LMC styrelsemöte 160414 Bilaga 2a 1 Projektförslag - utvärdering av ombyggnationen av skolorna i Landskrona kommun Jonas Brännström1 Viveka Lyberg-Åhlander12 1 Avd. för logopedi, foniatri och audiologi, Institutionen för kliniska vetenskaper i Lund, Lunds universitet 2 Cognition, Communication and Learning, CCL, Lunds universitet. Inledning Förståelse och motivation är centralt för barns lärande. Ökande distraherande akustiska inslag i lärandemiljön inverkar negativt på barns lärande. Denna typ av ljudmiljö medför svårigheter i lyssnande och försämrad möjlighet till kommunikation för barn med typisk utveckling och normal hörsel, men utgör en ännu större utmaning för barn med atypisk språkutveckling, dvs. barn med språkstörning, barn med hörselnedsättning eller barn med flerspråkighet som i de allra flesta fall går integrerade i vanliga skolklasser. Syftet med detta projekt är att visa hur en reduktion av bakgrundsbuller, förändring i lärares metoder och barnets hörsel, kognition (korttidsminne, arbetsminneskapacitet, exekutiva funktioner, långtidsminne), ansträngning, språkförståelse, upplevelse av skolmiljön och välbefinnande i klassrummet förändras efter en akustisk intervention i faktisk skolmiljö. Det som är nytt med detta projekt är studier av de kombinerade effekterna av yttre faktorer (lärarens röstkvalitet och kommunikation samt bakgrundsbuller) och inre faktorer (individuella) på barns förståelse och lärande. Projektet har stor relevans för samhället av flera anledningar. Idag är teknisk och pedagogisk utveckling dåligt integrerad i skolan. Lärandemiljöer är långt ifrån optimala och utgör ibland en utmaning för elevers lärande och pedagogers välmående på grund av brist på samverkan mellan olika kunskapsområden som t.ex. akustik, audiologi, logopedi och lingvistik. Många forskare är idag överens om att dagens klassrum är byggda för gårdagens pedagogik (Shield & Dockrell, 2008; Greenland & Shield, 2011). Sättet att undervisa har utvecklats dramatiskt under de senaste årtiondena, från strikt katedral undervisning (dvs. att lyssna till en talare) till mer av grupparbeten, interaktiv undervisning (dvs. att lyssna och interagera i närvaro av flera som pratar) och datoranvändande. Inte minst är läraren inte längre i första hand man, vilket LMC styrelsemöte 160414 Bilaga 2a 2 förutsätts i gårdagens- och dagens byggnationer. Läraren rör sig dessutom annorlunda och mycket mer i dagens klassrum. Ljudkällorna som bidrar till bakgrundsbuller ökar i antal och kombinerat med moderna undervisningsformer utgör denna ljudmiljö en utmaning inte bara för barn i klassrum utan även för pedagogerna genom att högre bakgrundsljud gör att man automatiskt talar med ökad styrka och högre röstläge. Både barn och lärare anger att det mest störande bullret i klassrummet kommer från barnen själva (Lyberg-Åhlander et al., 2011; Connolly et al., 2013). Tidigare forskning Det finns betydande evidens för att dåliga lyssningsförhållanden påverkar minnet av innebörden i ett meddelande negativt även om lyssnaren kan återge det som sagts korrekt (Rabbitt, 1966; Pichora-Fuller, 2003; Ljung et al., 2009). Korrekt återgivning av det som sagts är en del av den kognitiva processen. Detta har tidigare visats för fri återgivning av ordlistor presenterade med lågt signal-brusförhållande (Kjellberg et al., 2008), med längre efterklangstid (Ljung & Kjellberg, 2009) och också för memorering av katederföreläsningar i liknande lyssningsförhållanden (Ljung et al., 2009). Akustik i skolbyggnader har varit föremål för diskussion i årtionden, flera samtidiga talare och andra ljudkällor innebär ett bakgrundsbuller som ständigt är närvarande och som påverkar barns lärande negativt (Hodgson & Nosal, 2002; Yang & Bradley, 2009; Brännström et al., 2012). Många barn med typisk språkutveckling och normal hörsel verkar anpassa sig till kroniskt bakgrundsbuller genom att ignorera eller undertrycka auditiva stimuli. En oavsiktlig konsekvens av detta sätt att hantera situationen är att