Ta sama klasa, inny wysiłek. Dlaczego wiek dziecka ma znaczenie dla słuchania w hałasie

W ostatnim rzędzie siedzą obok siebie dorosły obserwator i siedmioletnia uczennica. Nauczyciel wypowiada to samo zdanie do całej sali. W tle ktoś przesuwa krzesło, dwie osoby szeptem kończą rozmowę, a pomieszczenie ma wyczuwalny pogłos. Dorosły odtwarza komunikat bez trudu i zapisuje w notatkach, że słyszalność jest dobra. Czy z tego wynika, że dla dziecka siedzącego pół metra dalej zadanie było równie łatwe? Innymi słowy: czy „słyszeć" oznacza dla dziecka i dorosłego dokładnie to samo zadanie?

„Ma prawidłowy słuch” - ale co właściwie sprawdzamy?

W rozmowach o szkole pod jednym słowem „słyszy” kryje się kilka różnych rzeczy. Warto je rozdzielić, bo dopiero wtedy widać, czym różni się zadanie dorosłego od zadania siedmiolatka.

• Czułość słuchu - czy osoba wykrywa cichy dźwięk. To pytanie, na które odpowiada badanie audiometryczne.
• Rozpoznawanie mowy - czy potrafi prawidłowo zidentyfikować usłyszane słowa lub zdania.
• Rozpoznawanie mowy w hałasie - czy potrafi wydobyć ważny komunikat spośród konkurujących dźwięków.
• Rozumienie - czy nadaje komunikatowi znaczenie, a nie tylko powtarza słowa.
• Wykonanie instrukcji - czy zachowuje informację i potrafi na jej podstawie działać.
• Wysiłek słuchowy - ile zasobów wymagało skuteczne wykonanie zadania.

Stąd zdanie, które warto zapamiętać: prawidłowe słyszenie prostego tonu w ciszy i skuteczne śledzenie wypowiedzi nauczyciela w hałaśliwej klasie to dwa różne zadania. Nie podważa to wartości badań audiometrycznych - one po prostu odpowiadają na inne pytanie niż to, które zadaje szkoła.

W dobrych warunkach różnice bywają mniejsze

Kiedy komunikat jest wyraźny, mówca blisko, otoczenie spokojne, konkurującej mowy nie ma, a pogłos jest niewielki, do słuchacza dociera duża część informacji akustycznej. Zadanie polega wtedy głównie na odbiorze.

Kiedy sygnał ulega degradacji - przez hałas, pogłos, odległość albo inne głosy - słuchacz musi częściej sięgać po zasoby, które nie mają już nic wspólnego z uchem: znajomość języka, słownictwo, przewidywanie kolejnego słowa, kontekst tematu, uwagę, pamięć i zwykłe doświadczenie komunikacyjne. Starszy uczeń i dorosły zazwyczaj mają tych zasobów więcej niż dziecko rozpoczynające szkołę. Nie oznacza to jednak, że dorosły zawsze uzyska lepszy wynik ani że różnica jest stała - zależy od tego, jak trudne są warunki i o jakie zadanie chodzi.

Pytanie stare o prawie pół wieku

Rozpoznawanie zdań w hałasie u dzieci 9-17 lat (Elliott, 1979). Już w latach siedemdziesiątych zauważono, że korzystanie z mowy w hałasie zmienia się przez cały wiek szkolny [1]. W badaniu wykorzystano test rozpoznawania zdań w hałasie, w którym zdania różniły się przewidywalnością językową - w jednych ostatnie słowo dawało się wywnioskować z kontekstu, w innych nie.

Dziewięciolatkowie uzyskiwali słabsze wyniki niż jedenastolatkowie, a grupy jedenasto- i trzynastoletnie wypadały gorzej niż piętnasto- i siedemnastolatkowie w analizowanych warunkach. Istotna część tych różnic dotyczyła zdań o wysokiej przewidywalności przy określonym stosunku sygnału do zakłócenia - czyli właśnie tych sytuacji, w których trzeba umieć wykorzystać kontekst. Nie wynika z tego, że „w wieku piętnastu lat osiąga się dorosły słuch”; badanie nie wyznaczało granicy rozwojowej. Wynika co innego: umiejętność korzystania z mowy w hałasie nadal się rozwija w latach szkolnych.

Pierwszoklasista, trzecioklasista i dorosły w jednej sali

Hałas i pogłos w warunkach przypominających klasę (Klatte, Lachmann i Meis, 2010). To jedno z najważniejszych badań dla tego tematu, bo porównuje trzy grupy w tym samym układzie: dzieci z pierwszej klasy, dzieci z trzeciej klasy i dorosłych [2]. Sprawdzano zarówno rozpoznawanie mowy, jak i wykonywanie ustnych instrukcji, przy typowym hałasie klasowym i przy mowie w tle, w warunkach o różnym czasie pogłosu (w eksperymencie symulowano wartości około 0,47 s i około 1,1 s - to parametry badania, nie normy dla polskich klas).

Trzy wnioski są tu istotne. Dzieci okazały się bardziej podatne na dźwięki tła niż dorośli. W zadaniu dotyczącym rozumienia instrukcji zakłócenia były większe u pierwszoklasistów niż u trzecioklasistów. I wreszcie: konkurująca mowa wpływała nie tylko na samo rozpoznanie dźwięku, lecz także na bardziej złożone przetwarzanie komunikatu. Nie jest to dowód, że dzieci „nie umieją się skupić” - jest to informacja o tym, że przy tym samym sygnale zadanie było dla nich trudniejsze.

Hałas i pogłos razem

Łączony wpływ hałasu i pogłosu (Neuman, Wróblewski, Hajicek i Rubinstein, 2010). Badanie porównało dzieci w wieku 6-12 lat i młodych dorosłych z prawidłowym słuchem w różnych kombinacjach hałasu, pogłosu i stosunku sygnału do zakłócenia [3]. Warunki pogłosowe obejmowały wartości około 0,3 s, 0,6 s i 0,8 s - również tutaj są to parametry eksperymentu, a nie wymagania projektowe.

Ogólny sens wyników jest prosty i praktyczny: im trudniejsze stawały się warunki, tym wyraźniejsze mogły być różnice między młodszymi dziećmi, starszymi dziećmi i dorosłymi. Warunki dobre dla wszystkich niewiele różnicują; warunki trudne różnicują mocno. Dokładna liczba uczestników wymaga potwierdzenia w publikacji pierwotnej, dlatego jej nie przytaczamy, a z pojedynczego eksperymentu nie da się wyprowadzić uniwersalnych wymagań dotyczących stosunku sygnału do hałasu ani czasu pogłosu w szkołach.

Cztery grupy wiekowe i chwilowe przerwy w hałasie

Hałas stacjonarny i modulowany (Wróblewski, Lewis, Valente i Stelmachowicz, 2012). W badaniu wzięło udział 48 dzieci w czterech grupach wiekowych - 7-8, 9-10, 11-12 i 13-14 lat - oraz 12 młodych dorosłych w wieku 23-30 lat, po dwanaście osób w każdej grupie [4]. Porównywano rozpoznawanie mowy w hałasie stacjonarnym i modulowanym, z pogłosem i bez, przy różnych symulowanych odległościach w pomieszczeniu.

Pojawia się tu zjawisko warte wyjaśnienia zwykłym językiem. Kiedy poziom hałasu chwilowo spada - bo hałas nie jest równy, tylko pulsuje - słuchacz może wykorzystać te krótkie momenty, w których fragmenty mowy stają się łatwiejsze do wychwycenia. W literaturze nazywa się to masking release. Pogłos działa tu niekorzystnie, bo odbicia dźwięku częściowo „wypełniają” owe chwilowe przerwy. Badanie pokazało, że zdolność korzystania z takich prześwitów rozwija się wraz z wiekiem. Nie jest to jedna wyodrębniona umiejętność neurologiczna, lecz efekt współdziałania kilku rozwijających się procesów.

Czterolatek, dwunastolatek i dorosły

Rozpoznawanie mowy w hałasie stacjonarnym i przerywanym (Koopmans, Goverts i Smits, 2018). W jednym z eksperymentów tej pracy uczestniczyło 112 dzieci z prawidłowym słuchem w wieku 4-12 lat oraz 33 osoby dorosłe [5]. Zadanie polegało na rozpoznawaniu ciągów cyfr w hałasie stacjonarnym i w hałasie przerywanym, w różnych warunkach odsłuchowych. Wyniki poprawiały się wraz z wiekiem.

