大型阶梯教室声音质量控制

一、学校要改善大教室的室内听闻环境
教室是师生交流最主要的场所， 满足师生语言交 流的需要， 确保双方都能够听懂对方的意思是最基本 的要求。也就是说，具备良好的语言清晰度和可懂度 是对教室听闻环境的基本要求。 １．改善大型阶梯教室室内声音的音质 多数大型阶梯教室在建设过程中，其室内声场未 收 稿 日 期 ：２ ０ ０ ６ － １ １ － １ ７ 作 者 简 介：任新敏，女，副教授，中国海洋大学信 息科学与工程学院电子工程系教师。
２００７年第６期（总第５２期）
大型阶梯教室声音质量控制
任 新 敏 龚 芳 付 圣 雪
（中国海洋大学 山东青岛 266100 ）
摘要：在国内各高校，许多大型阶梯教室中存在着声音质量差的问题，直接影响到学校的教学质量。学校 应该改善大教室的室内听闻环境，教师要掌握正确的吐字发音方法，从而提高大型教室课堂教学的质量。 关 键 词 ： 大 教 室 课 堂 教 学
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科学合理的声音分贝数一般不超过８０分贝，否则会对师 生造成生理、心理上的影响，如：心情焦虑不安、心情 烦躁、上课注意力不集中、无精打采等等。 大教室的室内声学设计应同时兼顾建声和电声设 计，而建声设计是基础。足够的音量只是好的语言清晰 度的必要条件，而不是充分条件。如果大教室内有较大 的建声缺陷，即使进行后期的电声弥补，也难以达到理 想的声学特性。 但却不清晰，这其中的原因之一就是有的教师归音不到 位，不完整，尤其是讲话速度一快就出现“丢音”的现 象。还有的老师习惯发出“啊”、“这个”、“那 个”、“是吧”、“对吧”等口头语，这些也都是不可 取的。 另外，在混响环境下讲话速率也是个重要因素。在 大阶梯教室中教师的讲话速率比正常情况下稍慢些将能 明显改善可懂度。同时，在恰当的时候如果教师有意识 地间歇一下，又会使学生有回想、思索的余地，有消化 的机会。有的教师讲课时，叽里呱啦像放连珠炮，学生 可能根本就没听清楚，更来不及思索，这在大教室中授 课是一定要注意的。 教师们只要课下坚持吐字归音和气息的训练，课堂 上注意把握讲话的节奏，吐字清楚，就会准确地传递教 学信息，提高课堂教学效率，更好地完成教学任务。清 晰、准确、精炼， 应是每位教师毕生都要追求的语言锤 炼目标。 总之，课堂教学是人才培养的主渠道，提高课堂教 学质量是提高人才培养质量的重要内容。近年来，国内 各高校受招生规模的影响，在大教室中进行大班课堂教 学的状况越来越普遍。大型教室室内听闻环境的好坏将 直接影响到师生之间的交流，而教师的语言基本功将直 所谓要求教师授课时声音宏亮，并不是提高嗓门大 喊大叫，声音的高频率无疑等于疲劳轰炸。首先，声音 过亮会给人以尖利、单薄、缺乏情味的感觉，即我们平 常所说的声音不圆润；另外，不正确的发音方式也会使 教师的咽喉、声带受损，教师慢性咽炎和声带疾病的发 病率要比其他行业高得多。所以教师应该掌握科学的发 声方法、正确的发音要领，有针对性地加以训练和实 践。笔者所在的学院曾专门请专家就“教学的语言和行 为艺术”给青年教师们做过系列讲座，其中之一就是讲 解正确的发音吐字方法，使大家获益匪浅。比如：先要 学会“用气”，养成“有控制的胸腹联合呼吸”的好习 惯。而我们平常往往习惯于胸式呼吸，讲课时间一长就 会使声音嘶哑。另外，要注重“吐字归音”，一般用 “字正腔圆”作为衡量标准。为了充分提高吐字的质 量， 口腔的开度比日常生活语言要大；读音要正确规 范，字音清楚、不含混；发音时气息要足，读得充实饱 满；收全字尾，归音到位，防止“丢失”。笔者在上课 过程中常听到同学反映：麦克风传出的声音虽然响亮， 参考文献 ［ １ ］ 宋拥民， 盛胜我． 