Een natuurwetenschappelijke manier van kijken

Hoe kun je op een analytische manier naar de wereld kijken, daar patronen (wetten) in ontdekken en op basis daarvan zeer complexe, maar betrouwbare voorspellingen doen en betrouwbare berekeningen maken?

De deur zwaait open en Henk komt met zijn fiets het lokaal binnen. Klas HV2D kijkt verbouwereerd op. Henk is sowieso al een bijzonder figuur op het Walburg College in Zwijndrecht. Hij verliet in september na tien jaar de bovenbouw om in de onderbouw les te geven. Niet dat hij het niet naar zijn zin had in de bovenbouw of toe was aan ‘iets nieuws’, maar omdat hij het belangrijk vindt leerlingen echt natuurkunde te leren. De aanleiding hiervoor waren de thuislessen natuurkunde die Henk vorig jaar tijdens de coronacrisis aan zijn eigen kinderen gaf.

Henk hierover: “Ze leerden zo weinig natuurkunde. Ze waren wel bezig met opdrachtjes en zo, maar leerden niet op een natuurwetenschappelijke manier kijken. Ik dacht bij mezelf, ik ga een groep leerlingen de fundamenten bijbrengen.” En nu staat hij vandaag dus voor een groep tweedeklassers met zijn fiets.De fiets wordt in het midden van de klas geplaatst en de leerlingen kijken afwachtend naar meneer Russeler. De afgelopen weken leerden ze al over de verschillende materialen waarvan een fiets is gemaakt en de eigenschappen van de materialen en de materiaalkeuze van fietsonderdelen. Maar waarom zou meneer Russeler zijn eigen fiets meenemen naar de klas? Hoe een fiets eruitziet weten ze toch wel of is de fiets kapot? Verwacht hij dat ze de fiets maken? En zou hij zelf dan verwachten er vandaag weer terug mee naar huis te kunnen fietsen?

Maar nee, niets van dat alles. Wat volgt is de eerste practicumles voor HV2D. In groepjes van twee gaat men aan de slag. De eerste vragen zijn relatief eenvoudig, zoals beschrijf de fietsbel. Welke eigenschappen zijn eigenschappen van een fietsbel? Waarom is de fietsbel van metaal en niet van plastic? Maar het wordt al snel wat moeilijker. Waarom bestaat het frame uit ronde buizen en niet uit vierkante buizen? Waarom heeft de fiets luchtbanden en geen massieve rubberbanden?

Bij een van de laatste tafels ligt Henks fietssleutel omineus op een groepje te wachten. Bepaal het volume en de massa van de sleutel. Maar wat jammer, de toa heeft geen materialen klaargelegd. Wat heb je dan ook al weer nodig? Na onderling overleg worden de maatcilinder en de balans er vervolgens bij gehaald. Vervolgens moet ook de dichtheid van de sleutel berekend worden en moet het tweetal weten van welke stof de sleutel is gemaakt.

Bij het beantwoorden van de laatste vraag ontstaat er file in de klas. Wat is de massa van de fiets van meneer Russeler? Tja, hoe moet je dat nu meten? De fiets van meneer Russeler past toch niet op de weegschaal? Zouden ze gewoon een beetje mogen gokken? Zo’n 15 kilo, toch ongeveer. Maar nee, meneer Russeler vindt het belangrijk dat de leerlingen ook de massa leren meten van een voorwerp dat niet op de balans past.

Na enige discussie komt een leerling op het idee om net te doen als zijn ouders met hun koffers voordat ze gaan vliegen. In plaats van zwetend voor de balie bij de grondstewardess te staan hopend dat ze binnen de regels blijven om te voorkomen dat er bijbetaald moet worden of spullen uit de bagage moeten halen gehaald, wegen ze hun koffer door zelf op de weegschaal te gaan staan, hun gewicht te onthouden en daarna met koffer op de weegschaal te gaan staan, het gewicht af te lezen en het verschil te berekenen.

Er wordt wat gegniffeld, want dat betekent wel dat het gewicht van een aantal leerlingen klassikaal bekend zal worden, maar het belang van het snel afmaken van de practicumopdrachten overwint.

Dit artikel verscheen in NVOX, nummer 1, 2022