Najciekawszy jest jednak niuans. W hałasie stacjonarnym wyniki dzieci w wieku około 10-12 lat zbliżały się do wyników dorosłych. W hałasie przerywanym różnice rozwojowe pozostawały widoczne dłużej. Stąd wniosek, który warto powtarzać w rozmowach o projektowaniu szkół: nie istnieje jeden moment osiągnięcia „dorosłego słuchania”. To, kiedy dziecko zbliża się do wyników dorosłych, zależy od rodzaju zadania i rodzaju zakłócenia - więc zdanie „dziecko osiąga dorosły słuch w wieku dwunastu lat” jest po prostu nieprawdziwe.

Dlaczego rozmowa przeszkadza inaczej niż szum

Rodzaj zakłócenia i wiek (Johnstone i Litovsky, 2006). Badanie porównało dzieci w wieku 5-7 lat z dorosłymi, analizując różne typy konkurującego dźwięku oraz przestrzenne rozdzielenie źródeł [6]. Wprowadza ono rozróżnienie użyteczne w każdej dyskusji o szkolnej akustyce.

Maskowanie energetyczne występuje wtedy, gdy konkurujące sygnały nakładają się na siebie akustycznie i część mowy zostaje po prostu przykryta. Maskowanie informacyjne pojawia się wtedy, gdy zakłócenie samo niesie znaczącą informację - na przykład jest zrozumiałą rozmową - i utrudnia skierowanie uwagi na właściwe źródło. W realnych sytuacjach oba mechanizmy często występują razem i nie są całkowicie rozłączne.

Przeniesione na klasę brzmi to tak: szum wentylacji i rozmowa dwóch uczniów mogą mieć podobny poziom dźwięku, a mimo to nie być równie łatwe do zignorowania. Konkurująca mowa bywa zakłóceniem szczególnie wymagającym, zwłaszcza dla młodszych uczniów.

„Usłyszał” nie zawsze znaczy „nauczył się”

Rozpoznawanie a uczenie się w symulowanej klasie (Valente, Plevinsky, Franco, Heinrichs-Graham i Lewis, 2012). W badaniu uczestniczyło 50 dzieci z prawidłowym słuchem w wieku 8-12 lat, a warunki obejmowały różne kombinacje stosunku sygnału do hałasu i czasu pogłosu w symulowanym środowisku klasy [7]. Wynik jest pouczający: w prostych testach rozpoznawania zdań dzieci osiągały bardzo wysokie rezultaty, natomiast bardziej wymagające zadania dotyczące rozumienia i uczenia się materiału okazywały się wrażliwsze na gorsze warunki akustyczne - szczególnie u młodszych uczestników.

Stąd rozróżnienie, które porządkuje całą dyskusję: rozpoznanie mowy, zrozumienie lekcji i zapamiętanie materiału to trzy różne rzeczy i pierwsza z nich udaje się najłatwiej. Test, w którym dziecko powtarza zdania, może więc pokazywać wynik bliski maksymalnemu w warunkach, w których nauka nowego zagadnienia byłaby już wyraźnie trudniejsza. O kosztach poznawczych słuchania w hałasie piszemy szerzej w artykule o uwadze, pamięci i wysiłku poznawczym.

Szkolne polecenie to nie jedno słowo

Rozumienie instrukcji w hałasie i pogłosie (Lewis, Manninen, Valente i Smith, 2014). Badanie objęło dzieci w wieku 8-12 lat z prawidłowym słuchem, które wykonywały złożone instrukcje w kilku warunkach: w hałasie, w hałasie połączonym z pogłosem, przy jednym mówcy, przy wielu mówcach oraz przy wielu mówcach z konkurującymi komentarzami [8]. Wyniki były generalnie gorsze tam, gdzie hałas łączył się z pogłosem, a najtrudniejsze okazywały się sytuacje z dodatkową konkurującą mową.

To dobrze opisuje realne zadanie ucznia. Typowe polecenie w klasie wymaga wysłuchania całej wypowiedzi, utrzymania jej elementów w pamięci, rozpoznania właściwego mówcy, zignorowania komunikatów niekierowanych do siebie i wykonania kilku działań w odpowiedniej kolejności. Powtórzenie jednego słowa jest wobec tego zadaniem nieporównywalnie łatwiejszym.

Dlaczego „dzieci mają lepszy słuch” to zbyt proste zdanie

Młode dziecko z prawidłowym słuchem może mieć bardzo dobrą czułość słuchową - lepszą niż dorosły. Nie oznacza to jednak dorosłego poziomu wykonania wszystkich zadań związanych z mową w trudnych warunkach, bo zrozumienie lekcji wymaga jednocześnie: wychwycenia głosu, oddzielenia go od konkurujących źródeł, rozpoznania słów, wykorzystania kontekstu, utrzymania uwagi, połączenia kolejnych fragmentów wypowiedzi, zachowania części informacji w pamięci, zrozumienia komunikatu i zastosowania go. To funkcjonalne uproszczenie dla czytelnika, nie opis dziewięciu oddzielnych modułów w mózgu.

Różnice związane z wiekiem nie mają więc jednej przyczyny. Wynikają ze współdziałania wielu rozwijających się zdolności: doświadczenia językowego, zasobu słownictwa, umiejętności korzystania z kontekstu, uwagi selektywnej, pamięci, kontroli poznawczej, doświadczenia komunikacyjnego, przestrzennego oddzielania źródeł dźwięku i wykorzystywania chwilowych przerw w zakłóceniach. Wyjaśnienie „mózg dziecka jest po prostu niedojrzały” jest wobec tego zbyt dużym skrótem, a przy tym niczego nie podpowiada projektantowi ani nauczycielowi.

Jak zmienia się słuchanie w kolejnych latach?

Poniższy opis celowo nie jest tabelą wieku z ocenami. Nie istnieje jedna wiarygodna granica wspólna dla wszystkich zadań i wszystkich rodzajów zakłóceń.

• Początek szkoły. Różnice względem dorosłych są często wyraźnie widoczne w wymagających warunkach słuchowych - przy pogłosie, konkurującej mowie i większej odległości [2].
• Środkowe lata szkoły podstawowej. W części prostszych zadań wyniki zbliżają się do wyników dorosłych, ale nie we wszystkich rodzajach zakłóceń [5].
• Starsze dzieci i nastolatki. Dalszy rozwój zależy od konkretnej funkcji i rodzaju zadania; nie kończy się w jednym momencie [1] [4].
• Dorośli. Dorosły poziom nie oznacza odporności na hałas. Niekorzystne warunki nadal pogarszają rozumienie i zwiększają wysiłek słuchowy.

Odległość od mówiącego ma znaczenie

Wraz z odległością od nauczyciela bezpośredni sygnał mowy staje się mniej korzystny w stosunku do dźwięków tła, odbić od powierzchni pomieszczenia i innych źródeł dźwięku. Dla ucznia, który ma mniej językowych zasobów do uzupełniania braków, ta zmiana bywa bardziej odczuwalna.

Nie prowadzi to jednak do zalecenia „wszystkie młodsze dzieci powinny siedzieć z przodu”. Jeżeli określone miejsca w sali dają wyraźnie gorszy dostęp do mowy, podstawowym problemem jest środowisko, a nie miejsce pojedynczego dziecka - przesadzanie uczniów rozwiązuje sprawę jednej osoby i zostawia salę taką, jaka była. Warunki, w jakich powstaje dobra zrozumiałość mowy, opisujemy w artykule o pogłosie i wyrazistości mowy.

Czy najmłodsi potrzebują lepszych warunków?

Badania pokazujące silniejszą zależność wyników młodszych dzieci od warunków słuchowych są argumentem za szczególną troską o akustykę przestrzeni przeznaczonych dla najmłodszych uczniów - sal edukacji wczesnoszkolnej, świetlic i pomieszczeń, w których dzieci spędzają najwięcej czasu.

