1. Cercetare la Universitatea Heriot-Watt (Edinburgh)
Acest studiu a fost realizat de oamenii de știință de la Universitatea Heriot-Watt și a fost inițiat de guvernul britanic. Scopul studiului a fost de a examina impactul acusticii slabe a clasei asupra elevilor și profesorilor.
Metodologia de cercetare
Studiul a fost realizat în 70 de săli de clasă, atât vechi, cât și școli moderne, pe parcursul a trei ani la sfârșitul anilor 1990 (studiul în sine a fost publicat în 1999). Obiectele de observare au fost copii cu vârste cuprinse între 5 și 11 ani, în clase cu și fără tavan acustic.
Ecophon a fost rugat să participe la studiu și să instaleze plafoane acustice într-un subgrup de săli de clasă pentru a permite comparații între sălile de clasă netratate acustic și cele tratate.
Cercetătorii au măsurat nivelurile de zgomot, timpul de reverberație și inteligibilitatea vorbirii. De asemenea, au intervievat studenți și profesori și le-au examinat comportamentul.
rezultate
Rezultatele cercetării arată clar că plafoanele acustice de înaltă performanță au un impact pozitiv asupra calității educației. Ei:
• Niveluri reduse de zgomot de fundal
• Timp de reverberare redus
• Îmbunătățirea inteligibilității vorbirii
• A creat un sentiment de bunăstare
• Schimbarea atitudinii și comportamentului elevilor
• A contribuit la îmbunătățirea scorurilor testelor în sălile de clasă tratate acustic
• A creat un mediu de lucru mai bun pentru studenți și profesori
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că majoritatea zgomotului deranjant provine din surse din clasă (studenți, ventilație etc.) mai degrabă decât din surse externe.
Efect lombard invers
Un alt efect important și, la început, oarecum surprinzător, a fost efectul invers lombard. Efectul lombard este că oamenii tind să vorbească mai tare în medii zgomotoase în încercarea de a fi auziți. Acest lucru duce la o creștere treptată a nivelului de sunet din cameră.
Efectul lombard invers funcționează exact invers. Într-o cameră liniștită, oamenii tind să vorbească mai liniștit, deoarece nu trebuie să vorbească tare pentru a fi auziți. Acest lucru este, de asemenea, cunoscut sub numele de „efect de bibliotecă”.
În studiul Heriot-Watt, un exemplu dintr-o școală elementară din Ratmore ilustrează bine acest fenomen. Când se compară nivelurile sonore din sălile de clasă cu și fără tavan acustic, unde copiii stăteau liniștiți, o sală de clasă cu tavan acustic era mai liniștită cu 3 dB. La asta ne-am aștepta dintr-un punct de vedere pur tehnic.
Dar când elevii au vorbit, nivelul de zgomot în sala de clasă terminată acustic era cu 10 dB mai mic decât în camera netratată. O scădere a nivelului de zgomot de numai 3 dB ar putea fi explicată printr-o scădere fizică a nivelului de zgomot datorită absorbției sale de tavan, astfel încât restul de 7 dB de scădere s-a datorat unui comportament mai liniștit al elevilor. O scădere a nivelului de sunet cu 10 dB este percepută de ureche ca o reducere la jumătate a volumului sunetului, deci acest efect este foarte important.
2. Cercetarea Universității din Bremen
Următoarele cercetări inovatoare au fost efectuate de specialiști de la Universitatea din Bremen. Aici, cercetătorii au examinat efectele acusticii slabe asupra mediului de predare și învățare, cu accent suplimentar asupra fenomenelor psihologice și fiziologice, cum ar fi nivelurile de stres și concentrarea.
Studiul a fost împărțit în trei părți și a fost realizat la sfârșitul anilor 1990 și începutul anilor 2000 și a devenit cel mai mare studiu de teren în acustica școlii la acea vreme, acoperind 570 de unități didactice, 28 de clase și 5 școli.
Metodologia de cercetare
La fel ca în studiul Universității Heriot-Watt, acest studiu a urmat principiul clasic de comparație A-B, în care datele au fost colectate în sălile de clasă netratate acustic și comparate cu datele corespunzătoare din sălile de clasă după ce au fost terminate cu tavanele acustice de clasa A.
Cercetătorii au măsurat acustica camerei, inclusiv nivelurile de zgomot în clasă și ritmul cardiac al profesorilor, pentru a evalua corelația dintre acustică, nivelurile de zgomot cu diferite metode de predare și concentrația elevilor și a profesorilor și nivelurile de stres.
rezultate
Echipa de cercetare a găsit o serie de rezultate interesante. Studiul a constatat că stilul de predare în școli se schimbă de la o lecție sub forma unei prelegeri, unde profesorul vorbește și copiii ascultă, la un stil care îi încurajează pe copii să comunice și să lucreze în perechi și în grupuri sub supravegherea unui profesor. În sălile de clasă netratate acustic, această schimbare a stilului de predare a dus la o creștere a nivelurilor globale de zgomot. Acest lucru ar părea logic, deoarece mai mulți oameni vorbesc în timpul lucrului în grup decât atunci când profesorul vorbește în fața clasei.
Cu toate acestea, după ce cursurile au fost procesate acustic, nivelul sonor a scăzut de fapt atunci când clasa a fost trecută la lucru în grup sau la lucru în perechi. Nivelul de zgomot în clasă a fost mai mic în timpul lucrului în grup decât în timpul predării în stil de prelegere. Acesta a fost un alt exemplu al efectului lombard invers.
Diferența de nivel în timpul lucrului în grup în sălile de clasă înainte și după instalarea plafonului acustic a fost de 13 dB, ceea ce este chiar mai mare decât în studiul Heriot-Watt. (Vezi Figura 1). Aproximativ 10 din acești 13 dB se datorează efectului lombard invers, iar 3 dB se datorează absorbției efective a undelor sonore de către tavanul acustic.
În general, studiul sugerează că școlile care doresc să treacă de la un stil de predare tradițional, bazat pe prelegeri, la un stil de predare mai orientat spre grup, pot reduce efectiv nivelurile globale de zgomot în clasă, cu condiția ca sălile de clasă să fie acustice.
Mai puțin stres și tensiune în vocile profesorilor
A doua constatare interesantă din studiu a fost că ritmul cardiac al profesorului se potrivea cu nivelul de zgomot din clasă. Pe măsură ce nivelul sonor crește, ritmul cardiac crește și el. Ritmul cardiac este un indicator recunoscut al nivelurilor de stres, ceea ce înseamnă că cercetătorii au găsit o corelație clară între nivelurile de zgomot și stres. Comparând datele HR înainte și după setarea plafonului acustic, s-a putut observa o îmbunătățire clară. Ritmul cardiac al profesorilor a scăzut cu până la 10 bătăi pe minut.
Acustica îmbunătățită a însemnat, de asemenea, că profesorii nu trebuiau să-și încordeze vocea pentru a fi auziți.
O mai bună concentrare în rândul elevilor
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că nivelurile sonore din sălile de clasă netratate acustic au crescut pe parcursul zilei. Nivelul de zgomot în ultima lecție a zilei a fost de peste două ori mai mare decât în prima lecție (SPL cu 12-13 dB mai mare).
Acest lucru se datorează faptului că o acustică slabă provoacă oboseală și elevii își pierd concentrarea în timpul zilei, ceea ce la rândul lor îi face mai zgomotoși (mai multă mișcare, șoaptă etc.).
Nu numai că nivelul sonor a scăzut după instalarea plafonului acustic, dar a rămas mai mult sau mai puțin constant pe tot parcursul zilei, așa cum se arată în Figura 3.
Astfel, se poate presupune că nivelurile mai mici de zgomot permit elevilor să rămână concentrați și mai puțin predispuși la tulburări pe tot parcursul zilei.
3. Studiază la o școală din județul Essex, Marea Britanie
Studiul a fost comandat de Consiliul Județean Essex din Regatul Unit pentru a stabili dacă acustica sălilor cu deficiențe de auz ar avea un impact pozitiv asupra elevilor și profesorilor cu auz normal.
Acest studiu a evaluat impactul asupra procesului educațional al diferitelor grade de tratament acustic al sălilor de clasă.
Metodologia de cercetare
Studiul a comparat patru săli de clasă diferite dintr-un liceu din Essex. Prima sală de clasă este o cameră de control fără tratament acustic. Alte trei săli de clasă îndeplineau trei standarde diferite din Marea Britanie pentru acustica școlii.
Unul a fost prevăzut cu un tavan suspendat din gips-carton perforat care îndeplinește cerințele standardului liceului BB93.
Într-o altă clasă, a fost instalat un tavan acustic de clasă A cu o bună absorbție a sunetului în intervalul de frecvență de la 500 la 2000 Hz. Această clasă a îndeplinit standardul BB93 Hi pentru copiii cu deficiențe de auz din școlile obișnuite.
În a treia sală de clasă, a fost asigurată o absorbție suplimentară a sunetului de joasă frecvență în intervalul 125-4000 Hz. Premisele erau în conformitate cu standardul BATOD (Asociația britanică a profesorilor copiilor cu deficiențe de auz), un standard utilizat în școlile speciale pentru copiii cu deficiențe de auz.
Cercetătorii au măsurat timpul de reverberație și nivelurile de zgomot, au monitorizat comportamentul elevilor și al profesorilor și au intervievat elevii, profesorii și membrii panelului. Studiul a fost realizat sub forma unui test dublu-orb, în care niciunul dintre respondenți nu știa în ce clasă au fost create condiții acustice particulare.
rezultate
Cercetările au arătat o corelație puternică între o bună acustică (adică timpi scurți de reverberație) și calitatea percepută a mediului de învățare, atât pentru elevi, cât și pentru profesori.
Profesorii, studenții și un grup de acusticieni, oficiali ai consiliului raional și alți profesioniști au completat un chestionar despre acustică în diferite clase, iar rezultatele au arătat foarte clar că cu cât este mai bun tratamentul acustic, cu atât nota este mai mare (vezi figurile 4 și 5).
Clasele s-au distins prin următoarele:
• Nu a existat tratament acustic în camera MA5;
• Un tavan suspendat din gips-carton a fost instalat în camera Ma1 pentru a respecta standardul liceului din Marea Britanie (BB93);
• Un tavan acustic clasa A a fost instalat în camera Ma2, cu performanțe îmbunătățite în gama de frecvențe 500-2000 Hz comparativ cu tavanul din camera Ma1. Această clasă a îndeplinit standardul pentru sălile de clasă pentru copiii cu deficiențe de auz din școlile obișnuite (BB93 secțiunea 6);
• În camera MA3, au fost instalate cele mai eficiente soluții de absorbție a sunetului, inclusiv absorbante cu frecvențe de sunet reduse care afectează inteligibilitatea vorbirii. Mobilierul acustic din clasă include tavanele suspendate fonoabsorbante din clasa A, cu amortizoare de joasă frecvență Extra Bass, instalate suplimentar în spațiul din tavan.
Încă o dată despre efectul lombard opus
Îmbunătățirea clară a acusticii din studiu a constat în faptul că nivelul de zgomot de fond a fost redus semnificativ pe măsură ce timpul de reverberație a devenit mai scurt. Reducerea timpului de reverberație de la 1,2 la 0,8 secunde, care este diferența dintre o cameră de control netratată și o sală de clasă cu tavan din gips-carton, reduce zgomotul de fond cu 9 dB. Acest lucru este aproape de a reduce la jumătate volumul perceput.
Diferența de nivel de zgomot în clasa neprocesată cu clasa cu cea mai bună acustică (unde timpul de reverberare a fost de 0,3 s) a fost mai mare de 20 dB. Acest lucru este de o mare importanță.
Din punct de vedere pur tehnic, reducerea la jumătate a timpului de reverberare are ca rezultat o reducere a zgomotului de 3 dB. Deci, numai aproximativ 6 dB din reducerea totală a sunetului poate fi atribuită reducerii fizice a sunetului prin absorbție. Restul s-a datorat comportamentului mai liniștit al elevilor. Din nou, a fost opusul efectului lombard, care s-a dovedit a fi principalul motiv pentru scăderea nivelurilor sonore.
Figura 6 arată modul în care nivelurile de zgomot de fond sunt afectate de acustica încăperii. Volumul vocii profesorului scade atunci când acustica în clasă este mai bună. Nu este nevoie să strigi într-o cameră liniștită.
Este interesant de observat că zgomotul de fond (cauzat de elevi) a scăzut mai semnificativ decât nivelul de volum al vocii profesorului. Acest lucru a dus la o creștere a raportului zgomot-zgomot (raport semnal-zgomot) cu 10 dB (de la 8 la 18 dB). Deci, camera nu numai că a devenit mai liniștită, ci a devenit și mai ușor pentru elevi să perceapă discursul profesorului.
Trebuie remarcat faptul că diferența principală dintre clasa 3 (BB93 Hi) și clasa 4 (BATOD) a fost o absorbție mai bună a frecvenței joase. Acest lucru arată clar cât de important este în școli.
Efectele pozitive raportate ale unei bune acustice includ:
• Localizare mai bună a sunetului. Profesorii au putut identifica cu ușurință cine a provocat zgomotul, ceea ce a contribuit la o mai bună gestionare a clasei;
• Reducerea numărului de repetări;
• O disciplină mai bună, ceea ce înseamnă că profesorii ar putea adopta o abordare mai relaxată a managementului clasei;
• Muncă de grup mai eficientă în clasă;
• Stres și tensiune reduse ale corzilor vocale la profesori.
4. Rezumarea rezultatelor cercetării
Luate împreună, rezultatele a trei studii arată clar avantajele unei bune acustice în școli:
• Tratamentul acustic al sălilor de clasă încurajează un comportament mai calm al elevilor. Efectul lombard invers a fost foarte clar în toate cele trei studii;
• Raportul semnal-zgomot devine mai bun, îmbunătățind inteligibilitatea vorbirii;
• Metodele de predare pot fi modificate pentru a permite elevilor să ia parte mai activă la învățare prin discuții și lucrări de grup. Trebuie remarcat faptul că un studiu realizat de Universitatea din Bremen a arătat că, în sălile cu o acustică bună, nivelurile sonore au fost mai scăzute în timpul lucrului în grup decât în cadrul predării clasice în stil de prelegere;
• Profesorii și elevii obțin un mediu de lucru mai liniștit în care se simt mai în largul lor;
• Elevii pot menține concentrația mai mult timp;
• Rezultatele studenților se îmbunătățesc;
• Nivelul de stres al profesorilor este redus;
• Profesorii nu își extind excesiv vocile;
• Copiii cu nevoi speciale și profesorii lor au nevoie de o acustică foarte bună.
