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22.5%的学生由于噪声不能集中听讲，学校的声学环境比我们想象中重要！
全文4768字，预计阅读时间11分钟
作者 | Ivy.XU
编辑 | Ivy.XU
图片源于网络
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在批评孩子为啥上课不好好听课或者为什么听课老分神的时候，大多数家长可能或多或少都听到过孩子说“听不清楚”“听不懂”，这或许并不是孩子在为自己的行为找借口，而是真的“听不懂”。
因为早在二十世纪七十年代，国外就开始就学校声学环境进行研究，已经有大量的研究证明，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（语言可懂度是指一个或几个发音人所说的语言单位,通过传输系统后被一个或几个听音人所确认的百分数）、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。
所以孩子“听不懂”“听不清”可能是学校教室声学环境较差，影响孩子清晰地听到老师教学、听懂课堂内容以及导致孩子没法很好的集中注意力。2011-2012，“全国绿色学校声环境研究”项目就发现，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。
远比我们想象中重要的学校声学环境
噪声对人的普遍影响
随着社会现代化发展，都市中的人们忍受着越来越多的噪声污染，多到人们可能越来越麻木越来越没有察觉了，但噪音对人的负面影响是毋庸置疑的，实实在在的影响着我们的行为、心理和健康。
火车经过、飞机起飞、大型电器设备或建筑工地施工等这种高分贝噪音会造成人的听觉疾病。有研究显示，在噪声很强的工厂里工作的人，耳聋发病率很高。在95dB（分贝）的噪声环境里长期工作，大约会有29%的人永久性丧失听力；噪声为85dB时会有10%的人耳聋。
2009年，《欧洲夜晚噪音指导方针》就指出：长期在夜晚接受50分贝的噪音，是导致心血管疾病的重要原因；55分贝，会对儿童学习产生负面影响；60分贝，70%的人会从睡梦中惊醒；70分贝，心肌梗死的发病率增加30％左右；80分贝，耳聋的可能性达到50％；90分贝，视网膜对光亮度的敏感性开始下降；95分贝，2/5的人瞳孔开始放大；100分贝，让人耳朵发胀、疼痛；超过115分贝，大脑皮层功能严重衰退。
除此之外，人们不易察觉的，像空调、电扇或人们低声交谈这种低频噪音，实际上对人也有很多生理应激反应,如消极情绪、注意力不集中、效率下降等。1985年，就有国外研究者 N.Broner 指出，“低声级低频噪音对人类行为也有影响，长期暴露在高强度低频噪音环境中会让人的身体产生各种不适”。
中小学学校教室这一场所的特殊性
对于中小学学校教室来说，由于使用主体主要是还处在生长发育期的孩子，不良的声学环境会给成长期的孩子带来比成人更多的问题和负面影响。
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，更容易注意力不集中，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。关于这一问题，国外已经有大量的研究。
1997年，国外学者 Soli 和 Sullivn 采用噪声中听力测试（HINT）对儿童理解句子能力进行测试，发现获得同等的语言可懂度，适宜的信噪比（指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例）一般高于成人所需的1-4分贝，青少年的理解句子能力一般在13-15岁时可达到成人水平；2000年， Hoover 和 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。
另外在噪声影响人的记忆方面，儿童比成年人表现的更明显，国内外很多研究都证明了这一点。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1358名13-14岁儿童的记忆唤起和认知能力的影响，其结果就表明这些噪声对儿童记忆行为有显著影响。国内一项对24名初中生开展的长时记忆的研究，其结果也显示噪声对听觉通道记忆影响较大，对意义性弱的材料的影响程度较意义性强的材料影响大。
学校的声学环境影响着孩子们的听课状态、阅读能力、记忆力、学习效率，自然对孩子们的学习成绩也有一定的影响。一项在全国范围内进行的对比研究就发现，相对于没有进行声学改造的教室里的学生，改造后（安装顶部吸声材料）的教室里的学生的学习成绩有显著进步，尤其是英语、语文等文科科目。
老师健康的保障
教室的另一主体使用者就是广大的教师群体了，教室声学环境的好坏也深深影响着老师的健康。除了噪声带给人的普遍的影响，由于教师这一行业需要持续说话的特性，如果教室声学环境欠佳，老师就需要持续提高音量，声嘶力竭的上课，不仅疲劳、影响情绪，长时间高强度保持这样的用声状态的话，还会影响健康，极容易造成声部疾病。
1998年，Elaine Smith 和 Jon Lemke 等人对美国爱荷华州550余名教师所做的调查报告中指出，32%的教师患有声带疲劳疾病，20%的老师因声带疾病影响教学工作。国内一项针对成都20所学校中600余名教师的调查研究也发现，相对于学校环境噪声较低的学校，环境噪声较高的学校的老师其喉部慢性疾病的检出率明显较高。
现状：一半以上达不到国家标准
虽然学校的声学环境对孩子的学习、健康、心理都有影响，也应该得到重视，但是在中国，绝大多数中小学的声学环境都是达不到国家标准的。（《中小学设计规范》和《民用建筑隔声设计规范》）
2014-2015年，在教育部支持下，由清华大学等五所大学和阿姆斯壮投资公司成立的“学校建筑室内环境研究中心”，开展了中国“中小学室内声环境现场调查”研究项目，涉及了国内13个省市的100余所公立中小学校，其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。
