Kako naučiti djecu o elektricitetu (aktivnosti i eksperimenti)
Prije nekoliko dana, 7. siječnja, znanstvena zajednica obilježila je 77 godina od smrti Nikola Tesla , jedan od znanstvenika koji je 'izumio' električnu energiju, zajedno s Thomas Edison . Zahvaljujući tim genijima, naš je svijet transformiran izvan mašte, što je omogućilo nastanak informacijskog doba i svih naknadnih tehnoloških napretka.
Zbog toga su djeca izložena struji i prije nego što mogu shvatiti što je električna energija. Gledaju crtiće na televizorima, igraju se električnim igračkama, a igraju igrice na računalima i pametnim uređajima. U svakodnevnoj interakciji s električnom energijom, djeca će bez sumnje steći neko osnovno razumijevanje koncepta električne energije. Na primjer, mogli bi shvatiti da tablete, telefone ili električne igračke treba napuniti prije nego što ponovno mogu raditi. Ili bi mogli shvatiti da neke stvari ne rade osim ako nisu uključene u strujnu utičnicu.
Iako su ove intuicije izvrsna početna točka, one samo zagrebu površinu znanosti o elektricitetu. A budući da su djeca nevjerojatno znatiželjna o svijetu oko sebe, kao roditelj koji se školuje kod kuće ili učitelj, trebali biste biti spremni uvesti temu električne energije za djecu na zabavan i smislen način.
U ovom ćemo članku raspravljati o nekim osnovnim pojmovima električne energije, podijeliti opsežnije nastavne resurse i usredotočiti se na zabavne i uzbudljive eksperimente s električnom energijom za djecu.
Što je električna energija?
Krenimo od samih osnova. Kako djeci objasniti što je struja?
Prilagodite objašnjenje djetetovoj dobi. Za vrlo malu djecu, poput predškolaca, neka bude vrlo kratko i jednostavno. Nema potrebe ulaziti u detalje i koristiti specifičnu terminologiju. S druge strane, starija djeca znanstvenu terminologiju počinju povezivati s svakodnevnim primjerima i jednostavnijim objašnjenjima.
Morate uzeti u obzir djetetovu obrazovnu pozadinu i krenuti odatle. Korisno je ako je dijete upoznato s osnovnim pojmovima iz fizike, kao što su atomi i različiti oblici energije.
Dobra definicija za učenike K-12 bila bi: „Elektricitet je jedan oblik energije koji dobiva svoju snagu od protoka električnih naboja (elektrona i protona), koji se također nazivaju električne struje (ako dijete ima pozadinu u atomima, oni biti upoznat s konceptom električnih naboja). Ovaj tok električnih naboja je ono što održava rad naših računala, uključujući žarulje u našim domovima noću i svaki drugi električni uređaj. Također, vrlo snažan tok naboja (elektrona) ponekad teče kroz zrak i prema Zemlji, što vidimo kao udar groma.
Sljedeće pitanje na koje biste trebali odgovoriti je 'Kako proizvodimo ili pronalazimo električnu energiju?' Ovdje možete objasniti da je električna energija sekundarni izvor energije jer je zapravo ne možemo proizvoditi, već je dobivamo iz prirodnih izvora poput ugljena, prirodnog plina, fosilnih goriva i sunčeve toplinske energije.
Kako se proizvodi električna energija?
Nije dovoljno reći djeci da se električna energija proizvodi iz prirodnih izvora. Oni su znatiželjni i htjet će znati kako se to točno događa. Reći da se električna energija u elektrani proizvodi elektromehaničkim generatorima nije prikladno za djecu. Umjesto toga, odaberite obnovljiv ili neobnovljiv izvor i jednostavnim riječima objasnite proces.
Dobar primjer neobnovljivog izvora za proizvodnju električne energije je ugljen. Uzimamo ugljen sa Zemlje i sagorijevamo ga. Kada ugljen sagorijeva oslobađa toplinu. Toplina zatim pretvara vodu u paru pod visokim tlakom koja može pokretati poseban uređaj zvan turbina. Kada se turbina okreće, uzrokuje trenje koje proizvodi električnu energiju.
Druga razlika koju bi djeca trebala naučiti je da postoje dvije vrste elektriciteta – statički i dinamički elektricitet. Ono o čemu smo dosad razgovarali uglavnom se odnosilo na dinamičku električnu energiju ili električnu struju. No, evo dobrog načina da djeci objasnite ove dvije vrste struje.
Dinamička električna energija ili električna struja
Dinamička električna energija je ono o čemu smo gore raspravljali i na što se odnosi opća definicija električne energije. To je zato što u svakodnevnom životu uglavnom koristimo dinamičku električnu energiju. Električna energija koju koristimo za osvjetljavanje i grijanje naših domova ili za pokretanje uređaja je dinamička električna energija, koja radi baš kao što smo opisali u prethodnom odlomku. Karakterizira ga stalan tok električnih naboja (protona ili elektrona) s jednog mjesta na drugo.
Statična struja
Međutim, ne teče sva električna energija, a djeca su najvjerojatnije na neki način bila izložena statičkom elektricitetu. Najočitiji, svakodnevni primjer je kada skinemo kapu i vidimo da nam se kosa diže na glavi. To možete lako pokazati u učionici ili u udobnosti svog doma, osobito zimi kada svi nose kape. Djeca će se jako zabaviti, što je prekrasna prilika da objasnite koncept statičkog elektriciteta, govoreći djeci zašto se to događa.
Statički elektricitet se odnosi na nabijenu površinu materijala. U svakodnevnom životu većina objekata ima neutralan naboj, što znači da su njihovi protoni i elektroni uravnoteženi u broju. Međutim, ponekad površina nekih objekata, zbog trenja ili druge interakcije, može dobiti ili izgubiti elektrone. To će ih učiniti neuravnoteženim i počet će gurati ili povlačiti druge predmete u svojoj okolini. Ovo privlačenje ili odbacivanje dvaju predmeta naziva se statički elektricitet i uzrokuje neke vrlo zanimljive pojave u svakodnevnom životu.
Iz tog razloga, pobrinuli smo se da uključimo i eksperimente privlačnosti i odbijanja kada je u pitanju statički elektricitet za djecu. Također smo uključili neke cool dinamične eksperimente s električnom energijom koje možete koristiti kako biste svoju lekciju učinili zabavnijom i nezaboravnijom.
Ima još puno toga o čemu se može razgovarati na temu električne energije, zbog čega smo vas pokrili dubinskim nastavni plan i program , nastavni planovi , i snopovi radnih listova na temu struje za djecu. Štoviše, ako su vaši učenici upoznati s osnovama, nudimo i detaljnije teme iz područja električne energije. Naš paket radnih listova Michael Faraday , još jedan briljantan znanstvenik koji je demistificirao statički elektricitet i otkrio elektromagnetsku indukciju, može biti od koristi pri izradi plana lekcija za naprednije učenike ili učenike viših razreda. Jednostavno slijedite veze kako biste dobili sve nastavne resurse za stvaranje neprobojne lekcije koju je lako razumjeti.
6 zabavnih eksperimenata i aktivnosti s električnom energijom za djecu
Složene znanstvene teme kao što je električna energija za djecu najbolje je naučiti kada uvedete zabavne i nezaboravne aktivnosti i eksperimente. Sve ove aktivnosti uključuju “wow” trenutak koji zasijava sjeme budućim znanstvenicima jer djecu uzbuđuje zbog stvari koje mogu kontrolirati ili raditi.
Evo nekoliko eksperimenata s električnom energijom prilagođenih djeci koje je vrlo lako implementirati i pratiti u različitim okruženjima – učionici ili kućnom obrazovanju.
Balon eksperimentira sa statičkim elektricitetom
Savijte vodu
Djeca su bezbroj puta u interakciji s vodom, što znači da su upoznata s njezinim svojstvima. U svakom slučaju, počnite eksperiment tako što ćete slavinu okrenuti na vrlo malo da dobijete mali mlaz vode. Zatim dopustite djetetu da komunicira s protokom vode. Pitajte ih je li moguće promijeniti oblik toka vode bez dodirivanja? Zapravo, ne možemo ništa učiniti s vodom, a da je ne dodirnemo, ili se barem tako čini.
Potaknite dijete da razmisli o stvarima koje je naučilo o statičkom elektricitetu i pokušajte vidjeti kako će voda reagirati kada dođe u interakciju s nabijenim predmetom. Možete koristiti balon za ovaj i sljedeća dva eksperimenta jer se vrlo lako pune i također su vrlo jeftini ako želite isprobati ovaj eksperiment u učionici.
Za punjenje balon mora biti suh, pa pazite da su i djetetove ruke suhe. Zatim, polako, približite balon protoku vode i pogledajte što će se dogoditi. Nabijeni balon privući će molekule vode, koje će malo savijati oblik toka.
Budite oprezni, ako je protok vode prevelik, nabijene čestice neće biti dovoljno jake da privuku cijeli tok i najvjerojatnije se ništa neće dogoditi.
Ovaj eksperiment možete izvesti i s češljem, papirnatom cijevi ili bilo čim drugim što možete jednostavno napuniti.
anđeo 1234
“Čarobno” odvojite sol od papra
Opet, počnite tako što ćete izazvati svoje dijete da pronađe rješenje za ovaj nemoguć problem – odvajanje soli i papra. Na crni papir (da vaše dijete bolje vidi) uspite malo soli i papra i pomiješajte ih. Pitajte dijete postoji li način da se paprika odvoji od soli. Budući da su pojedinačni komadići soli i papra tako mali, nemoguće ih je odvojiti rukom. Međutim, sa snagom statičkog elektriciteta, ovaj nemoguć zadatak postaje moguć.
Opet, napunite balon, plastičnu žlicu ili bilo što drugo što smatrate praktičnijim i stavite ga jedan inč iznad mješavine soli i papra. Baš poput magije, vaše će dijete promatrati kako čestice paprike skaču okolo i lijepe se za površinu balona.
To je zato što je balon negativno nabijen, a paprika pozitivno, a znamo da zakon privlačenja kaže da se suprotnosti privlače.
Pomicanje mjehurića s balonom
Da biste napravili ovaj eksperiment, trebat će vam ravna površina, poput plastičnog ili staklenog stola.
Dajte svom djetetu slamčicu i otopinu za mjehuriće kako bi moglo praviti mjehuriće. Najprije ih zajedno promatrajte i razgovarajte o njihovim svojstvima. Koliko brzo padaju, kako se kreću, što se događa ako ih dodirnemo? Pokušajte promijeniti smjer kretanja mjehurića. Ako lagano puhnemo, oni će se odmaknuti ili slomiti. Ali kako možemo učiniti da se mjehurići kreću prema nama? Statična struja!
Najprije napravite mjehur laganim puhanjem slamkom po ravnoj površini. Na taj način će se na površini stvoriti pola mjehurića koji se može pomaknuti ako je površina mokra. Zatim napunite balon i približite ga mjehuriću. Mjehurić će se početi kretati prema balonu. Samo budite oprezni, ako se balon previše približi mjehuriću, mjehurić će puknuti.
Neka sat radi s krumpirom
Nije tajna da je krumpir vrhunski resurs projekta znanstvenog sajma. To je zato što tekućina u krumpiru djeluje kao elektrolit i stvara električnu energiju između dvije elektrode.
Da bi sat radio, trebat će vam dva krumpira (ili jednostavno jedan prepoloviti), dvije bakrene žice, dva pocinčana čavala, tri žičane jedinice aligatorske kopče (moraju biti međusobno povezane žicom) i jedan niskonaponski sat (oni koji obično zahtijevaju 1 ili 2 naponske baterije).
Prvo izvadite baterije iz sata i objasnite djetetu zašto sat ne radi bez baterija uz znanje iz dinamičkog elektriciteta. Zatim objasnite zašto krumpir može raditi kao zamjena za baterije i razgovarajte o procesu.
Umetnite pocinčane čavle u jednu stranu svakog krumpira (ili u svaku polovicu), a zatim umetnite bakrenu žicu s druge strane svakog krumpira (daleko od čavala). S aligator kopčom, spojite žicu koja je umetnuta u jedan od krumpira s pozitivnom stranom terminala baterije u satu. Druga aligatorska kopča trebala bi spojiti čavao s drugog krumpira na negativni terminal pretinca za baterije sata. Konačno, treća aligatorska kopča trebala bi spojiti slobodni čavao i bakrenu žicu između krumpira.
Nakon što sve ovo učinite, vaš će sat ponovno raditi.
Napravite DIY svjetiljke
Još jedna sjajna vježba za upoznavanje djece s konceptom dinamičkog elektriciteta je učenje kako napraviti svjetiljku u slučaju da nestane struje ili jednostavno kao zabavan alat za nošenje sa sobom.
Da biste napravili ovaj eksperiment, trebat će vam craft stick (najbolje je jumbo izdanje), kopča za vezivanje, baterija na novčić, jedna svjetleća dioda (LED), aluminijska folija i prozirna traka.
Zajedno sa svojim djetetom ili učenicima počnite rezanjem kraja štapića s jedne strane, tako da imate ravan rub i kraj možete pričvrstiti kopčom za vezivanje. Zatim stavite bateriju na neobrezani kraj zanatskog štapića na način da jedan zupček baterije dodiruje štapić s jedne strane, a drugi zubac s druge strane. Nakon toga napravite traku od aluminijske folije (nešto kraću od duljine craft štapića) i potpuno je stavite preko zupca LED diode (pričvrstite je prozirnom trakom), prema kraju štapića za craft – ponovite ovo na obje strane.
gemini životinjski duh
Učvrstite aluminijsku foliju na tom kraju kopčom za vezivanje. Zatim stavite bateriju preko aluminijske folije, gdje su metalni krajevi kopče (s njima ćete pritisnuti bateriju kako bi LED zasvijetlio). Polovicu baterije prekrijte prozirnom trakom tako da je možete pričvrstiti, ali ipak ostavite prostora da je kopča za vezivanje može dodirnuti.
Sada, isprobaj. Možda ćete morati nekoliko puta podesiti položaj baterije prije nego što proradi.
Napravite čarobni štapić Harryja Pottera
Još jedna varijacija ideje DIY svjetiljke je podići je na sljedeću razinu u smislu kreativnosti i dopustiti djeci da stvaraju čarobnjačke štapiće.
Trebat će vam baterija s prekidačem, žicom (crvena i crna), bakrenom trakom, skidačima žica, coin cell baterijom, LED diodom i tankim drvenim štapićem koji je otprilike iste veličine kao čarobnjak.
Počnite rezanjem crvene i crne žice. Duljina bi trebala biti samo malo veća od duljine štapa. Zatim skinite krajeve žica s trakama za skidanje žice. Nakon toga spojite zupce LED-a s izloženim žicama. Obično, crvenu žicu treba pričvrstiti na duži zubac (pozitiv) LED-a, a kraći na crnu žicu. Provjerite je li veza sigurna tako što ćete omotati žice oko šiljaka LED-a, a zatim ih prekriti električnom trakom. Dobro je testirati spojeve dodirivanjem baterije na nepovezane krajeve izloženih žica. Ako LED zasvijetli, možete nastaviti.
Obično se akumulatori s prekidačima izrađuju za dvije baterije, ali evo poveznice na Amazon gdje kupujete jedno kućište držača baterije na dugmastu s prekidačem za uključivanje i isključivanje. Spojite žice iz držača kućišta s crvenim i crnim izloženim žicama i pričvrstite ih trakom.
Stavite bateriju u držač i provjerite rade li spojevi i možete li zapaliti LED.
Sada zalijepite LED trakom na jednu stranu drvenog štapića i nastavite prema dolje pričvršćivanjem žica na štap. Zalijepite držač kućišta na način da prekidač bude izložen na dnu štapa. Ako imate višak žice, odrežite ih i zatim ponovno spojite. Priključke prekrijte električnom trakom i cijeli štap prekrijte smeđom trakom da sve učvrstite i da više liči na štapić. Konačno, možete crtati preko vrpce ako želite štapić učiniti još realističnijim.
Neka vaše dijete cilja pomoću štapića, pritisnite prekidač i zabavite se dok je naučilo vrijednu lekciju.
Bilješka: Prije nego što izvršite eksperimente, provjerite jeste li testirali LED diode s coin cell baterijama kako biste vidjeli rade li uopće.
Prije nego što odeš
Kao što vidite, uz vrlo malo truda možete svoje dijete oduševiti znanošću i pretvoriti temu električne energije iz dosadne i teške u zanimljivo otkriće kako svijet funkcionira. Najbolje od svega, znajući objasniti struju, većina djece će biti impresionirana vašim znanjem!
No, podučavanje djece o struji je više od toga. Poznavanje funkcioniranja struje ključna je vještina za djecu koju treba shvatiti ozbiljno. Zbog toga smo vas pokrili više paketa radnih listova kao i 7 električnih aktivnosti spremnih za korištenje koje pokrivaju vodiče, izolatore, strujne krugove, simbole električne energije, razgovor, sigurnost i još mnogo toga. A, u slučaju da trebate podučavati više osnovnih tema iz fizike prije nego što pokrijete temu električne energije, jednostavno pregledajte našu biblioteku radnih listova u našem odjeljku fizike i sigurni smo da ćete pronaći ono što tražite.
Konačno, ne zaboravite provjeriti naš blog na kojem redovito dijelimo obrazovne sadržaje za učitelje i roditelje koji se školuju kod kuće u mnogim aspektima djetetova obrazovanja.
Podijelite Sa Svojim Prijateljima:
