論教室聲環境對學生上課效率的影響

2019-08-31

人類無法在黯淡無光的環境中讀書,那為什么我們要在“聲音黯淡無光”的地方聽課?
數代莘莘學子與老師們數十年來在糟糕的聲環境中學習工作,從老舊校區到新建院校,中國教室聲環境問題沒有得到有效的解決。學校建筑設計師從未考慮學生在漫長的十二年學習生涯中,聲環境問題對于他們身心成長的負面影響。
 
2012年英國埃塞克斯大學針對英國中小學校區內各類型教室聲環境進行實驗測試。該實驗以降低教室聲環境混響時間為依據,通過分析中小學生的上課效率與教師的授課感受等反饋報告。實驗表明教室需要良好的聲學環境并明確指出上課時無序的混響會對學生與教師的健康、聽課效率等有直接影響。
 
一、什么是混響?
混響是聲波遇到光硬表面反射多次形成的回聲。教室里的窗戶、黑板、天花板、石膏墻等堅硬表面導致聲波多次反射后,以相隔幾毫秒的反射頻率連續多次傳達到耳朵,會使人體大腦因混響問題而無法區分聲音的主要信息,如果聽眾佩戴助聽器、植入人工耳蝸或有聽覺障礙、注意力不集中等問題,這個問題會更加嚴重,對學生在學習上制造更多的困難。所以降低教室聲環境中的混響時間對學生的學習非常有幫助!
 
混響是根據時間來衡量的。RT60是聲音在特定空間內衰減至60dB所需的時間?;祉憰r間越長,房間的回聲越多,對于人耳的聽力挑戰越大。房間的混響時間取決于教室大小、反射表面及房間中其他吸收或反射聲波的變量。
 
中國中小學普通教室面積為72平方米,墻面積是136平方米。中國《民用建筑隔聲設計規范》GB50118-2010,《中小學校設計規范》GB50099-2011兩項國家標準建議,我國教室空間混響時間應小于0.8秒,而中國目前大部分教室的混響時間遠高于這個數值。
 
二、混響對學生和老師的影響
一直以來,老師上課傳播知識往往從語言對話開始,但是從前的教室設計并未考慮教室空間聲環境對于學生和老師的影響。因聲波傳遞的原因老師講課與學生接受信息之間會有25毫秒的延遲,老師講課時嘴部運動出現音畫不同步狀態。此時大腦還需要區分接收到的聲音信息是純原音還是墻壁反彈的聲音,當聲環境對于混響時間造成變化加上其他各類噪音干擾,會導致很多學生完全無法聽清老師上課內容。
 
眾所周知,老師離學生越近,學生對于知識的理解力越好,但是大部分教室里面容納的學生數量超過40人,不可能所有學生都靠近老師。按照聲音隨著距離增加信噪比逐漸降低的規律來看,老師的講課距離增加一倍,音量下降6dB,有時后排的學生所能接收到的音量是-3dB,造成中后排學生聽課效率低下。
 此外,中小學生和成人聽課接受程度不一樣。研究表明,因教室聲環境的因素干擾,在音波傳輸時會出現四分之一的字節或音節缺失,超過30%的學生對老師上課內容的理解力不足,而大多數的成年人會根據以往的“生活經驗”猜出聲波傳輸中丟失的字音,從而忽略了對于學生學習的影響。中小學生心智處于懵懂稚嫩階段,無法像成人對講話內容熟練猜測并理解。尤其是在學習非漢語類課程時,音節部分缺失、單詞發音不熟悉、非漢語類語系的語法變形等因素使中小學生在學習理解時難度加大。因此為確保學生能夠明白聲音傳遞的內容,我們需要為他們創造合適的聽覺和提高理解力的環境。
 
三、艾力特音頻教室空間聲環境改善建議
艾力特音頻從2015年開始,對全國各省區中小學教室的聲環境做各類空間聲學反饋測試,其中主要因素有五個方面,分別是混響時間、信噪比、語言傳輸指數STI、語言認知度(聽課效率)和學生聽課難度。
 
混響時間和信噪比在聲環境影響因素中占據重要作用。通過降低混響時間,提高信噪比數值,可增強語言傳輸指數STI與語言認知度等級,并降低學生聽課難度的數值。通過安裝一定面積的空間吸聲體,使教室混響時間符合國家標準,并以此提高語言清晰度數值;同時安裝相應配套的擴聲設備,提高教室中后排的信噪比和語言傳輸指數STI的數值,達到提升學生語言認知度的目的。
艾力特音頻將建筑聲學與電聲學完美結合,通過艾力特教育音頻空間整體解決方案,完美解決中國中小學教室聲環境問題,減輕老師上課壓力與疲倦感,降低學生聽力疲勞度,提高學習成績。

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