Jak uczyć dzieci o elektryczności (zajęcia i eksperymenty)

Zaledwie kilka dni temu, 7 stycznia, środowisko naukowe obchodziło 77 lat od śmierci Nikola Tesla , jeden z naukowców, który „wymyślił” elektryczność wraz z Tomasz Edison . Dzięki tym geniuszom nasz świat przekształcił się niewyobrażalnie, umożliwiając nadejście ery informacji i wszelkich późniejszych postępów technologicznych.

Z tego powodu dzieci są narażone na działanie elektryczności, zanim jeszcze zorientują się, czym jest elektryczność. Oglądają bajki na telewizorach, bawią się zabawkami elektrycznymi i grają w gry na komputerach i inteligentnych urządzeniach. W codziennej interakcji z elektrycznością dzieci bez wątpienia przyswoją sobie podstawową wiedzę na temat pojęcia elektryczności. Na przykład mogą zdać sobie sprawę, że tablety, telefony lub zabawki elektryczne muszą zostać naładowane, zanim będą mogły ponownie pracować. Mogą też zdać sobie sprawę, że niektóre rzeczy nie działają, chyba że są podłączone do gniazdka elektrycznego.

Chociaż te intuicje są świetnym punktem wyjścia, tylko drapią powierzchnię nauki o elektryczności. A ponieważ dzieci są niesamowicie ciekawe otaczającego ich świata, jako rodzic lub nauczyciel w domu, powinieneś być przygotowany na wprowadzenie tematu elektryczności dla dzieci w zabawny i znaczący sposób.

W tym artykule omówimy podstawowe pojęcia dotyczące elektryczności, udostępnimy bardziej wszechstronne materiały dydaktyczne i skupimy się na zabawnych i ekscytujących eksperymentach z elektrycznością dla dzieci.

Co to jest energia elektryczna?

Zacznijmy od podstaw. Jak wytłumaczyć dzieciom, czym jest elektryczność?

Dostosuj wyjaśnienie do wieku dziecka. Dla bardzo małych dzieci, takich jak przedszkolaki, niech będzie bardzo krótki i prosty. Nie ma potrzeby wchodzenia w szczegóły i używania specyficznej terminologii. Z drugiej strony starsze dzieci zaczynają kojarzyć terminologię naukową z codziennymi przykładami i prostszymi wyjaśnieniami.

Musisz wziąć pod uwagę wykształcenie dziecka i od tego zacząć. Jest to przydatne, jeśli dziecko jest zaznajomione z podstawowymi pojęciami fizyki, takimi jak atomy i różne formy energii.

Dobrą definicją dla uczniów K-12 byłoby: „Elektryczność jest jedną z form energii, która czerpie swoją moc z przepływu ładunków elektrycznych (elektronów i protonów), zwanych także prądami elektrycznymi (jeśli dziecko ma tło w atomach, będę zaznajomiony z pojęciem ładunków elektrycznych).” Ten przepływ ładunków elektrycznych jest tym, co sprawia, że ​​nasze komputery działają, w tym żarówki w naszych domach w nocy i każde inne urządzenie elektryczne. Również bardzo silny przepływ ładunków (elektronów) czasami przepływa przez powietrze w kierunku Ziemi, co widzimy jako uderzenie pioruna.

Następne pytanie, na które powinieneś odpowiedzieć, to „Jak wytwarzamy lub znajdujemy energię elektryczną?” Tutaj możesz wyjaśnić, że elektryczność jest drugorzędnym źródłem energii, ponieważ tak naprawdę nie możemy jej wytworzyć, ale pozyskujemy ją z naturalnych źródeł, takich jak węgiel, gaz ziemny, paliwa kopalne i słoneczna energia cieplna.

Jak wytwarzana jest energia elektryczna?

Mówienie dzieciom, że elektryczność jest wytwarzana z naturalnych źródeł nie wystarczy. Są ciekawi i będą chcieli wiedzieć, jak dokładnie to się dzieje. Mówienie, że prąd jest wytwarzany w elektrowni przez generatory elektromechaniczne, nie jest odpowiednie dla dzieci. Zamiast tego wybierz źródło odnawialne lub nieodnawialne iw prosty sposób wyjaśnij proces.

