1. Forskning ved Heriot-Watt University (Edinburgh)
Denne studien ble utført av forskere ved Heriot-Watt University og ble initiert av den britiske regjeringen. Målet med studien var å undersøke effekten av dårlig klasseromsakustikk på studenter og lærere.
Forskningsmetodikk
Studien ble utført i 70 klasserom, både gamle og moderne skoler, over tre år på slutten av 1990-tallet (selve studien ble publisert i 1999). Objektene til observasjon var barn i alderen 5 til 11 år, i klasser med og uten akustisk tak.
Ecophon ble bedt om å delta i studien og installere akustiske tak i en delmengde av klasserom for å muliggjøre sammenligninger mellom akustisk ubehandlede og behandlede klasserom.
Forskerne målte støynivåer, etterklangstid og taleforståelighet. De intervjuet også studenter og lærere og undersøkte deres oppførsel.
resultater
Forskningsresultatene viser tydelig at akustiske tak med høy ytelse har en positiv innvirkning på kvaliteten på utdanningen. De:
• Redusert bakgrunnsstøynivå
• Redusert etterklangstid
• Forbedret taleforståelighet
• Skapte en følelse av velvære
• Endret holdning og oppførsel til studentene
• Bidratt til forbedrede testresultater i akustisk behandlede klasserom
• Skapt et bedre arbeidsmiljø for studenter og lærere
Forskerne fant også at det meste av den forstyrrende støyen kommer fra kilder i klasserommet (studenter, ventilasjon, etc.) i stedet for eksterne kilder.
Omvendt Lombard-effekt
En annen viktig, og til å begynne med noe overraskende effekt, var Lombard-inverseffekten. Lombard-effekten er at folk pleier å snakke høyere i støyende omgivelser i et forsøk på å bli hørt. Dette fører til en gradvis økning i lydnivået i rommet.
Den omvendte Lombard-effekten fungerer nøyaktig motsatt. I et stille rom pleier folk å snakke mer stille, da de ikke trenger å snakke høyt for å bli hørt. Dette er også kjent som "bibliotekseffekten".
I Heriot-Watt-studien illustrerer et eksempel fra en barneskole i Ratmore dette fenomenet godt. Når man sammenligner lydnivåer i klasserom med og uten akustisk tak, der barna satt stille, var et klasserom med akustisk tak 3 dB roligere. Dette er hva man kan forvente fra et rent teknisk synspunkt.
Men da studentene snakket, var støynivået i det akustisk ferdige klasserommet 10 dB lavere enn i det ubehandlede rommet. En reduksjon i støynivå på kun 3 dB kunne forklares med en fysisk reduksjon i støynivå på grunn av dets absorpsjon i taket, slik at de resterende 7 dB reduksjonen skyldtes studiens stillere oppførsel. En reduksjon i lydnivået med 10 dB oppleves av øret som en halvering av lydvolumet, så denne effekten er veldig viktig.
2. Forskning ved Universitetet i Bremen
Følgende banebrytende forskning ble utført av spesialister fra Universitetet i Bremen. Her undersøkte forskerne effekten av dårlig akustikk på undervisnings- og læringsmiljøet, med ekstra vekt på psykologiske og fysiologiske fenomener som stressnivå og konsentrasjon.
Studien var delt inn i tre deler og ble gjennomført på slutten av 1990-tallet og begynnelsen av 2000-tallet, og ble den største feltstudien i skoleakustikk på den tiden, og dekket 570 undervisningsenheter, 28 klasser og 5 skoler.
Forskningsmetodikk
Som med studien av Heriot-Watt University, fulgte denne studien det klassiske A-B-sammenligningsprinsippet, der data ble samlet inn i akustisk ubehandlede klasserom og sammenlignet med tilsvarende data i klasserom etter at de var ferdige med klasse A-tak.
Forskerne målte romakustikk, inkludert lydnivå i klasserommet og lærernes hjertefrekvens, for å vurdere sammenhengen mellom akustikk, støynivåer med forskjellige undervisningsmetoder, og student- og lærerkonsentrasjon og stressnivå.
resultater
Forskergruppen fant en rekke interessante resultater. Studien fant at undervisningsstilen på skolene skifter fra en leksjon i form av en forelesning, der læreren snakker og barna lytter, til en stil som oppmuntrer barna til å kommunisere og jobbe parvis og i grupper under veiledning av en lærer. I akustisk ubehandlede klasserom resulterte denne endringen i undervisningsstil i en økning i det totale støynivået. Dette virker logisk, siden flere snakker under gruppearbeid enn når læreren snakker foran klassen.