Nie oznacza to jednak, że starsze dzieci są odporne, ani że dorosłym akustyka nie przeszkadza. Nie oznacza też, że z jednego eksperymentu można wyprowadzić jedną obowiązującą wartość czasu pogłosu czy stosunku sygnału do hałasu. Wymagania dla pomieszczeń szkolnych określają w Polsce odpowiednie normy, a ich weryfikacja wymaga pomiaru - piszemy o tym w artykule o tym, co właściwie mierzy badanie akustyczne szkoły. Perspektywa rozwojowa nie zastępuje pomiaru; wskazuje, dla kogo margines jest najmniejszy.

Rozwój słuchania w hałasie badamy od dekad

• 1979 - Elliott. Dzieci i młodzież 9-17 lat, rozpoznawanie zdań w hałasie o różnej przewidywalności językowej [1].
• 2006 - Johnstone i Litovsky. Dzieci 5-7 lat i dorośli, różne rodzaje maskowania oraz przestrzenne rozdzielenie źródeł [6].
• 2010 - Klatte, Lachmann i Meis. Pierwszo- i trzecioklasiści oraz dorośli w warunkach przypominających klasę [2].
• 2010 - Neuman i współautorzy. Dzieci 6-12 lat i dorośli w różnych kombinacjach hałasu i pogłosu [3].
• 2012 - Wróblewski i współautorzy. Dzieci 7-14 lat w czterech grupach oraz młodzi dorośli [4].
• 2018 - Koopmans, Goverts i Smits. Dzieci 4-12 lat oraz dorośli, hałas stacjonarny i przerywany [5].

Szerszy kontekst dają opracowania zbiorcze. Przegląd systematyczny z metaanalizą dotyczący wpływu hałasu i obniżonej jakości głosu mówiącego na przetwarzanie języka u dzieci w wieku szkolnym pokazuje, że efekty zależą od poziomu przetwarzania, wieku i rodzaju zadania [9]. Nie jest to jednak dowód jednego efektu identycznego dla każdego dziecka - metaanaliza opisuje tendencje w zbiorze badań. Podobnie przegląd literatury o zrozumiałości mowy i akustyce klas w szkołach podstawowych porządkuje pole, ale nie dostarcza jednej uniwersalnej wartości docelowej [10].

Czego badania nie pozwalają powiedzieć

Ograniczeń jest tu sporo i warto je wymienić wprost. Wiele opisanych eksperymentów prowadzono w warunkach symulowanych, a krótkie zadanie laboratoryjne nie odtwarza całego dnia szkolnego. Poszczególne badania używały różnych rodzajów zakłóceń - szumu stacjonarnego, hałasu modulowanego, mowy w tle - i wyniki nie są między nimi wprost porównywalne. Badania prowadzono w różnych językach, co samo w sobie może wpływać na rezultaty, bo zależą one od słownictwa i doświadczenia językowego uczestników. Część prac obejmowała stosunkowo niewielkie grupy.

Dochodzą ograniczenia interpretacyjne. Dobre wykonanie prostego testu nie oznacza, że kosztowało tyle samo wysiłku [7]. Wynik grupowy opisuje tendencję, a nie możliwości konkretnego dziecka. Wartości czasu pogłosu i stosunku sygnału do zakłócenia użyte w eksperymentach są parametrami badań, nie wymaganiami dla szkół [2] [3]. I rzecz, której nie należy ukrywać, bo zwiększa wiarygodność całego obrazu: w części prostszych warunków starsze dzieci osiągają wyniki zbliżone do dorosłych [5] - problemem nie jest więc wiek jako taki, lecz połączenie wieku z trudnością środowiska. Jak zestawiać takie tendencje z realną dostępnością lekcji dla konkretnych uczniów, opisujemy w artykule o akustyce jako kwestii dostępności edukacyjnej.

Podsumowanie

Wróćmy na koniec do ostatniego rzędu, w którym siedzą obok siebie dorosły i siedmiolatka. Nauczyciel wypowiada to samo zdanie, w tym samym pomieszczeniu, przy tym samym hałasie i tym samym pogłosie. Warunki są fizycznie identyczne, ale zadanie nie musi być równie łatwe - bo drugi słuchacz ma mniej doświadczenia językowego, mniej rutyny w wybieraniu właściwego głosu i mniej zasobów na uzupełnianie tego, co zniknęło w hałasie.

