- Показатели динамического теста ранней грамотности (DIBELS) учащихся первого класса в классных комнатах с усилением (оборудованных звуковым полем) в среднем на 35% выше, чем в классных комнатах без усиления.
- В той же группе показатели тестирования навыков чтения (DRA) выше на 21%.
- Показатели скорости чтения по количеству слов в минуту учеников 4-го и 5-го классов, обучавшихся в классах с усилением, были на 35% выше, чем у учащихся в классах без усиления.
- Лучшее распознавание фразовой речи
- Повышение уровня внимания, взаимодействия и участия в работе
- Более быстрое овладение навыками чтения, письма и счета
- Облегчение овладения языковыми навыками в первые годы обучения
- Лучшее понимание педагога детьми, обучающимися на неродном языке
- Более свободный выбор места в классе для учеников с дефицитом внимания
Недавно появилась новая технология звукового поля: Dynamic SoundField. Одной из ее характеристик является автоматическая регулировка усиления, увеличивающая громкость при повышении уровня шума в классе, который может быть весьма высоким (Bess et al, 1984; Finitzo-Heiber, 1981; Houtgast,1981; Knecht et al, 2002; Larsen et al, 2008; Markides, 1986; Mendel et al, 2003; Nober et al, 1975; Rosenberg et al, 1999; Sanders, 1965; Sato et al, 2008) и отличаться в разных школах и классах. Согласно Rosenberg средний уровень шума в классах варьирует от 47 до 73,3 дБ, усредненное значение 62,6 дБ. И, что наиболее важно, уровень фонового шума существенно варьируется в течение обычного учебного дня (Sisto et al, 2007). В тихих ситуациях требуется меньшее усиление, чтобы избежать избыточной громкости. Кроме того, высокий уровень усиления в условиях тишины может быть утомительным для слушателей.
В шуме усиление должно быть выше, без возникновения обратной связи. Традиционные системы звукового поля не отслеживают уровни окружающего шума, следовательно, уровень их громкости будет адекватным только в некоторых промежутках времени в течение дня. В определенные моменты усиление системы будет слишком низким, что приведет к недостаточной разборчивости речи у учащихся, либо слишком высоким, что приведет к неестественному звучанию громкой усиленной речи.
Маловероятно, что педагог будет настраивать громкость каждый раз при изменении уровня фонового шума в классе. Технология Dynamic SoundField обеспечивает постоянный контроль уровня фонового шума в классе и автоматически изменяет усиление соответственно этому уровню. Эта компенсация окружающего шума настроена таким образом, чтобы индекс речевой трансмиссии (STI) составлял от 0.5 до 0.6 при различных уровнях шума на расстоянии 3 метров, что обеспечивает хорошее понимание речи учителя. Уровни окружающего шума измеряются с помощью микрофона беспроводного передатчика. В тихих условиях, при шуме в классе ниже 54 дБ УЗД, усиление поддерживается на уровне 6 дБ («усиление» здесь относится к стандартной акустической ситуации в стандартном классе и определяется как акустическое усиление на уровне уха). Результатом будет отношение сигнал/шум (ОСШ) как минимум 12 дБ. При более низких уровнях шума ОСШ будет еще больше. Например, при уровне шума 44 дБ УЗД отношение сигнал/шум будет +20 дБ. Разборчивость значительно ухудшается при снижении ОСШ ниже +10 дБ. При уровне шума в классе от 54 до 66 дБ УЗД усиление Dynamic SoundField повышается автоматически для поддержания ОСШ не ниже +10 дБ в обычном классе с временем реверберации (RT60) 0.9 c (Рис. 1).
Максимальное усиление, обеспечиваемое системой Dynamic SoundField, – 20 дБ. Для достижения такого высокого усиления необходимо использование в Dynamic SoundField современных алгоритмов подавления обратной связи. Это осуществляется в фоновом режиме, устраняя любую обратную связь, даже при очень близком расположении микрофона и динамика.
С целью измерения влияния динамических функций системы на разборчивость речи были проведены исследования в контрольных условиях, приближенных к условиям класса.
Измерения были выполнены при разных уровнях шума, что является естественным для класса.