Dobrym przykładem nieodnawialnego źródła wytwarzania energii elektrycznej jest węgiel. Bierzemy węgiel z Ziemi i spalamy go. Kiedy węgiel się pali, oddaje ciepło. Ciepło następnie zamienia wodę w parę pod wysokim ciśnieniem, która jest w stanie poruszać specjalnym urządzeniem zwanym turbiną. Kiedy turbina się kręci, powoduje tarcie, które wytwarza energię elektryczną.

Kolejną różnicą, której dzieci powinny się nauczyć, jest to, że istnieją dwa rodzaje elektryczności – elektryczność statyczna i dynamiczna. To, o czym do tej pory rozmawialiśmy, dotyczyło głównie dynamicznej elektryczności lub prądu elektrycznego. Ale oto dobry sposób na wyjaśnienie dzieciom tych dwóch rodzajów elektryczności.

Elektryczność dynamiczna lub prąd elektryczny

Elektryczność dynamiczna jest tym, o czym mówiliśmy powyżej i do czego odnosi się ogólna definicja elektryczności. Dzieje się tak, ponieważ w życiu codziennym najczęściej korzystamy z dynamicznej energii elektrycznej. Energia elektryczna, której używamy do oświetlania i ogrzewania naszych domów lub do zasilania urządzeń, to dynamiczna energia elektryczna, która działa tak, jak opisaliśmy w poprzednim akapicie. Charakteryzuje się stałym przepływem ładunków elektrycznych (protonów lub elektronów) z jednego miejsca do drugiego.

Elektryczność statyczna

Jednak nie cała energia elektryczna przepływa, a dzieci najprawdopodobniej były w jakiś sposób narażone na elektryczność statyczną. Najbardziej oczywistym, codziennym przykładem jest sytuacja, gdy zdejmujemy czapkę i widzimy, jak nasze włosy jeżą się na głowie. Możesz to łatwo zademonstrować w klasie lub w zaciszu swojego domu, zwłaszcza zimą, kiedy wszyscy noszą czapki. Dzieci będą bardzo rozbawione, co jest wspaniałą okazją do wyjaśnienia pojęcia elektryczności statycznej poprzez wyjaśnienie dzieciom, dlaczego tak się dzieje.

Elektryczność statyczna odnosi się do naładowanej powierzchni materiału. W życiu codziennym większość obiektów ma ładunek neutralny, co oznacza, że ​​ich protony i elektrony są zrównoważone pod względem liczby. Czasami jednak powierzchnia niektórych obiektów, na skutek tarcia lub innego oddziaływania, może zyskać lub stracić elektrony. To sprawi, że staną się niezrównoważone i zaczną pchać lub ciągnąć inne przedmioty w swoim otoczeniu. To przyciąganie lub odrzucanie dwóch obiektów nazywa się elektrycznością statyczną i powoduje kilka bardzo interesujących zjawisk w życiu codziennym.

Z tego powodu, jeśli chodzi o elektryczność statyczną dla dzieci, zadbaliśmy o to, aby uwzględnić zarówno eksperymenty z przyciąganiem, jak i odrzucaniem. Dołączyliśmy również kilka fajnych dynamicznych eksperymentów z elektrycznością, których możesz użyć, aby lekcja była bardziej zabawna i niezapomniana.

Na temat elektryczności można opowiedzieć o wiele więcej, dlatego omówiliśmy Cię w szczegółach program , plany lekcji , oraz pakiety arkuszy roboczych na temat elektryczności dla dzieci. Ponadto, jeśli Twoi uczniowie są zaznajomieni z podstawami, oferujemy również bardziej pogłębione tematy z zakresu elektryki. Nasz pakiet arkuszy roboczych na Michael Faraday , kolejny genialny naukowiec, który zdemistyfikował elektryczność statyczną i odkrył indukcję elektromagnetyczną, może się przydać podczas tworzenia planu lekcji dla bardziej zaawansowanych lub starszych uczniów. Po prostu skorzystaj z linków, aby uzyskać wszystkie zasoby dydaktyczne, aby stworzyć lekcję kuloodporną, która jest łatwa do zrozumienia.

