OKAYO凯优红外线无线话筒解决教室声场问题
发布者: 日期:2012-9-29 点击次:3529

典型的教室声场系统由吸顶扬声器、教师佩戴的小型轻便无线麦克风、一或两个接收器以及放大器组成。一些系统还包括演讲或者大声朗读时可以由学生们共享的第二只麦克风。该系统不仅把教师的话音放大,并均匀地传播至整个教室,使之高于环境噪声。这就引出了所谓的“声场”概念。它使每一个学生能清楚地听得见教室的声音,教师不必大声吼叫让他们的嗓子疲劳。

学习所面临的听觉障碍

对于学校来说,教师们必须克服无数的听觉障碍,以便有效地指导他们的学生。问题涉及教室内外的各种条件、学生学习的被动以及教师的嗓子疲劳。据报道,那些已经建立了教室声场系统的学校成功地克服了这些障碍。
下面概述设计声场放大系统所需要的解决的各种问题。
问题1—教室的声音环境。
因教室的声音环境存在问题,许多障碍让学生们无法听见教师的讲课。当教室中的噪音水平达到了无法接受的级别时,通常由下列一个或几个以上的原因引起。
恶劣的教室声学环境:在教室设计的过程中,最重要的一件事情就是考虑声学性能。在教室中的硬、平表面,如地板、墙壁、黑板及吊顶引起的回声均会降低对话语的理解度。
研究显示,背景噪音以及回响可能对教学有反作用,特别是对于儿童。对于年幼的学生们来说,要清楚地听清每一个声音都比较困难,并且他们的注意力也受到危害。对于那些聋、哑或有学习困难并且母语与教学语音不同的儿童们来说,劣质的教室声学特性会引起特别具有挑战性的教育障碍。
在1999年关于教室声学特殊性的一项研究中,人们测量了94间空闲的教室的噪音水平。研究得到的结论是91剪,或97%的教室超过了推荐的升学标准。在2002年,美国声学会批准了“用于学校的声学性能准则、设计要求以及指南”标准,即ANSI/ASA S12.60-2002。该标准为最大背景噪声以及回响设置了详细的准则,并且与用于声学设计的良好实践的长期建议保持一致。
研究证明对口语说出的字识别的分数随着讲者与听者之间的距离增加而呈系统性地降低。
教室内的噪声源:教室内的环境噪声可能包括讲话的学生们、地板上鞋的敲击声、桌子移动的吱吱响声、撕纸张的声音、削铅笔的声音、嘈杂的通风系统声以及计算机和冷却风扇的发出的声音。这种背景噪声可能引起教师的嗓音疲劳。
与教师之间的距离:学生的座位与教师之间距离对学生听清楚并理解教师所讲的内容有可测量的影响。研究证明,为了获得更大的语音可理解性,学生们应该距离教室不超过6英尺。遗憾的是,对于给定的典型教室尺寸来说,要所有的学生均实现这一距离是不切实际的。
一项研究考察了在声学特性良好的教室中年龄为5-14岁的儿童。研究人员发现,随着听者和讲者之间的距离增加,对口语词汇的认知分数呈现系统性地下降。尽管距离教师6英尺的学生们实现了95%的分数,但是,对于那些坐在24英尺开外的学生们来说分数降至60%。
教室之外的噪音源:教室之外的噪声源包括车流噪声、飞机噪声、运动场噪声、建筑噪声以及在大楼其它部分产生的噪声,如在走廊上的学生们发出的噪声、乐队练习产生的噪声以及教师外产生的噪声可能造成沟通的短暂停顿,然而,持续不断的噪声对语音可理解性有着更大的负面影响。

