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声学环境对学习的影响

2021-11-20  木香草堂

 在“必达亚洲”的微信公众号中,看到一篇有关学校声学环境方面的研究报告,感到还是有些道理的,特将其中的要点和大家一道分享。

 早在二十世纪七十年代,国外就有机构开始研究学校的声学环境。大量的研究证明,学校教室的声学环境对于学生各方面的学习都有重要影响,包括语言的可懂度、注意力集中程度、长时和短时记忆、学习效率和阅读理解能力,等等。2011-2012,“全国绿色学校声环境研究”项目也发现,在中国9-14岁的中小学中,有10.7%的中小学生不太能听清楚老师讲课,22.5%的学生由于噪声影响不太能集中注意力听讲。

 因为儿童理解感知系统在生理和心理上的不成熟,以及自控能力有限,所以相对于成人要获得相同的语言可懂度,对教室的声学环境需要有更高的要求。2000年, Hoover Lewis 等人对5-7岁儿童在不同声学环境中单词语言清晰度进行研究,结果表明在安静环境中,儿童和成人都能获得良好的可懂度;在嘈杂环境中,成人明白单词的主要意思,儿童却只能听懂较少部分。一项由瑞典环境保护局和瑞士建筑研究所资助的项目,研究在飞机噪声、交通噪声、言语噪声等三种噪声在不同声压级条件下对135813-14岁儿童的记忆唤起和认知能力的影响,结果表明这些噪声对儿童记忆行为有显著影响。学校的声学环境直接影响着孩子们的听课状态、阅读能力、记忆力、学习效率,对孩子们的学习成绩也有一定的影响。

 2014-2015年,在教育部支持下,中国“中小学室内声环境现场调查”研究项目调查了国内13个省市的100余所公立中小学校,结果显示绝大部分的中小学都没有达到相应的国家标准。其中69%96/140)的教室不满足规范对混响时间的要求,57% 80/140)的教室不满足规范对背景噪声级的要求。造成这一现状最大的原因并不是学校建设成本上或者其他方面客观的原因,主要还是校方建设人员以及国内学校设计师在这方面意识的缺乏;另外一个原因是《中小学设计规范》和《民用建筑隔声设计规范》中关于噪音这一项并不是强制性要求,更没有有效的监管手段。

 良好的学校声学环境包括较低的背景噪声、适当的室内混响时间、较大的语言清晰度、舒适的声学感受等。

 1.背景噪声

 包括室外传入的和室内产生的。室外传入的噪声跟学校所处位置周边的环境、教室门、窗、墙的隔音性和建筑设计周边的隔音设计相关。室内产生的噪声则是跟教学无关的、学生老师不需要的声音,像桌椅挪动、教室内设备(电扇、投影仪、空调等)、学生做小动作等产生的声音。另外还有教室内的声音和外部传入的声音形成的共振导致的嗡嗡的低频噪音。这些背景噪声都需要在学校设计初始阶段或者建成以后进行噪音测量,尽可能降低背景噪音,提高声学环境。

 2.信噪比

 信噪比用来比较所需信号强度与背景噪声强度的数据,通过提高信号声量和降低背景噪音,可以提高信噪比,提升语言的清晰度。常见的方式有两种:一是借助电声设备来提高教师讲课的信号声量;二是在教室内安装反射吊顶,将教师的声音更多的反射到教室后部,让后排座位的同学获得同等的语言可懂度,更好的听清老师讲课。

 3.混响时间

 混响时间是指声源停止发声后,声压级减少到60dB(分贝)所需要时间。我国的《中小学设计规范》中对此标准建议的是0.8s。研究表明,虽然提高信噪比有利于改善室内听闻环境,但是当信噪比提高到15dBA)以上后,对语言清晰度就没有明显改善了。所以此时需要注意的是另一个数据,那就是室内的混响时间。房间的混响时间长短是由它的吸声量和体积大小所决定的,体积大且吸声量小的房间,混响时间长,吸声强且体积小的房间,混响时间就要短。

 以上三个是主要影响学校教室声学环境的因素,无论是新建的学校还是正在使用的教室,只要关注到了声学环境对学习的影响,都可以通过改造来提升声学环境的质量,所需费用不多,但投入后的效益是明显的。

 希望声学环境能作为强制性的标准尽快纳入学校建设和改造的规范性要求之中,也希望有更多的声学方面的研究促进更多的人们关注这一事项。

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