allt ljud filtreras, även tal (Evans, 2006). Experimentella studier har visat att förmågan att lyssna i brus är relaterad till individuell kognitiv förmåga i samverkan med sensorisk information (Akeroyd, 2008), språkutveckling och bearbetning (Rosen et al., 2013), förmåga att läsa och skriva (Savage et al., 2006; Ibertsson, 2009). Dessutom är effekten av dålig klassrumsakustik och bakgrundsbuller på elevers uppmärksamhet välkänd (Nelson & Soli, 2000; Ljung & Kjellberg, 2009; Ljung et al., 2009). Barn med nedsatt språkförståelse, som flerspråkiga barn, barn med språkstörning och barn med hörselnedsättning, tvingas sannolikt ägna mer kognitiv kapacitet åt att undertrycka irrelevant inkommande stimuli som bakgrundsbuller (Sörqvist, 2010). Detta innebär att mindre kognitiv kapacitet finns tillgänglig för att klara av vanliga komplexa uppgifter, som t.ex. att lösa problem, förstå och komma ihåg instruktioner. LMC styrelsemöte 160414 Bilaga 2a 3 Än så länge har barns uppfattning av lärares röster inte uppmärksammats i någon större grad, eller de potentiella konsekvenser en lärare med dysfonisk (hes) röst har för lyssnarens förståelse och lärande. Det avvikande akustiska innehållet i en dysfonisk röst kan få barnet att (Lyberg-Åhlander et al., 2015) reservera mer kognitiv kapacitet till bearbetning av själva röstsignalen, det kan innebära att kapaciteten för att bearbeta innehållet i meddelandet blir begränsad. (Morton & Watson, 2001) och (Rogerson & Dodd, 2005) fann negativa effekter på barns förståelse från måttligt dysfoniska röster hos lärare. Röstproblem betraktas som en yrkesrisk hos lärare (Vilkman, 2004; Lyberg-Ahlander et al., 2010), prevalensen uppgår till 13 % bland svenska lärare ((Lyberg Åhlander, 2011; Lyberg Åhlander et al., 2012). Därmed är det högst sannolikt att de elever som undervisas av en lärare med dysfonisk röst också påverkas negativt i sitt lärande. Den hesa läraren som anstränger sig för att rösten ska fungera kan misstolkas och påverka relationen mellan lärare och elev negativt. Resultat från (LybergÅhlander et al., 2015; Lyberg-Åhlander et al., 2015) bekräftar detta. Författarna fann ett signifikant samband mellan lärarens röstkvalitet (dysfonisk/icke dysfonisk) och språkförståelsen hos de närmare 100 undersökta eleverna i dels tyst och del bullrig miljö (Lyberg-Åhlander et al., 2015; Lyberg-Åhlander et al., 2015). Elever med högre kognitiv kapacitet presterade signifikant bättre i det dysfoniska villkoret, särskilt när meningarna nådde en viss nivå av språklig komplexitet. Vidare påverkar den hesa lärarens barnens uppfattade ansträngning (listening effort) Brännström et al (2015) och särskilt flickor tycks påverkas även objektivt mätt (Sahlén et al manus). Specifika frågeställningar Projektet är ett systerprojekt till ett projekt finansierat av Marcus och Amalia Wallenbergs fond vars fokus ligger på lärare, deras röster och pedagogiska verktyg i klassrummet. Syftet med det föreliggande projektet är att fokusera på mottagarens/elevens perspektiv: upplevelser, ansträngning, prestation, stress och inlärning hos elever. En central del av projektets upplägg och som påverkar validiteten i resultaten är att Landskrona kommun bygger om successivt. Det innebär att vi dels kommer att kunna jämföra eleverna före och efter interventionen, d.v.s. efter förbättrad talluppfattbarhet och talarkomfort genom ombyggnationen, och att vi dels ständigt kommer att kunna ha en kontrollskola som ännu inte byggts om att jämföra med. Det innebär att vi kan kontrollera för elevernas progression/utveckling och eventuella inlärningseffekter. I projektet kommer följande specifika frågeställningar att undersökas: LMC styrelsemöte 160414 Bilaga 2a 4 1. Förändras välbefinnandet hos eleverna efter interventionen och i jämförelse med kontrollklasserna? 2. Förändras upplevelsen av skolmiljön och elevernas motivation efter interventionen och i jämförelse med kontrollklasserna? 3. Hur påverkas elevernas kognitiva och språkliga prestationer efter interventionen och i jämförelse med kontrollklasserna? 