Effekterna av bakgrundsbuller b och

Transkript

1 Laboratoriet för tillämpad psykologi Institutionen för tekning och byggd miljö Effekterna av bakgrundsbuller b och andra akustiska k förhållanden i skolan Anders Kjellberg 2 Nordiske Konference om kommunikation teknik og pædagogik 2. Nordiske Konference om kommunikation, teknik og pædagogik Fredericia, mars 2009

2 Betydelsen av akustiska förhållanden för skolarbetet 1. Akustiska förhållanden kan göra att man inte hör vad som sägs 2. Även om man kan höra vad som sägs kan de akustiska förhållandena göra det mer ansträngande och försämra förståelse och inlärning. 3. Även prestationen i visuella uppgifter som läsförståelse kan försämras av buller. 4. Långvarig bullerexponering (t.ex. från trafikbullret i bostadsområdet) kan försämra prestationsförmågan också när man får göra uppgiften under tysta förhållanden.

3 Betydelsen av akustiska förhållanden för skolarbetet 1. Akustiska förhållanden kan göra att man inte hör vad som sägs A. Bakgrundsbullret ger en dålig signal/brusnivå B Kl f kl id ä fö B. Klassrummets efterklangstid är för lång

4 Signal/brus-nivå Signal/brus-nivån: förhållandet mellan ljudnivån på det man vill höra (signalen) och övriga ljud (bruset). Anges som skillnaden i ljudnivå (decibel) mellan signalen och bruset. Ju mindre denna skillnad är, desto svårare blir det att uppfatta vad som sägs. Rekommenderad signal/brusnivå i klassrum: Rekommenderad signal/brusnivå i klassrum: db.

5 Talets ljudnivå Medelnivå för tal på en meters avstånd: Normal L eqa. Höjd röst L eqa Hög röst: L eqa Skrik: L eqa

6 Talets ljudnivå vid lyssnarens öra bestäms av det direkta och det reflekterade ljudet Direkt ljud: Den delen av talet som går närmaste vägen från talaren till lyssnaren Reflekterat ljud: Den del av ljudet som når lyssnaren efter att ha reflekterats t från olika ytor i rummet. Når örat lite senare än det direkta ljudet.

7 Ljudnivå och avstånd till talaren Utan något reflekterat ljud (utomhus) minskar ljudnivån med 6 db för varje fördubbling av avståndet Inomhus kommer på längre avstånd större del av ljudet som når örat att vara reflekterat och avståndet får minskande betydelse.

8 Vanlig rekommenderad bakgrundsnivå i klassrum utan verksamhet: 35 db(a)

9 Signal-brusnivå I ett klassrum där bakgrundsnivån är 48 db kan man vänta sig att talnivån på två meters avstånd ligger på ungefär 63 db. Signal/brusnivån är alltså 15 db. OK Men på 7 meters avstånd har talnivån förmodligen sjunkit till 57 db och signalbrusnivån alltså till 9 db. För dålig.

10 Talbananen" visar talljudens frekvens och styrka 125 vid vanlig 250 konversationsnivå k 1,5k 2k på 3k 14k meters 5k 8k håll. Hz db OBS! Stigande nivå neråt

11 Akustiska förhållanden kan göra att man inte hör vad som sägs. B: Efterklangstiden tid i rummet Efterklangstid: tiden (s) som det tar för ljudnivån att sjunka 60 db efter det att ljudkällan har stängts av. Beror på: Rummets volym; ;ju större desto längre efterklangstid. Hur mycket ytorna i rummet absorberar och reflekterar av ljudet. Ju hårdare ytor desto längre efterklangstid.

12 Typiska efterklangstider Kyrkor Konserthus, föreläsningssalar Radio- TV- & filmstudio Kontor, bostäder

13 En lång efterklang kan störa taluppfattningen Reflekterat flk ljud ljdsom kommer mer än ms efter det direkta ljudet lägger sig över det efterföljande ljudet och stör taluppfattningen. Det reflekterade ljudet maskerar det direkta ljudet. Den största och mest kritiska maskerings-effekten är att vokaler gör det svårt att höra efterföljande följ konsonanter, som är svagare och har högre frekvens. På samma signal/brus-nivå ger därför en kortare efterklangstid en klarare signal och bättre taluppfattning.

14 Det reflekterade ljudet kan också underlätta taluppfattningen Reflekterat ljud som kommer tidigare än 35 ms kan göra det lättare att uppfatta vad som sägs genom att det förstärker det direkta ljudet. Om efterklangstiden närmade sig 0 skulle man behöva tala orealistiskt högt för att höras långt bort i lokalen. Efterklangstiden bör alltså inte alltid minimeras för att få bästa taluppfattning. Stora rum kräver längre efterklangstid och ju högre brusnivån är desto kortare bör efterklangstiden vara.

15 Optimal efterklangstid tid i klassrum: ,4-0,5 s. Målvärde enligt Boverket & Arbetarskydds- styrelsen, 1996 för längsta efterklangstid i undervisningsrum för klass : 06s 0.6 s (beräknat som medelvärdet av efterklangs-tiden i oktavbanden inom området Hz). Ljudklass A i Svensk Standard SS : i undervisningslokaler bör efterklangstiden vara högst 0,5 sekunder i varje oktavband från 125 Hz till 4000 Hz.

16 Skapar efterklangstiden någonsin problem i våra skolor? Mätningar och inspelningar i två skolor i södra Sverige En skola hade dålig akustik (ca 1 sek efterklangstid; 1,6-1,8 i låga frekvenser) Den andra skolan hade bra akustik ( ca 0,3 sek Den andra skolan hade bra akustik ( ca 0,3 sek efterklangstid)

17 Betydelsen av akustiska förhållanden för skolarbetet Akustiska förhållanden kan göra att man inte hör vad som sägs 2. Även om man kan höra vad som sägs kan de akustiska förhållandena göra det mer ansträngande och försämra förståelse och inlärning.

18 De akustiska rekommendationerna grundas framför allt på hur signal/brus-nivån och efterklangstiden påverkar möjligheten att höra vad som sägs. Men Det räcker inte att höra det, man ska ju helst också förstå och minnas det. Jo, jag hörde nog nästan allt han sa.. men vad var det han sa?

19 Vad krävs av oss då vi lyssnar till tal? Den som lyssnar till tal måste kunna besvara två frågor: Vad säger talaren?: Identifiera orden som sägs. Vad betyder det?: Integrera det man just hör med det som tidigare sagts och med permanent lagrad information (kunskaper i området som man talar om) Och efteråt ska han kunna besvara en tredje fråga: Vad var det han sa?: Den nya informationen ska lagras så att man kan ta fram den vid ett senare tillfälle.

20 Arbetsminnets roll Alla tre frågor kräver insatser från vårt arbetsminne. Arbetsminnet har en begränsad kapacitet. Ju mer av den kapaciteten som krävs för att identifiera orden som sägs, desto mindre finns då tillgängligt g g för integrering, g, tolkning och lagring av informationen.

21 Att lyssna till tal och andra ljud i bullrig miljö Buller och en lång efterklangstid gör det svårare att identifiera orden och en större del av arbetsminnets kapacitet måste då användas för detta. Mindre resurser finns då tillgängliga för integrering, tolkning och lagring av informationen. Även om man med ansträngning lyckats identifiera orden kan därför förståelse och inlärning försämras av bullret. Buller gör det mer ansträngande och tröttande att lyssna till tal.

22 Efterklang och taluppfattning 1 Efterklangstiden (ET) och signal/brus-nivån avgör möjligheten att uppfatta tal i ett rum Kortare ET ger en klarare signal och bättre taluppfattning givet konstant signal/brus-nivå.

23 Vad krävs av oss då vi lyssnar till tal? Den som lyssnar till tal måste kunna besvara två frågor: Vad säger talaren?: Identifiera orden som sägs. Vad betyder det?: Integrera det man just hör med det som tidigare sagts och med permanent lagrad information (kunskaper i området som man talar om) Och efteråt ska han kunna besvara en tredje fråga: Vad var det han sa?: Den nya informationen ska lagras så att man kan ta fram den vid ett senare tillfälle.

24 Buller och arbetsprestation: Att lyssna till tal Vad måste man göra för att ta till sig tal som man lyssnar på? Uppfatta de enskilda orden Integrera det som just sägs med det tidigare sagda Tolka innebörden idet som sägs Lagra informationen Allt detta görs i arbetsminnet som har en begränsad kapacitet

25 Att lyssna till tal och andra ljud i bullrig miljö Buller gör det svårare att identifiera orden och en större dl del av arbetsminnets bt t kapacitet ittmåste åt då användas äd för detta. Mindre resurser finns då tillgängliga li för integrering, i tolkning och lagring av informationen. Även om man med ansträngning lyckats identifiera orden kan därför förståelse och inlärning försämras av bullret. Buller gör det är mer tröttande att lyssna till tal.

26 Första försöksserien Frågeställningar Hur påverkar ett bakgrundsbuller och efterklangstiden minnet av upplästa ordlistor och texter? Kan effekter påvisas även då taluppfattningen är opåverkad? Betingelser: i basförsöken två extrem Betingelser: i basförsöken två extrembetingelser vad gäller signal/brus-nivå och efterklangstid (simulerad).

27 Experiment 1: Att höra men inte minnas i dålig signal/brus-nivå Medelantal rätt av de En grupp fick höra en ordlista med signal/brusnivå i nedskrivna orden på 4 eller 27 db. S/N S/N De upprepade orden för att 4 db 27 db kontrollera att de hört dem. 85 8,5 11,0 De skrev ned alla ord de kunde erinra sig p<.001 Slutsats: Man minns färre ord då man har hört dem f med ett dåligt signal/brus-förhållande

28 Experiment 2: Att höra men inte minnas under dåliga efterklangs-förhållanden Medelantal rätt erinrade ord Kort Lång Efterklangstid Efterklangstid (0,5 s.) (1.2 s.) 12,97 (6,93) 10,78 (5,72) p=.025 Slutsats: Man minns färre ord då man har hört dem i ett rum med en för lång efterklangstid tid

29 Minnesproblemen drabbar orden i början av listan: d kräver mest bearbetning för att bli ihågkomna Kontroll, tyst efterklang=0 Dålig Signal/brus Lång efterklang

30 Minne av löpande text % rät tt Dålig Bra 10 0 Signal/Brus Efterklangstid

31 Arbetsminneskapacitetens betydelse Personer med dålig arbetsminneskapacitet kan förväntas ha mindre kognitiva resurser över när de lyckats identifiera orden och har också i flera fall visat sig vara känsligare för bullerstörning.

32 Förhållande som kan väntas påverka effekten av dålig akustik En alltför lång efterklangstid eller dåliga signal/brus-förhållanden kan väntas ha särskilt stor betydelse för förståelse och minne Då talsignalen redan av andra skäl är försämrad: T.ex. dåbarn eller någon med annat modersmål åltalar, för hörselskadade och för gamla (som dessutom har försämrat arbetsminne). Då redundansen i informationen är liten (då det finns dåliga möjligheter att fylla i orden man missat), t.ex. Då det är på ett främmande språk. Då man har dålig kunskap om det aktuella ämnet.

33 Slutsatser Det räcker inte att de akustiska förhållandena är tillräckligt bra för att det ska vara möjligt att höra vad som sägs. Det ska gå att uppfatta vad som sägs utan ansträngning, annars kan förståelsen och minnet av vad som sagts försämras. Denna negativa effekt blir förmodligen större ju längre man ska lyssna i takt med att man blir allt tröttare.

34 Betydelsen av akustiska förhållanden för skolarbetet Akustiska förhållanden kan göra att man inte hör vad som sägs 2. Även om man kan höra vad som sägs kan de akustiska förhållandena göra det mer ansträngande och försämra förståelse och inlärning. 3. Även prestationen i visuella uppgifter som läsförståelse l kan försämras av buller.

35 Bullereffekter i andra typer av arbetsuppgifter Även Ä uppgifter som inte kräver att man tar in information med hörseln kan påverkas av buller på flera sätt: Buller kan distrahera. Att inte låta sig bli distraherad kräver en ansträngning som tär på resurserna i arbetsminnet. Effekterna blir störst om bullret varierar mycket och oförutsägbart eller om det signalerar något som kan vara viktigt (tal, telefonsignaler etc).

36 Bullret kan även få sin effekt på läs- och skrivuppgifter genom att störa specifika kognitiva processer Viktigaste exempel: ovidkommande tal. Svårt att utestänga det ovidkommande talet. Tal bearbetas mer eller mindre automatiskt. Den bearbetningen b utnyttjar samma kognitiva i processer som läsuppgiften Det ovidkommande talet stör därmed den kognitiva bearbetningen av den verbala uppgiften.

37 Laboratorieexperiment om buller och minnessystem (Hygge et al.) Elever och deras lärare, i åldersgrupper mellan 13 och 65 år. Många olika test för olika typer av minne Genomförde uppgifterna i olika ljudbetingelser: vägtrafikbuller, pratbuller och tystnad

38 Sammanfattande resultat: Skillnaden mellan bullereffekten i olika typer av uppgifter (Hygge et al.) 8.0 Ordförståelse 7.0 Ansiktsminne Minne av textt 5.0 Tyst Vägtrafikbuller Bullergrupp Ovidkommande tal

39 Betydelsen av akustiska förhållanden för skolarbetet Akustiska förhållanden kan göra att man inte hör vad som sägs 2. Även om man kan höra vad som sägs kan de akustiska förhållandena göra det mer ansträngande och försämra förståelse och inlärning. 3. Även prestationen i visuella uppgifter som läsförståelse l kan försämras av buller. 4. Långvarig bullerexponering (t.ex. från trafikbullret i bostadsområdet) kan försämra prestationsförmågan också när man får göra uppgiften under tysta förhållanden.

40 Barn i bullriga områden: Münchenstudien Långtidsminne - antal poäng 8 Old airport Gamla flygplatsen Mean score Inget flygbuller Flygbuller Flygplatsen stängs Mätning nr. Nya flygplatsen Mean score Flygplatsen öppnas Mätning nr.

41 Sammanfattning Ljudmiljön kan påverka skolarbetet på flera sätt: 1. Den kan göra att eleverna inte hör vad läraren säger. 2. Den kan göra det så mycket svårare att höra läraren att man inte har resurser över för att tolka och lagra informationen. 3. En bullrig arbetsmiljö kan även försämra prestationen i uppgifter som inte kräver att man hör tal (t.ex. läs- och skrivuppgifter). Största effekter har ovidkommande tal. 4. Den som bor i en bullrig miljö utvecklar inte sina kognitiva färdigheter lika bra som den som bor i en lugnare miljö.

42 Hur påverkar buller lärarnas beteende och samspelet lärare elever? Fler avbrott i undervisningen Mindre effektivt utnyttjad tid Mindre dialog lärare elever. Mer ansträngande undervisning, tröttare lärare.