Объекты тестирования и оборудование
В исследовании участвовали 20 нормально слышащих учащихся в возрасте от 13 до 14 лет. Для всех тестируемых родным языком был немецкий. В группе было 7 мальчиков и 13 девочек.
Разборчивость речи в шуме исследовалась в 4 различных условиях: без звукового поля, с Dynamic SoundField, с традиционной системой от производителя А и с традиционной системой от производителя В. Все устройства представляли собой системы с одной акустической колонкой. Все учащиеся сначала проходили тестирование в условиях без звукового поля. После этого порядок использования типов звукового поля был случайным для всех тестируемых.
Все тесты проводились слепым методом: учащиеся не могли прочитать название бренда на акустической колонке – логотип и название были закрыты.
Для всех четырех условий измерения проводились при повышенных уровнях шума в классе: 50, 60, 65 и 70 дБ.
Исследование речи в шуме проводилось в школьном классе. Размеры класса были 8.35 м на 8.35 м. Измеренное среднее время реверберации в классе составило 1.0 с.
Речь предъявлялась с помощью динамика, размещенного на манекене B&K, находившемся перед классом. Беспроводные микрофоны были размещены на манекене так, как их обычно носят педагоги. В системе Dynamic SoundField и системе конкурента В это были гарнитурные микрофоны на расстоянии 2 см от «рта» манекена, в системе конкурента А это был петличный микрофон на расстоянии 20 см от «рта».
Разборчивость речи проверялась с помощью теста OLSA (Oldenburger Satz Test) – немецкого теста для определения разборчивости фразовой речи в шуме. Громкость речи, генерируемой динамиком манекена B&K, была зафиксирована на уровне 65 дБ на расстоянии 1 м (без усиления в звуковом поле) на протяжении всего тестирования. Набор тестовых фраз (из 48 вариантов) был случайным для всех учащихся и для всех условий.
Характерный для класса шум генерировался 4 динамиками, расположенными в углах класса.
Чтобы минимизировать различия в уровне громкости между тремя системами звукового поля, была выполнена следующая процедура: с помощью манекена был воспроизведен ISTS (международный речевой тестовый сигнал) в тишине. На расстоянии 6 м от манекена, где предполагалось проводить тестирование учащихся, был измерен уровень прямого звука, плюс Dynamic SoundField с установками по умолчанию. Этот уровень составил 66 дБ. Для системы конкурента В было выбрано положение регулятора громкости, соответствующее генерации уровня звукового давления 66 дБ на том же расстоянии. Для системы конкурента А (с петличным микрофоном) аналогичной громкости достичь не удалось по причине возникновения обратной связи. При максимально достижимой громкости уровень звукового давления составил 65 дБ. Расстояние между манекеном B&K и динамиком было около 2.30 м.
Результаты
На средние показатели теста разборчивости речи в условиях без звукового поля очевидно влияло повышение уровней шума, начиная от 95.2% при уровне окружающего шума 50 дБ до 7.6% при шуме 70 дБ. Все системы звукового поля улучшали разборчивость речи у данной группы учащихся при всех уровнях шума, но с существенными качественными различиями между системами, причем различия увеличивались при более высоких уровнях шума. На Рис. 3 приведены общие средние показатели разборчивости речи при разных уровнях шума и в различных условиях прослушивания.
В Таблице 1 приведены средние, лучшие и худшие показатели при уровнях классного шума 65 дБ и 70 дБ для всех условий прослушивания. С системой Dynamic SoundField у 4 учащихся разборчивость речи достигала 100% и ни у одного из учащихся разборчивость не была ниже 88%. Без звукового поля худший показатель при 65 дБ был 28%, при 70 дБ – 0%. С использованием систем конкурентов худшие показатели при 65 дБ были 76 и 84% соответственно, а при 70 дБ – 14 и 34% соответственно.
Заключение
Результаты показывают, что с системой Dynamic SoundField участники достигли существенно лучшей разборчивости в шуме по сравнению с традиционными системами звукового поля. Преимущества Dynamic SoundField становятся более выраженными по мере возрастания уровней шума. При уровне шума 70 дБ, что нередко наблюдается в классе, показатели с Dynamic SoundField достигали 90%, в то время как с популярными системами конкурентов эти показатели падали до 14% и 34%.
