DOI: https://doi.org/10.3389/fnhum.2025.1549824
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40165870
تاريخ النشر: 2025-03-17
المؤلف: Xinying Cao وآخرون
الموضوع الرئيسي: آثار الضوضاء وإدارتها
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة التأثيرات المعرفية والنفسية لضوضاء البناء على العمال، مع التركيز على كيفية تأثير أنواع مختلفة من الضوضاء وشدتها على كفاءة التعلم والأداء المعرفي. باستخدام تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) وبيانات سلوكية، تميز البحث بين الضوضاء المعقدة والضوضاء الثابتة، كاشفًا أن الضوضاء المعقدة تؤثر بشكل كبير على كفاءة التعلم من خلال التأثير على الدقة ووقت الاستجابة بسبب عدم قابليتها للتنبؤ. على العكس من ذلك، بينما لا تؤثر الضوضاء الثابتة بشكل ملحوظ على عبء العمل العقلي، فإنها تساهم في زيادة التعب العقلي والضغط النفسي، خاصة عند المستويات الأعلى. تشير النتائج إلى أن العمال يمكنهم التكيف مع الضوضاء المستمرة إلى حد ما، ولكن مستويات الضوضاء المرتفعة تؤدي باستمرار إلى انخفاض في الانتباه وزيادة في التعب العقلي والضغط النفسي.
تؤكد الاستنتاجات على أهمية خصائص الضوضاء في مكان العمل، مشددة على أن الضوضاء المعقدة لها تأثير ضار أكثر على كفاءة التعلم مقارنة بالضوضاء الثابتة. كما تحدد الدراسة علاقات كبيرة بين الحالات المعرفية—مثل الانتباه، عبء العمل العقلي، والضغط النفسي—ووقت الاستجابة، مما يشير إلى أن الحالات المعرفية تتوسط العلاقة بين الضوضاء ونتائج التعلم. تشمل التوصيات لاستراتيجيات إدارة الضوضاء المستقبلية مراقبة الحالات المعرفية للتخفيف من الآثار السلبية للضوضاء وتعزيز رفاهية العمال. تقتصر الأبحاث على مستويات ضوضاء محددة (60 ديسيبل (A)، 70 ديسيبل (A)، و80 ديسيبل (A)) بسبب اعتبارات أخلاقية، ويشجع على الدراسات المستقبلية لاستكشاف مجموعة أوسع من ظروف الضوضاء وتأثيراتها على الأداء المعرفي.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الدور الحاسم للقوى العاملة الماهرة في انتقال صناعة البناء إلى العمليات الصناعية. تحدد فجوة مهارات كبيرة بين عمال البناء، خاصة في تشغيل المعدات الذكية والإنتاج الدقيق، مما يعيق تكيفهم مع الأدوار الجديدة. على الرغم من المبادرات الحكومية ومبادرات الشركات لإعادة التعليم وتدريب المهارات، لا تزال المشاركة منخفضة، وفعالية هذه البرامج محدودة. تؤكد الورقة على ضرورة تحليل العوامل التي تؤثر على فعالية التدريب في بيئات البناء الواقعية، وخاصة الآثار الضارة للضوضاء.
تُعرض الضوضاء كخطر منتشر في مواقع البناء، تؤثر سلبًا على القدرات المعرفية للعمال، وحالاتهم النفسية، وإنتاجيتهم العامة. يمكن أن يؤدي التعرض المطول لبيئات ذات ديسيبل مرتفع إلى فقدان السمع ومشاكل قلبية وعائية، بينما يسبب أيضًا ضغطًا نفسيًا وقلقًا يقلل من رضا العمل وقدرة التعلم. تنتقد المقدمة الأبحاث الحالية حول الضوضاء، التي تركزت بشكل أساسي على فقدان السمع والسلامة، وغالبًا ما تعتمد على مقاييس ذاتية. تدعو إلى استخدام أدوات قياس فسيولوجية موضوعية، مثل تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG)، لتقييم تأثير الضوضاء على الحالات المعرفية. تهدف الدراسة إلى سد فجوة حاسمة في الأدبيات من خلال استكشاف كيفية تأثير الضوضاء على كفاءة التعلم والأداء المعرفي بين عمال البناء، ساعية في النهاية إلى تحسين برامج التدريب وتسهيل انتقالهم إلى الأدوار الصناعية.
الطرق
في هذه الدراسة، استخدم الباحثون نهجًا منهجيًا للتحقيق في تأثير الضوضاء البيئية على كفاءة تعلم عمال البناء. شمل الإعداد التجريبي استخدام مقياس مستوى الصوت Shima AS824 لقياس الضوضاء بدقة، مع الالتزام بـ “معايير انبعاث الضوضاء البيئية لحدود مواقع البناء” (GB12523-2011)، وجهاز Emotiv-EPOC X EEG لالتقاط إشارات EEG من المشاركين. تم وضع أقطاب EEG وفقًا لنظام 10-20 الدولي، مما يضمن الاتساق عبر القياسات. تم جمع عينات الضوضاء من مصنع مكونات، مصنفة إلى مجموعات ضوضاء ثابتة ومعقدة، مع تقسيمات إضافية بناءً على مستويات الشدة (60 ديسيبل (A)، 70 ديسيبل (A)، و80 ديسيبل (A)). تم إنشاء مجموعات تحكم باستخدام الضوضاء البيضاء لتوفير مقارنات أساسية.
تضمنت مهام التعلم مقاطع فيديو تعليمية وأسئلة اختبار ذات صلة مستمدة من بنك أسئلة “مسابقة المهارات المهنية للبناء المسبق الوطني”، مما يضمن الصلة والنزاهة المهنية. شارك ما مجموعه 22 عامل بناء، مقسمين بالتساوي بين مجموعات الضوضاء الثابتة والمعقدة، مع جمع بيانات ديموغرافية لأخذ العوامل المربكة المحتملة في الاعتبار. شملت الإجراءات التجريبية تحضيرًا دقيقًا، مثل تنظيف فروة رأس المشاركين لضمان جودة إشارة EEG المثلى ومعايرة مستويات الضوضاء. شارك كل مشارك في بروتوكول منظم يتضمن مشاهدة الفيديو تحت ظروف ضوضاء متغيرة، تلاها سلسلة من الأسئلة متعددة الخيارات لتقييم نتائج التعلم. كانت هذه المنهجية الصارمة تهدف إلى عزل تأثيرات أنواع الضوضاء المختلفة وشدتها على كفاءة التعلم في سياق البناء.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من الورقة البحثية النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. عادةً ما يتضمن بيانات كمية، وتحليلات إحصائية، وتمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول لتوضيح النتائج. غالبًا ما تتم مقارنة النتائج مع الفرضيات أو الدراسات السابقة لتسليط الضوء على الفروق المهمة أو التأكيدات.
في هذا القسم، من المحتمل أن يبلغ المؤلفون عن مقاييس الأداء لأساليبهم أو نماذجهم المقترحة، موضحين أي تحسينات على الأساليب الحالية. قد يناقشون أيضًا آثار نتائجهم، بما في ذلك التطبيقات المحتملة أو اتجاهات البحث المستقبلية. بشكل عام، تهدف النتائج إلى التحقق من أهداف البحث والمساهمة في الفهم الأوسع للموضوع قيد التحقيق.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة من الورقة البحثية الضوء على التحول الحاسم لعمال البناء إلى محترفين صناعيين من خلال مبادرات التعلم والتدريب المعززة، مع الاستفادة بشكل خاص من التقنيات المتقدمة مثل الواقع الافتراضي (VR) ونمذجة معلومات البناء (BIM). تشير الدراسات إلى أن طرق التدريب التقليدية غالبًا ما تكون نظرية للغاية، مما يؤدي إلى نتائج دون المستوى الأمثل. أظهرت الابتكارات مثل إعداد “BIM + VR” الغامر وعدًا في تحسين استقلالية التدريب وفعاليته، بينما أظهرت دراسات مختلفة فعالية الواقع الافتراضي في تعزيز القدرات المعرفية، وتدريب السلامة، وكفاءة التعلم العامة. علاوة على ذلك، يتم التأكيد على أن أساليب التدريب الشخصية التي تأخذ في الاعتبار الاختلافات الفردية بين العمال ضرورية لتحسين نتائج التدريب.
يتناول القسم أيضًا التأثير الكبير للضوضاء في بيئات البناء، والتي لا تساهم فقط في مشاكل سمعية مثل فقدان السمع الناتج عن الضوضاء (NIHL) ولكن تؤثر أيضًا سلبًا على الوظائف المعرفية والرفاهية العامة للعمال. تشير الأبحاث إلى أن التعرض لمستويات عالية من الضوضاء يمكن أن يؤدي إلى تغييرات فسيولوجية، وزيادة عبء العمل العقلي، وانخفاض الانتباه، مما يقلل من كفاءة التعلم والإنتاجية. على الرغم من الاعتراف بالآثار الضارة للضوضاء، لا يزال هناك فجوة في فهم كيفية تأثير أنواع الضوضاء المختلفة وشدتها بشكل محدد على العمليات المعرفية بين عمال البناء. تقترح الورقة استخدام تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) للتحقيق في هذه التأثيرات، بهدف تقديم رؤى يمكن أن تُعلم تدابير التحكم الفعالة في الضوضاء وتعزز ممارسات إدارة السلامة في صناعة البناء.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnhum.2025.1549824
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40165870
Publication Date: 2025-03-17
Author(s): Xinying Cao et al.
Primary Topic: Noise Effects and Management
Overview
This study investigates the cognitive and psychological effects of construction noise on workers, focusing on how different types and intensities of noise impact learning efficiency and cognitive performance. Utilizing electroencephalogram (EEG) and behavioral data, the research differentiates between complex noise and steady noise, revealing that complex noise significantly impairs learning efficiency by affecting accuracy and reaction time due to its unpredictability. Conversely, while steady noise does not notably affect mental workload, it contributes to increased mental fatigue and stress, particularly at higher levels. The findings suggest that workers can adapt to continuous noise to some extent, but elevated noise levels consistently lead to declines in attention and increases in mental fatigue and stress.
The conclusions emphasize the importance of noise characteristics in the workplace, highlighting that complex noise has a more detrimental effect on learning efficiency than steady noise. The study also identifies significant correlations between cognitive states—such as attention, mental workload, and mental stress—and reaction time, indicating that cognitive states mediate the relationship between noise and learning outcomes. Recommendations for future noise management strategies include monitoring cognitive states to mitigate noise’s adverse effects and enhancing worker well-being. The research is limited to specific noise levels (60 dB(A), 70 dB(A), and 80 dB(A)) due to ethical considerations, and future studies are encouraged to explore a broader range of noise conditions and their impacts on cognitive performance.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the critical role of a skilled workforce in the construction industry’s transition to industrialized processes. It identifies a significant skills gap among construction workers, particularly in operating intelligent equipment and precision production, which hampers their adaptation to new roles. Despite government and enterprise initiatives for re-education and skill training, participation remains low, and the effectiveness of these programs is limited. The paper emphasizes the necessity of analyzing factors that influence training effectiveness in real-world construction environments, particularly the detrimental effects of noise.
Noise is presented as a pervasive hazard in construction settings, adversely affecting workers’ cognitive abilities, psychological states, and overall productivity. Prolonged exposure to high-decibel environments can lead to hearing loss and cardiovascular issues, while also inducing stress and anxiety that diminish job satisfaction and learning capacity. The introduction critiques existing research on noise, which has primarily focused on hearing loss and safety, often relying on subjective measures. It advocates for the use of objective physiological measurement tools, such as electroencephalograms (EEG), to assess the impact of noise on cognitive states. The study aims to fill a critical gap in the literature by exploring how noise affects learning efficiency and cognitive performance among construction workers, ultimately seeking to enhance training programs and facilitate their transition to industrialized roles.
Methods
In this study, the researchers employed a systematic approach to investigate the impact of environmental noise on construction workers’ learning efficiency. The experimental setup included the use of a Shima AS824 sound level meter for accurate noise measurement, adhering to the “Environmental Noise Emission Standards for Construction Site Boundaries” (GB12523-2011), and an Emotiv-EPOC X EEG device to capture EEG signals from participants. The EEG electrodes were placed according to the international 10-20 system, ensuring consistency across measurements. Noise samples were collected from a component factory, categorized into steady and complex noise groups, with further subdivisions based on intensity levels (60 dB(A), 70 dB(A), and 80 dB(A)). Control groups were established using white noise to provide baseline comparisons.
The learning tasks involved instructional videos and corresponding test questions derived from the “National Prefabricated Construction Vocational Skills Competition” question bank, ensuring relevance and professional integrity. A total of 22 construction workers participated, divided evenly between the steady and complex noise groups, with demographic data collected to account for potential confounding factors. The experimental procedure included thorough preparation, such as cleaning participants’ scalps for optimal EEG signal quality and calibrating noise levels. Each participant engaged in a structured protocol involving video viewing under varying noise conditions, followed by a series of multiple-choice questions to assess learning outcomes. This rigorous methodology aimed to isolate the effects of different noise types and intensities on learning efficiency in a construction context.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It typically includes quantitative data, statistical analyses, and visual representations such as graphs or tables to illustrate the outcomes. The results are often compared against the hypotheses or previous studies to highlight significant differences or confirmations.
In this section, the authors likely report on the performance metrics of their proposed methods or models, detailing any improvements over existing approaches. They may also discuss the implications of their findings, including potential applications or future research directions. Overall, the results serve to validate the research objectives and contribute to the broader understanding of the topic under investigation.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the critical transformation of construction workers into industrialized professionals through enhanced learning and training initiatives, particularly leveraging advanced technologies such as virtual reality (VR) and Building Information Modeling (BIM). Studies indicate that traditional training methods are often overly theoretical, leading to suboptimal outcomes. Innovations like the “BIM + VR” immersive setup have shown promise in improving training autonomy and effectiveness, while various studies have demonstrated the efficacy of VR in enhancing cognitive abilities, safety training, and overall learning efficiency. Furthermore, personalized training approaches that consider individual differences among workers are emphasized as essential for optimizing training outcomes.
The section also addresses the significant impact of noise in construction environments, which not only contributes to auditory issues like Noise-Induced Hearing Loss (NIHL) but also adversely affects cognitive functions and overall worker well-being. Research indicates that exposure to high noise levels can lead to physiological changes, increased mental workload, and reduced attention, thereby diminishing learning efficiency and productivity. Despite the recognition of noise’s detrimental effects, there remains a gap in understanding how different types and intensities of noise specifically influence cognitive processes among construction workers. The paper proposes utilizing electroencephalography (EEG) to investigate these effects, aiming to provide insights that could inform effective noise control measures and enhance safety management practices in the construction industry.