6 zabawnych eksperymentów z elektrycznością i zajęć dla dzieci

Złożonych tematów naukowych, takich jak elektryczność dla dzieci, najlepiej poznać, wprowadzając zabawne i niezapomniane zajęcia i eksperymenty. Wszystkie te działania obejmują moment „wow”, który zasiewa nasiona dla przyszłych naukowców, ponieważ sprawia, że ​​dzieci są podekscytowane tym, co mogą kontrolować lub robić.

Oto kilka przyjaznych dzieciom eksperymentów z elektrycznością, które są bardzo łatwe do wdrożenia i naśladowania w różnych warunkach – w klasie lub w szkole domowej.

Eksperymenty balonowe z elektrycznością statyczną

Zakręć wodę

Dzieci wchodziły w interakcję z wodą niezliczoną ilość razy, co oznacza, że ​​znają jej właściwości. W każdym razie zacznij eksperyment od bardzo niskiego odkręcenia kranu, aby uzyskać mały strumień wody. Następnie pozwól dziecku na interakcję z przepływem wody. Zapytaj ich, czy można zmienić kształt strumienia wody bez dotykania go? Właściwie nie możemy nic zrobić z wodą bez jej dotykania, a przynajmniej tak się wydaje.

Poproś dziecko, aby pomyślało o rzeczach, których nauczyło się na temat elektryczności statycznej, i spróbuj zobaczyć, jak woda zareaguje na interakcję z naładowanym przedmiotem. Możesz użyć balonu do tego i następnych dwóch eksperymentów, ponieważ są bardzo łatwe do naładowania, a także bardzo niedrogie, jeśli chcesz przeprowadzić ten eksperyment w klasie.

Balon do ładowania musi być suchy, więc upewnij się, że dłonie dziecka również są suche. Następnie powoli zbliż balon do strumienia wody i zobacz, co się stanie. Naładowany balon będzie przyciągał cząsteczki wody, co nieco ugina kształt przepływu.

Uważaj, jeśli przepływ wody jest zbyt duży, naładowane cząstki nie będą wystarczająco silne, aby przyciągnąć cały przepływ i najprawdopodobniej nic się nie stanie.

Możesz również przeprowadzić ten eksperyment z grzebieniem, papierową fajką lub czymkolwiek innym, co możesz łatwo naładować.

anioł numer 2222

„Magicznie” oddziel sól od pieprzu

Ponownie zacznij od rzucenia dziecku wyzwania, aby znalazło rozwiązanie tego niemożliwego problemu – oddzielenie soli i pieprzu. Na czarną kartkę papieru (aby dziecko lepiej widziało) wsyp trochę soli i pieprzu i wymieszaj. Zapytaj dziecko, czy istnieje sposób na oddzielenie pieprzu od soli. Ponieważ poszczególne kawałki soli i pieprzu są tak małe, nie da się ich ręcznie rozdzielić. Jednak dzięki mocy elektryczności statycznej to niemożliwe zadanie staje się możliwe.

Ponownie naładuj balon, plastikową łyżkę lub cokolwiek innego, co uznasz za bardziej praktyczne, i umieść to o cal nad mieszanką soli i pieprzu. Tak jak magia, Twoje dziecko będzie obserwować, jak drobinki pieprzu skaczą i przyklejają się do powierzchni balonu.

Dzieje się tak, ponieważ balon jest naładowany ujemnie, a pieprz jest naładowany dodatnio, a wiemy, że prawo przyciągania mówi, że przeciwieństwa się przyciągają.

Przenieś bąbelki balonem

Aby przeprowadzić ten eksperyment, potrzebujesz płaskiej powierzchni, takiej jak plastikowy lub szklany stół.

Daj dziecku słomkę i trochę roztworu do bąbelków, aby mogło wytwarzać bąbelki. Najpierw obserwuj je razem i rozmawiaj o ich właściwościach. Jak szybko spadają, jak się poruszają, co się stanie, jeśli ich dotkniemy? Spróbuj zmienić kierunek ruchu bańki. Jeśli delikatnie dmuchniemy, odsuną się lub pękną. Ale jak sprawić, by bąbelki poruszały się w naszym kierunku? Elektryczność statyczna!