Projektując środowisko szkolne, nie wystarczy więc sprawdzić, czy dorosły jest w stanie zrozumieć nauczyciela. Warto zapytać, czy sygnał jest wystarczająco czytelny również dla ucznia, który dopiero rozwija umiejętność skutecznego słuchania w złożonym środowisku.

Bibliografia

1. Elliott L.L., Performance of Children Aged 9 to 17 Years on a Test of Speech Intelligibility in Noise Using Sentence Material With Controlled Word Predictability, „The Journal of the Acoustical Society of America” 1979; 66(3): 651-653. DOI: 10.1121/1.383691; PMID: 489836.
2. Klatte M., Lachmann T., Meis M., Effects of Noise and Reverberation on Speech Perception and Listening Comprehension of Children and Adults in a Classroom-Like Setting, „Noise & Health” 2010; 12(49): 270-282. DOI: 10.4103/1463-1741.70506; PMID: 20871182.
3. Neuman A.C., Wróblewski M., Hajicek J., Rubinstein A., Combined Effects of Noise and Reverberation on Speech Recognition Performance of Normal-Hearing Children and Adults, „Ear and Hearing” 2010; 31(3): 336-344. DOI: 10.1097/AUD.0b013e3181d3d514; PMID: 20215967.
4. Wróblewski M., Lewis D.E., Valente D.L., Stelmachowicz P.G., Effects of Reverberation on Speech Recognition in Stationary and Modulated Noise by School-Aged Children and Young Adults, „Ear and Hearing” 2012; 33(6): 731-744. DOI: 10.1097/AUD.0b013e31825aecad; PMID: 22732772.
5. Koopmans W.J.A., Goverts S.T., Smits C., Speech Recognition Abilities in Normal-Hearing Children 4 to 12 Years of Age in Stationary and Interrupted Noise, „Ear and Hearing” 2018; 39(6): 1091-1103. DOI: 10.1097/AUD.0000000000000569; PMID: 29554035; PMCID: PMC7664447.
6. Johnstone P.M., Litovsky R.Y., Effect of Masker Type and Age on Speech Intelligibility and Spatial Release From Masking in Children and Adults, „The Journal of the Acoustical Society of America” 2006; 120(4): 2177-2189. DOI: 10.1121/1.2225416; PMID: 17069314.
7. Valente D.L., Plevinsky H.M., Franco J.M., Heinrichs-Graham E.C., Lewis D.E., Experimental Investigation of the Effects of the Acoustical Conditions in a Simulated Classroom on Speech Recognition and Learning in Children, „The Journal of the Acoustical Society of America” 2012; 131(1): 232-246. DOI: 10.1121/1.3662059; PMID: 22280587.
8. Lewis D.E., Manninen C.M., Valente D.L., Smith N.A., Children's Understanding of Instructions Presented in Noise and Reverberation, „American Journal of Audiology” 2014; 23(3): 326-336. DOI: 10.1044/2014_AJA-14-0020; PMID: 25036922; PMCID: PMC4154970.
9. Schiller I.S., Remacle A., Durieux N., Morsomme D., Effects of Noise and a Speaker's Impaired Voice Quality on Spoken Language Processing in School-Aged Children: A Systematic Review and Meta-Analysis, „Journal of Speech, Language, and Hearing Research” 2022; 65(1): 169-199. DOI: 10.1044/2021_JSLHR-21-00183; PMID: 34902257.
10. Murgia S. i wsp., Systematic Review of Literature on Speech Intelligibility and Classroom Acoustics in Elementary Schools, „Language, Speech, and Hearing Services in Schools” 2023. DOI: 10.1044/2022_LSHSS-21-00181; PMID: 36260411.

Artykuł ma charakter informacyjny. Opisane wyniki dotyczą tendencji obserwowanych w grupach uczestników badań i nie służą ocenie możliwości pojedynczego dziecka ani diagnozie słuchu. Wartości czasu pogłosu i stosunku sygnału do zakłócenia podane w tekście są parametrami eksperymentów, nie wymaganiami dla pomieszczeń szkolnych.