问题2—学生的听力困难

据估计,学龄儿童每个教学日花75%的时间参加听课活动。与听力及其技能与已经完全成熟的承认不同,年幼的儿童需要最优良的条件以倾听和理解。据研究,大闹的听觉网络的功能直到15岁才完全发育好。与成人相比,儿童们对他们所通道的内容进行有感知的处理的方式是不同的。对于儿童们来说,教师们的语音需要比教室中的背景噪声至少大15分贝以上。这一由分贝表示的差别成为信噪比(SNR)。相比之下,成人仅仅需要4-6分贝的SNP。研究人员还证明,把英语作为第二语言的学生们所血药的信噪比较之于那些把英语作为母语的学生们要更高。
与围绕教室的相对不变的背景噪声不同,教室的语音的声音的变化极大地取决于教师的语音的声音的变化极大地取决于教师的位置以及对信噪比进行测量的位置。这是因为声音随着距离而减弱,特别是距离每增加一倍,声音降低6分贝。例如,在教室前面3英尺以60分贝讲课的教师的声音,在距离教室前面的6英尺处听起来为54分贝,而在12英尺处听起来为48分贝,以此类推。因为背景噪声实际上是维持不变的,教室语音的这种减弱方式意味着信噪比将随着教室的距离而减小。在一些点,信噪比将下降至低于+15分贝,从而让一些学生们无法听清楚。
对于在低年级中的儿童们来说,以有力的信噪比创建一个学习环境是特别重要的。这些学生们常常参与那些特别需要集中注意力识别的语音和声音的活动。幼年的、没有经验的学习者尚未发育成熟像成人那样、在不利的嘈杂的条件下听讲所需的能力,并且他们通常要到13-15岁才具备那样的能力。

有多少学生存在听力困难?

教室研究通常指的是MARRS项目,它由南伊利诺斯州Wabash和Ohio ValMARRS项目获得的数据显示,20%或以上的现有学校人口具有的学术困能与最小限度的听觉损失并存。在所有的K-12学生当中,大约43%在任一给定的一天中均因短暂听力损伤而受苦,并且会无法听见以15分贝听力水平发出的纯音调或间歇发出的纯音调。当这些学生们坐在嘈杂的教室中或远离教室前面就坐时,他们最有可能听不到所讲的内容。
根据MARRS的研究,学生们会从教室扩大中受益,包括那些:
*年龄在15岁以下的学生;
*坐在教室背后的学生可能错过教师所讲的30%的内容;
*学习努力的学生;
*在嘈杂的教室环境中;
*在团队教学环境中;
*在发音柔和的教师教育下学习;
*失去学习能力;
*把英语作为第二语言进行学习;
问题3—教师嗓子疲劳

教师整天在混杂各种噪声的教室中授课,因提高嗓音以便被听到并维持次序,所以,他们的嗓子受到损伤时不可避免的。教学必须进行下去,不论是否存在不期而至的噪声。教师们经常抱怨的事情包括:嘶哑的征兆、疼痛、说话时疲劳以及短暂的失声。
即使在低噪声水平的教室中,教师们也必须控制嗓音以便让更多的学生们听见。教师们被迫把她们的嗓音控制在远远高于自然和健康的水平。因此,对于教师来说,平均嗓音更高,嗓子问题更多。
学生们的听力了以及经验会影响他们理解所说的内容的能力。
研究发现,学生们通常会提高他们对作业的注意力,当教师在物理位置上接近他们时,学生们会更配合教师。正如我们已经讨论过的那样,在教室中教师靠近每一个学生是不可能的。当教师被迫不断地重新朝着学生们时,通常会采用提高的嗓音,这样就会增加教师的嗓子疲劳,并加剧教室中儿童们的紧张和焦虑。总所周知,一些儿童对于大声、强迫性的命令的响应可能是事与愿违的。自然对话的嗓音水平通常会有最为讨人喜欢的回应。

声场系统的组成

教室的声场系统由无线麦克风、接收机、放大器以及扬声器组成。教师们的声音由麦克风拾取并传送至专用的接收机,由它把信号送往放大器,再传输至策略地安装在教室中的各个扬声器。
该系统的主要目的就是确保教师的声音以及节目的音频在存在背景声音的教室内的、所有指导位置上均被清楚地听到。研究人员已经证明,在普通的教室中,教师的声音通常以比背景声仅仅高6分贝左右抵达学生。声场系统的目标就是把教师的声音放大至大约高于教室的噪声水平15分贝,从而使得每一个学生能够听到,就像教师站在附近一样。

系统组件概述

麦克风:为了获得最佳的结果,麦克风应该重量足够轻,以便用系索佩戴在教师的脖子上或者夹在教师的衣服上。易于控制音量、静音以及电源,从而让教师最终能够控制,并能够在教学过程中自由地作出调节。无线传输最关键,因为麦克风电缆可能被桌子以及其它物体羁绊,并限制教师在教室内的移动范围。此外,诸如用于便携式音频源以及外部话筒吊杆或耳机麦克风的功能也是想要的。
接收机:无线接收机从教室中的一个或一个以上的麦克风拾取信号。在声场应用中要采用两类无线传输技术。射频采用电磁波来传输信号。每一个RF麦克风工作在特定的广播信号。因为射频波能够通过墙壁以及其它的物体,其它工作在相同信道的无线设备可能引起干扰,即使相距超过0.5英里开外。另一类技术采用红外线或IR作为传输机制。红外线不能透过墙壁并且不易于受到RF干扰,因此,显然比采用射频的系统有优势。
放大器:当选择一个声场系统时,应该考虑采用具有特定专用功能的放大器。该放大器应该提供专业级的性能、功率以及空间效率。想要的功能包括紧凑的尺寸、多个安装选项、无风扇、对流的冷却工作方式。在血多的教室中需要低噪声、有限的空间以及低的通风安装,这些有价值的品质使得放大器成为理想的选择。为了获得最大的灵活性,要考虑在处理小教室时采用两或四个扬声器以获得足够的功率,并在较大的教室中采用6或8个扬声器。
扬声器:在声场应用中采用扬声器的目的就是精确地再现并在整个教室均匀地传输教师的声音以及节目的音频。为了获得最佳的结果,要规定各个扬声器具有一致的频率响应,否则的话,节目的音频以及教师的声音将听起来不自然。为了以最少数量的扬声器在整个教室均匀地传播声音,每一个扬声器在整个教室均匀地传播声音,每一个扬声器的最佳覆盖角度是170度。推荐采用吊顶安装的扬声器以实现最佳的覆盖。
各个扬声器应该被策略地安装,以便学生从该系统获得最大的好处。它们可以被安装在吊顶上、在围绕教室的墙壁上或者在教室的各角上。

在教室中采用放大器的好处

从该领域无数的研究显然可见,在教室中采用放大器将改善教室的环境、提高学生的学习成绩并促进教师的健康。研究给出的证据显示,学生的注意力提高了,语音识别的能力得到了改进,分心的人少了,不做作业的学生减少了。据报道,采用教室放大技术的学校的教师因嗓子疲劳以及声带损伤而缺席的情况大减。教室放大技术的应用已经得到了学生们、父母亲们以及学校职员们的拥护和支持。
下面总结了研究项目所测的结果。除非特别之处,下列结果均以具有正常听力能力的学生们为基础。
学生成绩:教育家以及研究人员已经对采用声音放大技术的教室的学生成绩的可测量结果进行了文件备案。
在Minnesota学校,对安装了放大器和未安装放大器的两个教室,在6个月内分三次测试了二年级学生们的阅读、数学、拼写技能。结果显示,在安装了放大器的教室中,学生们在阅读以及拼写上得到了极大地提高。在数学得分上,两个教室的测试结果没有大的差异。
Stanford Achievement Test 斯坦福成绩测试
Oregon’s Technology Enhanced Student Achievement Test 俄勒冈技术增强学生成绩测试
Literacy Test Scores 读写能力测试分数
在俄勒冈州对未安装放大器和安装了放大器的教室中,对从1至5年纪的学生的标准化测试分数的比较发现:
在“基本早起读写技能的动态指示(DIBLS)”一项调查中,与未安装放大器的教室相比,在安装了放大器的教室中,1年纪学生的平均分高出35%。
在“开发读写评估(DRA)”一项的调查中,同一组1年级的学生的平均分数要高21%。
在俄勒冈的“技术增强学生成绩”一项的测试中,安装了放大器的教室的3年级学生的平均分要高21%。在阅读流利的程度上平均每分钟提高32个单词。
在未安装放大器的教室相比,在安装了放大器的教室中,4和5年级的学生在阅读流利的测试中,每分钟平均阅读词汇的速度要高35%。
在三间犹他州的1年级教师中,2002年在校学习的85%是美国本土人。在安装教室放大器系统之前的5年中,仅仅44%至48%的学生达到犹他州核心阅读测试的基本级别。在教室中安装了放大器系统之后,在研究中的74%学生的分数达到了基本级别或以上级别。
一项关于教室放大系统对犹他州处于危险之中的4和5年级的学生们的影响的研究揭示,采用技术手段成为逆转了成绩测试分数连续两年下滑的趋势。与没有采用放大器系统的教室相比,在采用放大器的教室的学生们的“斯坦福成绩测试”分数要高10-15%,包括阅读、语言、数学、科学以及社会研究子测试。
在9间俄亥俄州郊区地区学校中,当研究人员研究安装了放大器的教室幼儿园至3年级的学生们时发现,在安装了放大器的教室中儿童们的测试分数要高很多。在“爱荷华州的基本技能”子测试中,安装了放大器系统的教室的学生们获得了较高的分数,其中,较为年轻的学生们具有最大的收获。
在对佛罗里达州的Orange County公立中学的学生们进行了多年的研究证明,平均来说,在安装了放大器的教室的学生们在“佛罗里达综合评估测试”中的分数较之于没有安装放大器的教室的学生们要高10%。
当研究人员把佛罗里达州Broward地区的4家安装了放大器的教室与4家没有安装放大器的教室的学生们—特别是从事双语和特殊教育的学生们—比没有安装放大器的教室的学生们获得了更高的读写能力的加分。
在科罗拉多州,放大器系统证明对于学生们获得高分有着重要的影响。在采用放大器的第一年里,过去在“科罗拉多学生成绩测试”得分8和9的学生们的分数平均增加了3.6%。根据学校的原则,测试得分的增加归因于教室采用了放大器技术,因为在那段时间对学校的指导计划或教员没有其它的大变化。
作为MARRS项目的一部分,研究人员研究了南伊利诺斯州中学的教室放大系统,在把具有听力损伤和不具备听力损伤的学生的比较中发现,从幼儿园至6年级的学生当中,那些需要特殊教育的学生的数量下降了43%。
类似地,在威斯康星州对37间采用了放大器的教室进行为期8个月的研究发现,从幼儿园至5年级所需要的特殊教育的推荐率几乎下降了50%。
学生注意力:研究证明教室环境得到改善是采用教室放大技术的直接结果。
在2000年,在佛罗里达州Broward地区公立学校中,对1年级安装和未安装放大器系统的教师进行了比较,教师观察到在安装了放大器的教室中学生们的注意力以及教室参与情况发生了积极的变化。
在1989年美国语音-语言-听力协会发表了1篇文章中,一个研究团队提交了他们关于低年级教室的声场发达的研究报告,并描述说:“从11-14岁年龄的学生的注意力以及理解力得到了改善,并且改善了听力以及教学的放松程度。”
MARRS项目发现,采用教室放大系统更易于进行教室的管理,可以提高学生的注意力、减少违纪胃疼、减少学生的分心并且降低重复指导的所需要的次数。
明尼苏达州1年级的教师们观察到,在把放大系统引入到他们的教室之后,他们的学生们“分心的少了,注意力提高了,”并且“需要重复指导的数量降低了”。
对俄亥俄州在安装了放大器的教室的1年级学生的研究证明提高了参与度、生产率以及在作业上的表现。
在爱荷华州采用了放大器的初级教室的学生们显示,在整个作业上的行为评价提高了17%。在采用了放大器的教室中,学生们被发现较少分心,并较少地需要教师的重复指导。
对教室的好处:安装了放大系统的教室让教师们能够花上整天的时间以自然语速说话,极少地减少了嗓音损伤以及嗓子的疲劳。
在爱荷华州安装了放大系统的教室中,教师的缺勤率下降了36%,这与嗓子讲课问题的降低直接有关,如嗓音、下颌以及咽喉的问题。、
在佛罗里达州对Orange地区公立中学进行多年的研究发现,在采用了放大系统的教室的佛罗里达州教室的嗓子损伤以及疲劳减少了,并且在安装了放大系统的教室的教室缺勤率降低了25%。
在MARRS项目的研究人员发现,在1年的时间内,在安装了放大器的教室中,嗓子疲劳以及因嗓子损伤引起的教师缺勤率从15%平均下将了2-3%。
研究还证明,采用教室放大系统的教师们实际上可以无拘无束地在教室内走动,与此同时,维持稳定的声学环境。无论教师是正对着学生,或是背对着学生,学生们均能清楚听到。

总结

教室放大系统有助于各个学校满足学生们以及教师们的血药,不论学生们坐在哪里,通过把声音在整个教室传播,有效地缩短了教师的声音与每一个学生的距离。在安装了放大器的教室中,学生们获得了最大的语音可理解性,而教师们减少了嗓子的损伤并能够在教室中自由地走动。
研究证明,教室放大系统对学生们的学习成绩、语音识别、听力能力以及教师的嗓子健康有积极的影响。教室放大系统的采用已经证明也有助于创造良好的教室环境,正如分心更少、注意力得到提高、作业表现更好以及减少了教师的重复指导等等好处就是证明。
当选择教室放大设备时,重要的是理解可用的技术选项以及各种系统被安装的教室的特殊需要。从具有教育市场经验的制造商选择专业级的设备,将确保实现所期望的结果。

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