4. Hur påverkas elevernas upplevda ansträngning efter interventionen och i jämförelse med kontrollklasserna? 5. Påverkas elevernas prestationer i dikotiskt lyssningstest efter interventionen och i jämförelse med kontrollklasserna? Dikotiskt lyssnande reflekterar grovt lokalisationsförmåga och förmåga att rikta uppmärksamhet. 6. Påverkas elevernas yttrehårcellsfunktion efter interventionen och i jämförelse med kontrollklasserna? 7. Påverkas mått på elevernas stress efter interventionen och i jämförelse med kontrollklasserna? 8. Hur skiljer sig elever med särskilda förutsättningar (t.ex. hörselnedsättning, språkstörning, ADHD/Autismspektrum) och typiska elever med flerspråkighet sig från s.k. typiska barn visavi punkterna 1 till 6? 9. Hur skiljer sig elever med flerspråkighet sig från barn med enbart svenska som modersmål visavi punkterna 1 till 6? 10. Hur ser punkterna 1, 2 och 6 ut vid uppföljning efter 12 månader? Utöver detta kommer vi att samla in uppgifter från eleverna om ålder, kön, socioekonomisk status, klasstorlek och skolstorlek. Att en uppföljning görs är för att kontrollera för eventuella effekter som orsakas av uppmärksamheten som eleverna får i samband med testerna. Utkomster Med föreslaget upplägg kommer vi att på ett både övergripande sätt kunna undersöka effekterna av ombyggnationen. Mer specifikt kommer vi att visa hur en reduktion av bakgrundsbuller, förändring i lärares metoder och barnets hörsel, kognition, ansträngning, språkförståelse, upplevelse av skolmiljön, välbefinnande och motivation i klassrummet förändras efter en akustisk intervention i faktisk skolmiljö jämfört med kontroller. Utöver detta kommer vi se om interventionen har fysiologisk effekt på barnens yttre hårceller som ju är mycket bullerkänsliga. Dessutom, kommer vi att kunna beskriva hur detta påverkat barn LMC styrelsemöte 160414 Bilaga 2a 5 med särskilda förutsättningar såsom hörselnedsättning och språkstörningar samt barn med flerspråkighet. Slutligen kommer vi att genom att följa upp eleverna efter 12 månader efter interventionen kunna se om effekterna håller i sig över tid. Forskargruppens sammansättning Forskargruppen har en tvärvetenskaplig sammansättning av fyra forskare från Lunds universitet samt från Sahlgrenska Akademien, Göteborg samt en doktorand. Projektet kommer att ledas av Jonas Brännström (docent i audiologi vid Lunds universitet) och Viveka Lyberg-Åhlander (Med Dr, Leg Logopedi vid Lunds universitet) i samarbete med Birgitta Sahlén (professor i logopedi vid Lunds universitet) samt Kerstin Persson-Waye (professor vid Arbets- och miljömedicin, Göteborgs universitet). Jonas Brännström blir huvudhandledare för doktoranden och Viveka Lyberg-Åhlander och Kerstin Persson-Waye biträdande handledare. Referenser Akeroyd M.A. 2008. Are individual differences in speech reception related to individual differences in cognitive ability? A survey of twenty experimental studies with normal and hearing-impaired adults. International journal of audiology, 47 Suppl 2, S53-71. Brännström K.J., Holm L., Lyberg-Åhlander V., Haake M., Kastberg T., et al. 2015. Children's subjective ratings and opinions of typical and dysphonic voice after performing a language comprehension task in background noise. J Voice, 29, 624-630. Brännström K.J., Zunic E., Borovac A. & Ibertsson T. 2012. Acceptance of background noise, working memory capacity, and auditory evoked potentials in subjects with normal hearing. J Am Acad Audiol, 23, 542-552. Connolly D.M., Dockrell J.E., Shield B.M., Conetta R. & Cox T.J. 2013. Adolescents' perceptions of their school's acoustic environment: the development of an evidence based questionnaire. Noise Health, 15, 269-280. Evans G.W. 2006. Child development and the physical evironment. Annual Review of Psychology, 57, 423-451. Greenland E.E. & Shield B.M. 2011. A survey of acoustic conditions in semi-open plan classrooms in the United Kingdom. J Acoust Soc Am, 130. LMC styrelsemöte 160414 Bilaga 2a 6 Hodgson M. & Nosal E.-M. 2002. Effect of noise and occupancy on optimal reverberation times for speech intelligibility in classrooms. The Journal of the Acoustical Society of America, 111, 931-939. Ibertsson T. 2009. Cognition and communication in children/adolescents with cochlear implant [Elektronisk resurs] / Tina Ibertsson: Lund : Department of Logopedics, Phoniatrics and Audiology, Clinical Scinces, Lund University, 2009. Kjellberg A., Ljung R. & Hallman D. 2008. Recall of words heard in noise. Applied Cognitive Psychology, 22, 1088-1098. Ljung R. & Kjellberg A. 2009. Long reverberation time decreases recall of spoken information. Building Acoustics, 16, 301-312. Ljung R., Sorqvist P. & Hygge S. 2009. Effects of road traffic noise and irrelevant speech on children's reading and mathematical performance. Noise Health, 11, 194-198. Ljung R., Sörqvist P., Kjellberg A. & Green A.M. 2009. Poor listening conditions impair memory for intelligible lectures: Implications for acoustic classroom standards. Building Acoustics, 16, 257-265. Lyberg-Ahlander V., Rydell R., Eriksson J. & Schalen L. 2010. Throat related symptoms and voice: development of an instrument for self assessment of throat-problems. BMC ear, nose, and throat disorders, 10, 5. Lyberg-Åhlander V., Haake M., Brännström J., Schötz S. & Sahlen B. 2015. Does the speaker's voice quality influence children's performance on a language comprehension test? Int J Speech Lang Pathol, 17, 63-73. Lyberg-Åhlander V., Holm L., Kastberg T., Haake M., Brännström K.J., et al. 2015. Are children with stronger cognitive capacity more or less disturbed by classroom noise and dysphonic teachers? Int J Speech Lang Pathol, 1-12. Lyberg-Åhlander V., Rydell R. & Löfqvist A. 2011. Speaker's comfort in teaching environments: voice problems in Swedish teaching staff. J Voice, 25, 430-440. Lyberg Åhlander V. 2011. Voice use in teaching environments. Speakers´ comfort. Lund. Lyberg Åhlander V., Rydell R. & Löfqvist A. 2012. How do teachers with self-reported voice problems differ from their peers with self-reported voice health? Journal of voice : official journal of the Voice Foundation, 26, e149-161. Morton V. & Watson D.R. 2001. The impact of impaired vocal quality on children's ability to process spoken language. Logoped Phoniatr Vocol., 26, 17-25. Nelson P.B. & Soli S. 2000. Clinical forum. Acoustical barriers to learning: children at risk in every classroom. Language, Speech & Hearing Services in Schools, 31, 356. Pichora-Fuller M.K. 2003. Cognitive aging and auditory information processing. International journal of audiology, Suppl 2:2. LMC styrelsemöte 160414 Bilaga 2a 7 Rabbitt P.M. 1966. Errors and error correction in choice-response tasks. J Exp Psychol, 71, 264-272. Rogerson J. & Dodd B. 2005. Is there an effect of dysphonic teachers' voices on children's processing of spoken language? J Voice, 19, 47-60. Rosen S., Souza P., Ekelund C. & Majeed A.A. 2013. Listening to speech in a background of other talkers: effects of talker number and noise vocoding. J Acoust Soc Am, 133, 2431-2443. Savage R., Cornish K., Manly T. & Hollis C. 2006. Cognitive processes in children's reading and attention: the role of working memory, divided attention, and response inhibition. Br J Psychol, 97, 365-385. Shield B.M. & Dockrell J.E. 2008. The effects of environmental and classroom noise on the academic attainments of primary school children. The Journal of the Acoustical Society of America, 123, 133-144. Sörqvist P. 2010. The Role of Working Memory Capacity in Auditory Distraction. Luleå: Luleå University of Technology. Vilkman E. 2004. Occupational safety and health aspects of voice and speech professions. Folia phoniatrica et logopaedica : official organ of the International Association of Logopedics and Phoniatrics, 56, 220-253. Yang W. & Bradley J.S. 2009. Effects of room acoustics on the intelligibility of speech in classrooms for young children. J Acoust Soc Am, 125, 922-933.