事实上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，如果在学校建设初期就考虑到声学环境或者即使建设完成后后期做声学设计的改造，都不会花费大量的成本。就像上面说到的“中小学是室内声环境现场调查”的项目中，只需要教室顶部安装吸声材料，费用不高却可以立即改善教室内声学环境，使之达到标准的混响时间要求。
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，所以大部分学校建筑没有达到相关标准。
相对于英美等发达国家来说，在噪音方面的建筑标准，是比国内数据要求高的，就拿混响时间（RT）这个数据来说，美国国家标准是 RT < 0.6s， 中国国家标准是 RT < 0.8s 。另外在美国，是有完善的绿色学校认证体系 — LEED® for Schools的，而且有50个州的政策法规，都将混响时间的数据要求作为政府投资学校新建项目的强制性要求。
如何营造良好的学校声学环境
良好的学校的声学环境包括较低的背景噪声、适当的室内混响时间 (Reverberation Time,RT)、较大的语言清晰度、舒适的声学感受等。
背景噪声
教室内出现的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。这些需要在学校选址和初始规划设计中就有意识的重视噪声这一问题，进行必要的隔声、隔振设计。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。
信噪比
提高语言清晰度的另一个方式是提高信噪比。信噪比用来比较所需信号强度与背景噪声强度的数据，在教室环境中提高信噪比可以通过提高信号声量和降低背景噪音来达到。采用电声设备提高教师讲课声音级或者运用其他其他语音增强技术来提高教师讲课的声音，这种方式，既能提高信噪比，提高室内语言清晰度，又能避免老师担心学生听不清而一直提高声音造成的声带疲惫声带损伤等问题，保护了老师的健康。同样的，也可以在教室内采用反射吊顶，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。
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。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15dB（A）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。
混响时间是影响室内语言清晰度很重要的一个因素。如前文所说，我国的《中小学设计规范》中对此标准建议的是0.8s，与国外发达国家标准还是有不少差距的，而且具体的环境中标准还是需要实地进行语言清晰度测试，控制混响时间使语言清晰度达到最佳为准。
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。所以已经建设好的教室要达到较好的混响时间，便需要对室内环境进行必要的改造，比如合理选用有效的吸声材料以及合理布置吸声材料，以达到良好的吸声效果，降低混响时间。
以上三个是主要影响学校教室声学环境的因素，除了这些当然还有很多其他的要考虑的因素，根据教室功能、大小等的不同需要进行具体分析。但不管如何，如果有了要营造良好的声学环境的意识，在学校规划建设时便考虑到，找声学专家进行咨询设计，也并不会花费很大的成本；即使学校已经建成，也是可以后期进行声学方面的改造，进行合理而有效的改善也并不需要太多花费。虽然花费不多，但是对学校的广大师生，尤其是孩子们的成长和学习却是有很大的帮助的。
未来需要更多符合国情的声学研究
尽管目前对于教室声学环境，我们国家已经有一些基本的标准，但无论是标准本身还是标准的落实都是有待提升的。
另外国内对于教室声学的研究大都在国外研究的基础上或者借鉴国外的一些数据，但实际上国内情况和国外是不同的，其一是汉语本身的语言特色（多声调语）和国外语言并不相同，以及中国与国外的教学方式、教室布局的不同，还有国内师生课堂上交流的方式与国外也有很大的不同，所以我们的中小学教室对声学环境的要求应该也是不同的。所以希望在未来能有更多更系统更具有中国特色的关于教室声学方面的研究，能为孩子们提供更加舒适、健康的教室声学环境！
部分案例来自阿姆斯壮
感谢阿姆斯壮对本文提供的帮助
参考文献：
《Frequency of voice problems among teachers and other occupations》--Smith E, Lemke J, Taylor M, Kirchner HL, Hoffman H.
《噪声和混响对儿童记忆行为的影响》--蒋鹏
《The effect of Low frequency Noise on people》 --N.Broner
《Acoustical Barriers to Learning：Children at Risk in Every Classroom》--Nelson PB, Soli S
《75dB交通噪声对人体长时记忆影响的实验研究》--张德乾、仰和芝、何贵兵.
《Classroom Experiments on the Effects of Different Noise Sources and Sound Levels on Long-Term Recall and Recognition in Children.》--Staffan Hygge
《Summary of night noise guidelines for Europe 》 --Kim, Rokho ;Berg, Martin van den
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