MuMaQ: Music, Math's & Quantumphysics Het ontdekken van de band tussen wiskunde, muziek en de (kwantum)wereld in het onderwijs. Kan muziek voor leerlingen een poort zijn tot de kwantumfysica?
Het secundair onderwijs hoort algemeen vormend te zijn. Dat betekent dat een leerling zich een beeld moet kunnen vormen van cultuur en wetenschap. Muziek, wis- en natuurkunde maken hier ontegensprekelijk deel van uit. Mogen leerlingen daarom niet verwachten in de school de essentie te vernemen van de (moderne) fysica?
Waarom horen ze op school dan slechts over de klassieke deeltjestheorie van de materie en de klassieke golftheorie van licht? Waarom vertellen we de leerlingen niet over de ontdekkingen van de moderne kwantumfysica (nu haast honderd jaar oud)? Zadelen we de leerlingen zo niet op met een achterhaald mechanistisch wereldbeeld? Zijn we niet vergelijkbaar met de tijdgenoten van Copernicus, Kepler en Galilei, die destijds zo lang vasthielden aan het achterhaalde -maar o zo veilige- geocentrische wereldbeeld? Kunnen wij niet beter?
Ook al is het wenselijk om de leerlingen te vertellen over de kwantumfysica, dat betekent niet dat het gemakkelijk is: conceptueel niet en mathematisch niet. (Sub)atomaire golfdeeltjes gehoorzamen niet aan de 'gewone' mechanica van Newton, maar evolueren als een niet-lokale kwantummechanische golffunctie in ruimte en tijd. Toch worden ze als gelokaliseerde deeltjes waargenomen. De (amplitude van de) golffunctie geeft slechts een waarschijnlijkheidsmaat om een deeltje te meten. Kwantummechanica houdt dan ook een nieuwe kijk op de fysica in.
Om dit onvoorstelbare kwantummechanisch karakter van de werkelijkheid te kunnen voorstellen, werken we het analogon van de discrete muzikale trillingen didactisch uit. Dat vormt voor leerlingen de poort tot de (basisinzichten van de ) golfmechanica. Tegelijk leren de leerlingen de schoonheid van de wis- en natuurkunde ontdekken, samen met de mathematische grondslagen van de muziek.
We ontwerpen een leerpad (en bijbehorende leermaterialen) dat leerlingen gaandeweg de band laat ontdekken tussen muziek, wiskunde en kwantumfysica. Het pad loopt via een wisselwerking van muzikaliteit, mathematische modellen, fysische theorieën en experimenten. De MuMaQ-methode is didactisch experimenteel, interdisciplinair en richt zich derhalve niet op een concreet leerplan (hoewel het daarvoor een inspiratie kan zijn). Het is een open doos met een voorgesteld (maar niet gedetermineerd) pad, materialen, ideeën,... Uit deze doos kan een leerkracht muziek, wiskunde of natuurkunde concrete inspiratie halen voor lessen(reeksen) of voor aanvullingen bij bestaande lessen.
De leermaterialen bestaan uit twee delen.
MuMaQ is een PWO-onderzoek van de toenmalige groep 'Onderwijs en Kunst' van de UC Leuven-Limburg (toen nog KHLim) departement Lerarenopleiding). MuMaQ werkte in zijn stuurgroep samen met de volgende partners uit universiteiten en scholen: