcijom. Ostalo je bilo zbog mirnijeg ponašanja učenika. Još jednom, bilo je suprotno od Lombard efekta, što se pokazalo glavnim razlogom smanjenja nivoa zvuka.
Slika 6 pokazuje kako na nivo pozadinske buke utiče sobna akustika. Jačina glasa nastavnika se smanjuje kada je akustika u učionici bolja. Nema potrebe da vičete u tihoj sobi.
Zanimljivo je primijetiti da se pozadinska buka (koju su uzrokovali učenici) smanjila značajnije od jačine zvuka glasa nastavnika. To je dovelo do povećanja odnosa glasnoće i šuma (odnos signal-šum) za 10 dB (sa 8 na 18 dB). Dakle, ne samo da je soba postala tiša, već je i učenicima postalo mnogo lakše da percipiraju govor učitelja.
Treba napomenuti da je glavna razlika između učionice 3 (BB93 Hi) i učionice 4 (BATOD) bila bolja apsorpcija niskih frekvencija. To jasno pokazuje koliko je to važno u školama.
Izvješteni pozitivni efekti dobre akustike uključuju:
• Bolja lokalizacija zvuka. Nastavnici su lako mogli prepoznati ko izaziva buku, što je doprinijelo boljem upravljanju učionicama;
• Smanjivanje broja ponavljanja;
• Bolja disciplina, što znači da bi nastavnici mogli zauzeti opušteniji pristup upravljanju učionicama;
• Učinkovitiji rad u grupi u učionici;
• Smanjen stres i napetost glasnih žica kod nastavnika.
4. Rezimiranje rezultata istraživanja
Uzeti zajedno, rezultati tri studije jasno pokazuju blagodati dobre akustike u školama:
• Akustični tretman učionica podstiče smirenije ponašanje učenika. Obrnuti Lombardov efekat bio je vrlo jasan u sve tri studije;
• Odnos signal / šum postaje bolji, poboljšavajući razumljivost govora;
• Metode poučavanja mogu se modificirati kako bi se učenicima omogućilo aktivnije sudjelovanje u učenju kroz diskusiju i rad u grupi. Treba napomenuti da je studija Univerziteta u Bremenu pokazala da su u sobama s dobrom akustikom nivoi zvuka bili niži tijekom grupnog rada nego u klasičnoj nastavi u stilu predavanja;
• Nastavnici i učenici dobijaju mirnije radno okruženje u kojem se osjećaju lakše;
• Učenici mogu duže održavati koncentraciju;
• Rezultati učenika se poboljšavaju;
• nivo stresa nastavnika je smanjen;
• Nastavnici ne pretjeruju sa svojim glasovima;
• Djeca s posebnim potrebama i njihovi učitelji trebaju zaista dobru akustiku.
