Uit de eerste natuurkunde periode

Jan Kraamwinkel – VOK november 1957

Vanaf de zesde klas wordt er op de ,,Vrijescholen” natuurkunde-onderwijs gegeven. Gewoonlijk begint men met de licht- en de geluidsleer.
Onwillekeurig kan de gedachte opkomen: ja, maar zijn dat nu wel onderwerpen voor twaalfjarigen?
Vaag herinneren we ons moeilijke golftheorieën, een warnet van invallende en gebroken lichtstralen, geheimzinnige formules en moeilijke berekeningen. Neen, dit is toch werkelijk geen stof voor de zesde klas!
We hoeven ook inderdaad niet de illusie te koesteren, dat we met deze ,,jeugdherinneringen” de klas kunnen boeien. Daarvoor is een grondige omvorming van onze traditionele voorstellingen noodzakelijk.
Voorlopig zullen we alle formules en definities opzij moeten zetten; zij staan maar al te vaak de onbevangen waarneming in de weg. En om deze waarneming is het juist te doen, zij zal de grondslag van het natuurkunde-onderwijs moeten zijn. ,,leder, die een draagbaar muziekinstrument bezit, neemt het maandag mee naar school. Volgende week beginnen we met natuurkunde!”
De leerlingen kijken enigszins verbaasd. ,,Ja, we gaan de geluidsleer behandelen, zorg dus maar, dat je veel geluid kunt produceren!” Dit is niet tegen dovemansoren gezegd. De volgende maandag hebben we voldoende materiaal bijeen om met de ,,demonstraties” te beginnen.
Een wonderlijk geduld tonen de leerlingen bij het aanhoren van hun krassende, tikkende, fluitende en zingende klasgenoten. Vooral de orgelpijpen, kostbaar bezit van de school, genieten een eindeloze belangstelling.
We hoeven ons bij deze waarnemingsoefeningen niet tot de muziekinstrumenten te beperken: lege en volle jampotjes (,,flessenorgel”), stukjes metaal en allerlei andere voorwerpen uit de klas blijken bij aantikken een eigen klank te bezitten.
In het muziek- en euritmie-onderwijs hebben de kinderen voldoende geleerd, om bij al deze geluiden de verschillen in toonhoogte te kunnen onderscheiden. De volgende dag gaan we nu aan de hand van de instrumenten de correlatie na, die er bestaat tussen grootte en toon, tussen materiaal en timbre. De snaren instrumenten blijken het meest demonstratief.
Oprecht verrukt zijn de kinderen wanneer zij het,,principe” ervan ontdekken: hoe korter, des te hoger! En precies een octaaf hoger als je op het midden bent!
Het principe van de blokfluit, die vanaf de eerste klas wordt bespeeld, blijkt ook op verlenging en verkorting te berusten en bij de piano en de xylophoon vinden we weer dezelfde wetmatigheid. Zo is de natuurkunde een boeiend vak, wanneer men uitgaat van gegevens, die binnen de sfeer van het kind liggen.
Leerzaam is vooral ook het maken van muziekinstrumenten. De leerlingen worden dan direct met bovengenoemde samenhangen geconfronteerd. Een heel orkest van strijk-, blaas- en slaginstrumenten ontstaat, waarvan ook de muziekleraar kan profiteren!
Uitgaande van de kwaliteit van het geluid kwamen we tot het meer kwantitatieve.
Een volgende stap zal zijn, nog dieper in te gaan, op de samenhang tussen toonhoogte en trillingsgetal (aantal trillingen per seconde).
Doordat we zijn uitgegaan van de kwalitatieve waarneming, het beluisteren van de klank in al zijn schakeringen, lopen we niet het gevaar in de eenzijdige opvatting te vervallen, dat toonhoogte en trillingsgetal identiek zijn. Weliswaar hebben mechanische geluids weergevers als grammofoon, microfoon en radio hun ontstaan aan deze opvatting te danken, doch tevens hun beperktheid.
Eerder zullen we in de klas ingaan op de ,,muzikale” schoonheid en wetmatigheid van de reeks trillingsgetallen. Hier reiken wiskunde en muziek elkaar de hand.
De kinderen moeten het als een wonder beleven, dat het trillingsgetal per octaaf verdubbelt, dat de trillingsgetallen der toonladders in schone, regelmatig terugkerende verhoudingen toenemen.
Van trilling tot mede trilling is een kleine stap. Staande voor de open piano zingt de klas een bepaalde toon. Wanneer dan plotseling wordt gestopt, klinkt helder dezelfde toon, nu van het instrument. Eindeloos en in alle variaties kan dit soort,,gehoor oefening” herhaald worden.
De proeven van Chladni openbaren ons een groot geheim. Op zichzelf zijn het eenvoudige experimenten. Een glasplaat, vastgeklemd en bestrooid met ijzervijlsel wordt aangestreken met een oude strijkstok. We horen een ,,glasheldere” klank en zien hoe het ijzervijlsel al trillende en dansende van plaats verandert. Afhankelijk van de vorm der glasplaat, het klempunt en de aanstrijkplaats, vormen zich, met grote wetmatigheid, verschillende figuren.
Voor onze ogen zien we hier gedemonstreerd, hoe het geluid, als totaliteit genomen, vormend en vervormend op de stof werkt. Scheppend en vernietigend kan het geluid zijn. Een wonderlijk klassegesprek volgt, wanneer we de invloed van het geluid op de mensenziel beschouwen.
Klanken kunnen de ziel vormen en chaotiseren. Wanneer Saul in sombere drift ter neerzat, nam David zijn harp en speelde; het zachte snarenspel bracht de toornige vorst tot rust en peinzend luisterde de koning naar de klanken van het instrument.
Dit verhaal, waarin zo duidelijk de macht van het geluid tot uiting komt, herinnert de klas zich nog goed. Nog vele andere beelden komen ons in het bewustzijn: Apollo, Orpheus in de onderwereld, de toverzanger Wainamuinen.
De vraag, welke klanken nu wel de mensenziel zouden chaotiseren, wordt daarna trefzeker beantwoord. Enige dagen geleden stonden de kranten vol met artikelen over vernielde concertzalen. Zonder bedenken imiteerden enige enthousiaste leerlingen de geluiden, welke indirect deze verwoestingen had- den veroorzaakt.
Nadat uitvoerig is ingegaan op klank, trilling en medetrilling en de leerlingen met de eenvoudige begrippen van de geluidsleer vertrouwd zijn geraakt, bespreken we tenslotte het schoonste aller instrumenten, het strottenhoofd. Bij de behandeling van dit wonderlijke orgaan, komen we tot een samenvatting van al het vooraf waargenomene en geleerde en tevens tot een waardige afsluiting van de natuurkundeperiode. De zin van dit begin-natuurkunde-onderwijs kan niet liggen in de volledige behandeling van het betreffende gebied. Het is meer een bewustere kennismaking met een wereld, wier zin en schoonheid de kleuter dromend in zich opnam, doch die door de twaalfjarige zinvol begrepen wil worden. Daarbij kan een gebied als het boven behandelde de opvoeder bijzonder waardevol zijn, als mogelijkheid, de in deze tijd zozeer belaste en belaagde gehoorzin te oefenen en te cultiveren.