教 室 室 内 声 学 研 究 进 展 ［ Ｊ ］ ． 声学技术，２ ０ ０ ６ ，１ ［ ２ ］ 杜功焕，朱哲民，龚秀芬． 声学基础［ Ｍ ］ ． 江 苏：南京大学出版社，２ ０ ０ １ ［ ３ ］ 王季卿． 建筑厅堂音质设计［ Ｍ ］ ． 天津：天津 科学技术出版社，２ ０ ０ １ ［ ４ ］陆凤华， 王默识， 路 振 光 ， 等 ． 大学１ ５ ０ 人阶梯 教室音质研究［ Ｊ ］ ． 太原理工大学学报，２ ０ ０ ２ ，３ ［ ５ ］ 陈善继． 多媒体教室的声学设计［ Ｊ ］ ．电声技 术，２ ０ ０ ３ ，６ 接关系到学生对教学内容的理解，直接关系到课堂教学 质量的优劣。所以高校和教师都应该充分重视大型阶梯 教室中的声音质量控制，深入研究大教室的声学问题， 提高大教室课堂教学的质量。
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长，从而出现教室后部语言声音听不清的现象。由此对 教室内吸声材料的布置提出了要求，基本原则是：既能 吸收声能，降低低频混响时间，同时又能定向反射声 能，增加教室后部的中高频声压级，使教室在整体上保 持平直的频率特性，提高语言清晰度。 近年来，教室室内声学问题越来越得到重视，并取 得了初步的研究成果。结合我国的实际国情，在比较经 济的条件下，从理论和实践上提出了许多改善大型教室 室内音质的可行办法。例如，可在讲台上部设置微穿孔 板装饰反射吸声结构，在顶棚设置反射板，窗户挂天鹅 绒窗帘，或者用电声法来弥补教室内建声特性的不足， 等等。笔者所在的高校有几个能容纳３７０人的大型阶梯 教室，但平时大班授课最多不会超过２００人，教室内有 一半座位空着。从课堂教学效果看，这种情况首先会对 授课教师的心理造成一定的影响，而且也不利于教师掌 握学生的到课率。另外，教室体积越大，混响时间越 长，不利于提高语言的清晰度。在对这几个大型阶梯教 室的音质改造中，其中一个简单有效的方法笔者认为值 得推广。在大教室中悬挂一道天鹅绒幕帘，将教室分成 前、后两个独立的区域，并保证前半区域至少能容纳 ２００人，以满足上课需要，再在这个空间内进行声学设 计，降低低频的混响时间，以满足语言可懂度和清晰度 的要求。大教室的后半区域平时可供给学生上自习之 用，如果有大型的报告会，可通过电机控制将幕帘拉向 教室两边的侧墙，可以提高壁面的吸声量；同时听众也 是重要的吸声体，在满场的情况下吸声量将大大提高， 这样就会抵消由于增大教室容积对混响时间的影响。这 种方法简单有效，而且特别经济。当然，由于各学校大 型教室的具体建筑情况（大教室的体积、形状、室内装 饰材料的选用、课桌椅的位置安排等）不同，必然在教 室室内音质的要求与处理上需要区别对待。这就要求对 大型阶梯教室的声学问题进行更为深入的研究，从而使 新建的阶梯大教室声学设计满足师生语言交流的需要， 满足国家的规范要求。 ２．合理使用扩声设备 在大型阶梯教室中上课，为了尽量顾及每个学生接 受教学内容时的清晰度，授课教师不得不根据讲台与学 生之间的实际距离，来提高授课语言的声级。心理声学 关于语言清晰度的测验结果显示：当说话者与受话者之 间只有空气作为传媒时，受话者只有接受不小于６０分贝 的声压时清晰度才能达到１００％。在自由空间里，声源距 离每增加一倍，声压将损失６分贝。所以，当大教室中 教师（声源）到最远一名学生间的距离是小教室的２倍 时，若要使大教室中最后一名学生接受６０分贝的声压， 教师需增加６ 分贝声压。由声学的知识计算可知，这时 授课教师语言能量的消耗相当于在小教室上课时的４ 倍，即授课教师在大教室上一节课的语言能量消耗，相 当于小教室四节课的语言能量消耗。根据调查研究， ７２％的教师在大教室上课的时候担心后排的学生不能听 清自己的声音， 因此不得不努力提高自己讲课的声级。 提高教师讲课声级，必然增加教师的负担， 这也是大多 数教师不愿意在大教室上课的原因。 有些高校为了解决这个问题，给在大教室授课的老 师配备了小型麦克风，新建的多媒体大阶梯教室基本上 也都安装了扩声系统。在扩声系统的方案设计和系统配 置上，要依据国家所颁布的《厅堂扩声标准》中的要求 达到相应的标准。为保证教室内语言的清晰度，扩声系 统应有２５０Ｈｚ～６０００Ｈｚ的覆盖频率范围。教室内电声效 果的好坏，在很大程度上取决于扬声器的选择、组合和 布置。选择扬声器时，除要考虑其功率符合大阶梯教室 的声场要求外，还要考虑另外两个重要特性，即频响特 性和指向特性。频响特性反映了扬声器对不同频率声信 号的辐射特性，频响特性曲线越平坦，说明它对不同频 率声信号的辐射能力相同，它的各频率声音还原越一 致。而扬声器的指向特性反映了其放音辐射的分布特 性，这个特性越好，声音的分布越均匀，在房间面积相 同的情况下使用的扬声器数量就越少。使用电声的目的 主要是为了给听众即学生加强直达声，而不希望混响声 同时加强，由于单个扬声器的局限性，不能满足要求， 目前通常采用多个扬声器的组合。扬声器的布局应视教 室的大小和形状的不同而采用不同的布局方式。由于教 室内为语音信号，要求的指标为清晰度，因此宜采用集 中式的布局方式，即将扬声器置于前方，指向听众，使 教室的每个位置都能得到理想的直达声。如果教室较 长，宜采用分散式的布局方式，将扬声器置于房间顶 部。总之，应该根据教室的体积及声学特性合理配置音 频功放，合理选择和布局扬声器，从而营造声音清晰、 频响均衡、声场分布均匀的室内声学环境。 对教室来说，还更应该注意满足“有利于教学、有 利于师生的身体健康”这两个基本要求。从电声学的角 度看，正常谈话时语言的声功率约为１微瓦，大声讲话 时可以增加到１毫瓦，与讲话人相距１米时平均声压级为 ６５～７５分贝。根据多年扩声系统的研究经验， 结合教 学实践，一般认为在大阶梯教室的语言扩声系统中，最
被进行科学的声学设计。统计结果表明： 多数师生反映 １ ５ ０ 人以上阶梯教室存在后部声音质量差问题，多数师 生赞成大学１ ５ ０人以上阶梯教室应该进行声学处理。 影响教室室内听闻环境的主要因素有室内背景噪 声、信噪比、室内混响、授课语言本身的声学特性、师 生交流方式等， 但最主要的还是混响时间。混响时间对 人的听音效果有重要影响，是描述房间内音质的一个重 要参量。大量经验表明，过长的混响时间会使人感到声 音混浊不清，使语言清晰度降低，甚至根本听不清；混 响时间太短就有“沉寂”的感觉，声音听起来很不自 然。混响时间与房间体积以及室内表面的总吸声量有关 （与房间体积成正比，与总吸声量成反比）。在实际的 室内音质设计中，一般是根据所要求的混响时间和既定 的房间体积，按照混响时间计算公式（又称赛宾公式） 来估算房间的总吸声量，然后再根据壁面情况选择吸声 材料。 对教室声学来说，混响时间依据教室室内体积会有 所不同，对于体积在５００ｍ ３ 以上甚至１０００ｍ ３ 的大教室， 一般要求混响时间为０．９ｓ～１ｓ。通常人们讲话覆盖的频 率范围为１００Ｈｚ～８０００ＫＨｚ。一般将２００Ｈｚ～３００Ｈｚ以下 称作低频；５００Ｈｚ～１０００Ｈｚ为中频；２０００Ｈｚ或４０００Ｈｚ以 上为高频。其中人耳最敏感的频率为１０００Ｈｚ～２０００Ｈｚ， 处在中、高频区域。由于大阶梯教室内的学生、座椅和 多数建筑装饰材料都在中、高频范围内显示其较好的吸 声性能，所以使中、高频声在空气中衰减快而传播近， 低频声在空气中衰减慢而传播远，造成低频混响时间过