Etter at klassene ble behandlet akustisk, falt lydnivået imidlertid faktisk da klassen ble byttet til gruppearbeid eller arbeid parvis. Støynivået i klasserommet var lavere under gruppearbeid enn under undervisning i forelesningsstil. Dette var et annet eksempel på den omvendte Lombard-effekten.
Forskjellen i nivå under gruppearbeid i klasserommene før og etter installasjonen av det akustiske taket var 13 dB, noe som er enda høyere enn i Heriot-Watt-studien. (Se figur 1). Omtrent 10 av denne 13 dB skyldes den inverse Lombard-effekten, og 3 dB skyldes den faktiske absorpsjonen av lydbølger i det akustiske taket.
Samlet sett antyder studien at skoler som ønsker å gå fra en tradisjonell forelesningsbasert undervisningsstil til en mer gruppeorientert undervisningsstil, faktisk kan redusere det generelle støynivået i klasserommet, forutsatt at klasserommene er akustisk sunne.
Mindre stress og spenning i lærernes stemmer
Det andre interessante funnet fra studien var at lærerens hjertefrekvens stemte overens med støynivået i klasserommet. Når lydnivået stiger, øker også pulsen. Hjertefrekvensen er en anerkjent indikator på stressnivå, noe som betyr at forskere har funnet en klar sammenheng mellom støy og stressnivå. Ved å sammenligne HR-dataene før og etter innstilling av det akustiske taket, kunne man se en klar forbedring. Lærernes hjertefrekvens falt med så mye som 10 slag i minuttet.
Den forbedrede akustikken førte også til at lærere ikke trengte å anstrenge seg for å bli hørt.
Bedre konsentrasjon blant skolebarn
Forskerne fant også at lydnivået i akustisk ubehandlede klasserom økte gjennom dagen. Støynivået i løpet av dagens siste leksjon var mer enn dobbelt så høyt som under den første leksjonen (12-13 dB høyere SPL).
Dette er fordi dårlig akustikk gir tretthet og studentene mister fokus om dagen, noe som igjen gjør dem mer støyende (mer bevegelse, hvisking osv.).
Ikke bare reduserte lydnivået etter at det akustiske taket ble installert, men det holdt seg mer eller mindre konstant gjennom dagen, som vist i figur 3.
Dermed kan det antas at lavere støynivåer gjør at studentene kan holde fokus og mindre utsatt for forstyrrelser gjennom dagen.
3. Studer på en skole i Essex County, Storbritannia
Studien ble bestilt av Essex County Council i Storbritannia for å avgjøre om akustikken til hørselshemmede klasserom ville ha en positiv innvirkning på studenter og lærere med normal hørsel.
Denne studien vurderte effekten på pedagogisk prosess av ulike grader av akustisk behandling av klasserom.
Forskningsmetodikk
Studien sammenlignet fire forskjellige klasserom på en videregående skole i Essex. Det første klasserommet er et kontrollrom uten akustisk behandling. Tre andre klasserom oppfylte tre forskjellige britiske standarder for skoleakustikk.
Den ene var utstyrt med et perforert tak i gipsplater som oppfyller kravene i BB93 high school-standarden.
I en annen klasse ble det installert et akustisk tak i klasse A med god lydabsorpsjon i frekvensområdet fra 500 til 2000 Hz. Denne karakteren oppfylte BB93 Hi-standarden for hørselshemmede barn på vanlige skoler.
I det tredje klasserommet ble det gitt ekstra absorpsjon av lavfrekvent lyd i området 125-4000 Hz. Lokalene var i samsvar med BATOD (British Association of Teachers of Hearing Impaired Children) -standarden, en standard som brukes i spesialskoler for barn med hørselshemmede.
Forskerne målte etterklangstid og støynivå, overvåket elevenes og lærerens atferd, og intervjuet studenter, lærere og paneldeltakere. Studien ble utført i form av en dobbeltblind test, der ingen av respondentene visste i hvilket klasserom spesielle akustiske forhold ble opprettet.
resultater
Forskning har vist en sterk sammenheng mellom god akustikk (dvs. korte etterklangstider) og den opplevde kvaliteten på læringsmiljøet, både for studenter og lærere.
Lærere, studenter og en gruppe akustikere, distriktsrådets tjenestemenn og andre fagpersoner fylte ut et spørreskjema om akustikk i forskjellige klasser, og resultatene viste veldig tydelig at jo bedre den akustiske behandlingen, jo høyere ble karakteren scoret (se figur 4 og 5).
Klasserommene var preget av følgende:
• Det var ingen akustisk behandling i rom MA5;
• Det ble installert et tak av gipsplater i rom Ma1 for å oppfylle den britiske videregående standarden (BB93);
• Et akustisk tak i klasse A ble installert i rom Ma2, med forbedret ytelse i frekvensområdet 500-2000 Hz sammenlignet med taket i rom Ma1. Denne klassen oppfylte standarden for klasserom for hørselshemmede barn i vanlige skoler (BB93 seksjon 6);
• I rom MA3 ble de mest effektive lydabsorberende løsningene installert, inkludert absorbere med lave lydfrekvenser som svekker taleforståeligheten. Klassen akustiske møbler inkluderte klasse A lydabsorberende undertak med ekstra bass lavfrekvente absorbere i tillegg installert i takområdet.
Nok en gang om den motsatte Lombard-effekten
Den tydelige forbedringen i akustikk i studien var at bakgrunnsstøynivået ble betydelig redusert ettersom etterklangstiden ble kortere. Å redusere etterklangstiden fra 1,2 til 0,8 sekunder, som er forskjellen mellom et ubehandlet kontrollrom og et klasserom med gipsplater, reduserer bakgrunnsstøy med 9 dB. Dette er nær å halvere den opplevde lydstyrken.
Forskjellen i støynivå i den ubehandlede klassen med klassen med den beste akustikken (hvor etterklangstiden var 0,3 s) var mer enn 20 dB. Dette er av stor betydning.
Rent teknisk sett halverer etterklangstiden en reduksjon på 3 dB i støy. Så bare omtrent 6 dB av den totale lydreduksjonen kan tilskrives den fysiske lydreduksjonen gjennom absorpsjon. Resten skyldtes studentenes roligere oppførsel. Nok en gang var det motsatt av Lombard-effekten, som viste seg å være hovedårsaken til reduksjonen i lydnivået.
Figur 6 viser hvordan bakgrunnsstøynivåer påvirkes av romakustikk. Volumet på lærerens stemme avtar når akustikken i klasserommet er bedre. Det er ikke nødvendig å rope i et stille rom.
Det er interessant å merke seg at bakgrunnsstøyen (forårsaket av studentene) reduserte mer enn volumnivået til lærerens stemme. Dette førte til en økning i forholdet mellom lyd og støy (signal-til-støy-forhold) med 10 dB (fra 8 til 18 dB). Så ikke bare har rommet blitt roligere, det har også blitt mye lettere for elevene å oppfatte lærerens tale.
Det skal bemerkes at hovedforskjellen mellom klasserom 3 (BB93 Hi) og klasserom 4 (BATOD) var bedre absorpsjon med lav frekvens. Dette viser tydelig hvor viktig det er i skolene.
Rapporterte positive effekter av god akustikk inkluderer:
• Bedre lydlokalisering. Lærerne kunne enkelt identifisere hvem som forårsaket støyen, noe som bidro til bedre klasseromsadministrasjon;
• Redusere antall repetisjoner;
• Bedre disiplin, noe som betyr at lærere kan ta en mer avslappet tilnærming til klasseromsstyring;
• Mer effektivt gruppearbeid i klasserommet;
• Redusert stress og spenning i stemmebåndene hos lærere.
4. Oppsummering av forskningsresultatene
Samlet viser resultatene av tre studier tydelig fordelene med god akustikk i skolene:
• Akustisk behandling av klasserom oppmuntrer til roligere studentatferd. Den inverse Lombard-effekten var veldig tydelig i alle tre studiene;
• Signal / støy-forholdet blir bedre, noe som forbedrer taleforståeligheten;
• Undervisningsmetodene kan modifiseres slik at studentene kan ta en mer aktiv del i læringen gjennom diskusjoner og gruppearbeid. Det skal bemerkes at en studie fra Universitetet i Bremen viste at lydnivået i rom med god akustikk var lavere under gruppearbeid enn i klassisk undervisning i forelesningsstil;
• Lærere og studenter får et roligere arbeidsmiljø der de føler seg mer komfortable;
• Elevene kan opprettholde konsentrasjonen lenger;
• Studentenes resultater forbedres;
• Stressnivået til lærerne reduseres;
• Lærere overforsterker ikke stemmene sine;
• Barn med spesielle behov og lærerne deres trenger virkelig god akustikk.
