De gitaar

Probleem introduceren

We hebben in de klas al heel wat instrumenten gemaakt die we tijdens de muzieklessen inzetten. De leraar daagt de kinderen nu uit om een mini-gitaar te maken uit karton met minimum 3 snaren die elk een verschillende toonhoogte hebben.

Centrale probleemstelling: 
"Hoe maak ik een gitaar?"

Onderzoeken voeren: geluid

Maak het stil in de klas en laat de kinderen geluiden uit de omgeving beluisteren.
Zijn deze geluiden hoog of laag, hard of zacht?

We onderzoeken de verschillen tussen geluiden aan de hand van twee simulaties:

Simulatie 1: tokkel met een lange lat op een tafel.

• Leg de lat op de tafel zodat hij 10 cm over de rand van de tafel uitsteekt.
• Druk de lat stevig op de tafel door één hand op de lat te duwen, dicht bij de rand van de tafel.
• Trek met een vinger van de andere hand het uitstekende deel van de lat naar beneden en laat dit dan los. Dit noemen we tokkelen.
• Doe dit eerst hard en daarna zacht.

Wat hoor je en wat zie je bij deze simulatie? (*)

Laat de lat nu 20 cm over de rand uitsteken en tokkel.
Herhaal de oefening met een lat die 7 cm over de tafelrand uitsteekt.

Welk verschil hoorde je? Welk verschil zag je? (**)

Simulatie 2: Tokkel op een elastiek die rond een beker gespannen zit.

• Druk met je vinger de elastiek tegen de onderkant van de beker.
• Hou de beker ongeveer 10 centimeter van je oor.
• Trek de elastiek met je andere hand een klein beetje strak en tokkel met je vinger op de elastiek.
  Tip: lukt dit niet zo goed, laat een klasgenoot dan helpen.
• Trek de elastiek strakker en tokkel opnieuw.

Welk verschil hoor je? Welk verschil zag je? (*)

• Knip van een tweede beker het bovenste deel af, zodat je ongeveer 3 cm overhoudt.
• Herhaal de oefening met het tokkelen.

Welke verschil hoorde je? (**)

Welk verschil hoor je tussen de grote en de kleine beker? (*)

Besluit
Geluid is een trilling.
Trillingen kunnen groot of klein en snel of langzaam zijn.
De grootte van de trilling (= de amplitude) bepaalt het volume van het geluid (*):

• een grote trilling produceert een hard geluid
• een kleine trilling produceert een zacht geluid.

De snelheid van de trilling (= de frequentie) bepaalt de toonhoogte  van het geluid (**):

• een snelle trilling (veel trillingen per seconde) produceert een hoge toon
• een langzame trilling (weinig trillingen per seconde) produceert een lage toon

Bron: https://www.techyourfuture.nl/producten/lessenreeks-taal-en-technologie/

Ideeën bedenken

De kinderen krijgen de opdracht om een mini-gitaar te maken met volgende criteria:

• de gitaar is gemaakt uit karton
• heeft minimum 3 snaren
• elk snaar heeft een andere toonhoogte

Ze bekijken het aanbod aan materialen en tekenen hun plan voor hun oplossing.

Tip: als je kinderen in groepen laat werken, laat elke kind dan eerst individueel nadenken om nadien hun ideeën te laten samenvoegen.

Begeleidingsvragen

• Waaraan moet je gitaar voldoen?

• Welke materialen zijn geschikt om je oplossing mee te maken? 

• Hoe zitten de delen van je gitaar aan elkaar vast?

• Wat gebruik je uit elk van jullie ideeën in je groepsoplossing? Wat is er zo goed aan elk idee? Hoe helpt dit idee je om een gitaar te maken die voldoet aan de criteria? 

Ontwerp uitvoeren en testen

De kinderen maken, testen en optimaliseren hun gitaar.
Besteed tijdens de begeleiding aandacht aan de stevigheid van constructie, de keuze van de snaren en het volume van het geproduceerde geluid. Leg expliciet de link naar het onderzoek met de lat en de bekers.

Begeleiding:
Vaak zullen kinderen hun snaren direct op het karton bevestigen. Hierdoor slaan de snaren neer op het karton en wordt een goede trilling van de snaar onmogelijk (de snaar ‘tikt’ tegen het karton). Stel vragen om kinderen op weg te zetten om dit probleem te identificeren en op te lossen.

Differentiatie:

• Wie moeite heeft met de opdracht, mag even kijken naar een echte gitaar. (analyseren)

• Geef snelle werkers bijkomende criteria.

  - Bedenk een systeem om je snaren makkelijk strakker of losser te spannen zonder ze los te maken.
  - Pas de klankkleur van je gitaar aan. (bijkomend aanbod materialen)
  - Zorg voor exact 2 tonen verschil tussen elke snaar.

  Tip: gebruik een app als Soundcorset of een clip-on tuner (bv. FIRST) zodat kinderen dit kunnen checken.

Evalueren en reflecteren

De kinderen bespelen om de beurt hun gitaar. De klas checkt of de gitaar voldoet aan de gestelde criteria (karton, min. 3 snaren, 3 verschillende toonhoogten).

Reflecteer samen over ...

- de constructie: stevigheid, vorm, verbindingen
Als kinderen de vorm van een gitaar willen nabootsen, komen ze vaak in de problemen met de hals. Als deze niet verstevigd werd, zal hij dichtklappen bij het bevestigen van de snaren.
Aandacht kan ook gaan naar de verbindingen tussen de elementen van de constructie én of de constructie volledig dicht is in het geval dat er gewerkt werd met een klankkast.

- de toonhoogten van de snaren
Herhaal het concept van snelheid van trillingen (frequentie). 
Invloed van materiaalkeuze (sommige materialen kan je niet goed opspannen, anderen wel à geen spanning = geen trilling).
Invloed van dikte van de materialen.
Invloed van mate van opspannen van de materialen (te vergelijken tussen dezelfde materiaalsoort).

- het volume van het geluid
Laat de vergelijking maken tussen gitaren met en zonder ‘klankkast’.
Neem 2 kartonnen dozen van een verschillend formaat en laat de verschillen in volume en toonhoogte beluisteren door erop te trommelen. Leg de link tussen verschillende snaarinstrumenten (viool - gitaar - cello - contrabas).

Begeleidingsvragen:
- Hoe heb je ervoor gezorgd dat je gitaar 3 verschillende toonhoogtes kan produceren?
- Welke verschillen hoor je tussen de gitaren in volume/hoogte van geluid?
- Wat zorgt voor deze verschillen?

Differentiatie:

- Hoe heb je ervoor gezorgd dat je de toonhoogte van eenzelfde snaar kan aanpassen?

- Hoe kan je de klankkleur van je gitaar veranderen?

Na het evalueren van de eigen constructies kan je de vergelijking met een echte gitaar maken. 
Benoem de onderdelen van de gitaar en hun functie.

- Een gitaar bestaat uit een klankkast met een klankgat en de brug, een hals met frets en toetsen en de topkam, de kop met de stemschroeven en de (6) snaren.
- Brugzadel en topkam zorgen ervoor dat de snaren de hals niet raken waardoor de snaren kunnen trillen.
- Elke snaar heeft een verschillende dikte.
- Hoe dikker de snaar, hoe trager de trilling, hoe lager de toon.
- Je kan de snaren van een gitaar opspannen.
- Hoe strakker de snaar, hoe sneller de trilling, hoe hoger de toon.
- Om de spanning van je snaren te wijzigen maak je gebruik van een losse verbinding via de stemschroeven.
- De snaar verkort/verlengt door de plaatsing van de vingers, waardoor de snelheid van de trilling (frequentie) wijzigt: hogere/lagere toon.
- Je kan de klankkast variëren: geen, een kleine of een grote.
- Voor de klankkast gebruik je een vaste en volledig dichtende verbinding om geen verlies aan geluid te hebben.
- Hoe groter de klankkast, hoe hoger de amplitude (hoogte van de trilling) en hoe minder snel de frequentie (lagere snelheid van de trilling), dus hoe luider en hoe lager het geluid.

Leg de link naar andere instrumenten (bv. verhogen van de tonen in een blaasinstrument door de luchtkolom in het instrument langer of korter te maken), zeker als er kinderen uit de klas een instrument bespelen.

Tip: vraag vooraf na wie een instrument bespeelt en laat dit meebrengen naar de klas.