Najpierw utwórz bańkę, delikatnie dmuchając słomką na płaską powierzchnię. W ten sposób na powierzchni utworzy się pół pęcherzyk, który może się poruszać, jeśli powierzchnia jest mokra. Następnie naładuj balon i zbliż go do bańki. Bańka zacznie poruszać się w kierunku balonu. Tylko uważaj, jeśli balon zbliży się zbyt blisko bańki, bańka pęknie.

Spraw, by zegar działał z ziemniakami

Nie jest tajemnicą, że ziemniaki są najlepszym zasobem projektu Science Fair. Dzieje się tak, ponieważ płyn w ziemniaku działa jak elektrolit i wytwarza prąd między dwiema elektrodami.

Aby zegar działał, potrzebujesz dwóch ziemniaków (lub po prostu przeciąć jeden na pół), dwóch drutów miedzianych, dwóch ocynkowanych gwoździ, trzech zespołów drutu z zaciskiem krokodylkowym (muszą być połączone ze sobą drutem) i jednego zegar niskiego napięcia (te, które zwykle wymagają 1 lub 2 baterii napięciowych).

Najpierw wyjmij baterie z zegara i wytłumacz dziecku, dlaczego zegar nie działa bez baterii, korzystając z wiedzy o elektryczności dynamicznej. Następnie wyjaśnij, dlaczego ziemniaki mogą zastąpić baterie i omów ten proces.

Włóż ocynkowane gwoździe po jednej stronie każdego ziemniaka (lub w każdej połowie), a następnie włóż drut miedziany po drugiej stronie każdego ziemniaka (z dala od gwoździa). Za pomocą zacisku krokodylkowego połącz przewód włożony do jednego z ziemniaków z dodatnią stroną bieguna akumulatora w zegarze. Drugi zacisk krokodylkowy powinien łączyć gwóźdź drugiego ziemniaka z ujemnym biegunem komory baterii zegara. Wreszcie trzeci zacisk krokodylkowy powinien łączyć wolny gwóźdź i drut miedziany między ziemniakami.

Gdy to wszystko zrobisz, twój zegar znów zacznie działać.

Twórz latarki DIY

Innym świetnym ćwiczeniem wprowadzającym dzieci w koncepcję dynamicznej elektryczności jest nauczenie ich, jak zrobić latarkę na wypadek spadku mocy lub po prostu jako zabawne narzędzie do noszenia przy sobie.

Aby przeprowadzić ten eksperyment, będziesz potrzebować kijka do rękodzieła (najlepiej w wersji jumbo), spinacza do segregatora, baterii pastylkowej, jednej diody elektroluminescencyjnej (LED), folii aluminiowej i przezroczystej taśmy.

Wspólnie z dzieckiem lub uczniami zacznij od odcięcia końca patyczka z jednej strony, aby mieć prostą krawędź i zabezpieczyć koniec spinaczem. Następnie umieść baterię na nieodciętym końcu drążka w taki sposób, aby jeden bolec baterii dotykał patyka z jednej strony, a drugi bolec z drugiej strony. Następnie utwórz pasek folii aluminiowej (nieco krótszy niż długość drążka) i umieść go całkowicie na bolcu diody LED (zabezpiecz go przezroczystą taśmą), w kierunku końca drążka - powtórz to po obu stronach.

numer 21 znaczenie

Zabezpiecz folię aluminiową na tym końcu za pomocą spinacza. Następnie umieść baterię na folii aluminiowej, gdzie znajdują się metalowe końce klipsa (z nimi będziesz naciskał baterię, aby zaświeciła się dioda LED). Przykryj połowę baterii przezroczystą taśmą, aby ją zabezpieczyć, ale pozostaw miejsce, aby spinacz mógł go dotykać.

Teraz wypróbuj. Może być konieczne kilkakrotne dostosowanie położenia baterii, zanim zacznie działać.

Stwórz magiczną różdżkę Harry'ego Pottera

Inną odmianą pomysłu na latarkę DIY jest przeniesienie go na wyższy poziom pod względem kreatywności i umożliwienie dzieciom tworzenia różdżek czarodziejów.

Będziesz potrzebować zestawu baterii z przełącznikiem, drutu (czerwonego i czarnego), taśmy miedzianej, ściągaczy przewodów, baterii pastylkowej, diody LED i cienkiego drewnianego patyczka o rozmiarze zbliżonym do różdżki czarodzieja.

Zacznij od przecięcia czerwonego i czarnego przewodu. Długość powinna być nieco większa niż długość kija. Następnie zdejmij końcówki przewodów za pomocą szczypiec do zdejmowania izolacji. Następnie połącz wtyki diody LED z odsłoniętymi przewodami. Zazwyczaj czerwony przewód należy podłączyć do dłuższego (dodatniego) bolca diody LED, a krótszego do przewodu czarnego. Upewnij się, że połączenie jest bezpieczne, owijając przewody wokół bolców diody LED, a następnie zakrywając je taśmą elektryczną. Dobrym pomysłem jest przetestowanie połączeń, dotykając akumulatorem niepodłączonych końców odsłoniętych przewodów. Jeśli dioda się zaświeci, możesz kontynuować.

Zazwyczaj pakiety baterii z przełącznikami są wykonane na dwie baterie, ale oto link do Amazon gdzie kupujesz pojedynczy pojemnik na baterie pastylkowe z włącznikiem i wyłącznikiem. Połącz przewody z uchwytu obudowy z czerwonymi i czarnymi odsłoniętymi przewodami i zabezpiecz je taśmą.

Umieść baterię w uchwycie i sprawdź, czy połączenia działają i możesz zapalić diodę.

Teraz przyklej diodę LED do jednej strony drewnianego patyka i kontynuuj w dół, przyklejając przewody do patyka. Zaklej uchwyt etui w taki sposób, aby przełącznik był widoczny na spodzie drążka. Jeśli masz nadmiar przewodu, przytnij je, a następnie podłącz ponownie. Zakryj złącza taśmą elektryczną, a cały drążek zaklej brązową taśmą, aby wszystko zabezpieczyć i nadać mu wygląd różdżki. Na koniec możesz narysować po taśmie, jeśli chcesz, aby różdżka była jeszcze bardziej realistyczna.

Pozwól dziecku celować różdżką, wciśnij przełącznik i baw się dobrze, jednocześnie ucząc się cennej lekcji.

Notatka: Zanim wykonasz eksperymenty, przetestuj diody LED z bateriami pastylkowymi, aby sprawdzić, czy działają w pierwszej kolejności.

Zanim wyjdziesz

Jak widać, przy niewielkim wysiłku można zainteresować dziecko nauką i zmienić temat elektryczności z nudnego i trudnego w interesujące odkrycie, jak działa świat. Co najważniejsze, wiedząc, jak wyjaśnić elektryczność, większość dzieci będzie pod wrażeniem Twojej wiedzy!

Ale nauczanie dzieci o elektryczności to coś więcej. Wiedza o tym, jak działa elektryczność, jest podstawową umiejętnością dla dzieci, którą należy traktować poważnie. Właśnie dlatego mamy cię ochraniać wiele pakietów arkuszy roboczych a także 7 gotowych do użycia czynności związanych z elektrycznością, które obejmują przewodniki, izolatory, obwody, symbole elektryczne, rozmowę, bezpieczeństwo i wiele więcej. A jeśli chcesz nauczyć więcej podstawowych zagadnień z fizyki przed omówieniem tematu elektryczności, po prostu przejrzyj naszą bibliotekę arkuszy w naszej sekcji fizyki, a jesteśmy pewni, że znajdziesz to, czego szukasz.

Na koniec nie zapomnij zajrzeć na naszego bloga, na którym regularnie udostępniamy treści edukacyjne zarówno dla nauczycieli, jak i rodziców prowadzących edukację domową w wielu aspektach edukacji dziecka.

Podziel Się Z Przyjaciółmi: