كيفية تعليم الأطفال عن الكهرباء (الأنشطة والتجارب)

قبل أيام قليلة فقط ، في السابع من يناير ، احتفل المجتمع العلمي بمرور 77 عامًا على وفاة نيكولا تيسلا ، وهو أحد العلماء الذين 'اخترع' الكهرباء ، إلى جانب توماس أديسون . بفضل هؤلاء العباقرة ، تحول عالمنا إلى ما هو أبعد من الخيال ، مما أتاح ظهور عصر المعلومات وجميع التطورات التكنولوجية اللاحقة.

لهذا السبب ، يتعرض الأطفال للكهرباء حتى قبل أن يدركوا ماهية الكهرباء. يشاهدون الرسوم المتحركة على شاشات التلفزيون ويلعبون بالألعاب الكهربائية ويلعبون الألعاب على أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الذكية. في تفاعلهم اليومي مع الكهرباء ، سيكتسب الأطفال بلا شك بعض الفهم الأساسي لمفهوم الكهرباء. على سبيل المثال ، قد يدركون أن الأجهزة اللوحية أو الهواتف أو الألعاب الكهربائية بحاجة إلى الشحن قبل أن يتمكنوا من العمل مرة أخرى. أو قد يدركون أن بعض الأشياء لا تعمل إلا إذا تم توصيلها بمقبس الكهرباء.



في حين أن هذه البديهيات هي نقطة انطلاق رائعة ، فهي مجرد خدش سطح علم الكهرباء. وبما أن الأطفال فضوليون بشكل لا يصدق حول العالم من حولهم ، بصفتك والدًا أو مدرسًا في المنزل ، يجب أن تكون مستعدًا لتقديم موضوع الكهرباء للأطفال بطريقة ممتعة وذات مغزى.



في هذه المقالة ، سنناقش بعض المفاهيم الأساسية للكهرباء ، ونشارك المزيد من الموارد التعليمية الشاملة ، ونركز على تجارب الكهرباء الممتعة والمثيرة للأطفال.

ما هي الكهرباء؟

لنبدأ من الأساسيات. كيف نفسر ما هي الكهرباء للأطفال؟

تكييف الشرح مع عمر الطفل. بالنسبة للأطفال الصغار جدًا ، مثل الأطفال في سن ما قبل المدرسة ، اجعلها قصيرة جدًا وبسيطة. ليست هناك حاجة للخوض في التفاصيل واستخدام مصطلحات محددة. من ناحية أخرى ، يبدأ الأطفال الأكبر سنًا في ربط المصطلحات العلمية بأمثلة يومية وتفسيرات أكثر بساطة.

عليك أن تأخذ في الاعتبار الخلفية التعليمية للطفل والبدء من هناك. من المفيد أن يكون الطفل على دراية بالمفاهيم الأساسية في الفيزياء ، مثل الذرات وأشكال الطاقة المختلفة.

سيكون التعريف الجيد لطلاب رياض الأطفال حتى الصف الثاني عشر هو: 'الكهرباء هي أحد أشكال الطاقة التي تحصل على قوتها من تدفق الشحنات الكهربائية (الإلكترونات والبروتونات) ، وتسمى أيضًا التيارات الكهربائية (إذا كان لدى الطفل خلفية في الذرات ، فإنهم' سيكون على دراية بمفهوم الشحنات الكهربائية). ' هذا التدفق من الشحنات الكهربائية هو ما يجعل أجهزة الكمبيوتر الخاصة بنا تعمل ، بما في ذلك المصابيح الكهربائية في منازلنا في الليل وكل جهاز كهربائي آخر. أيضًا ، يتدفق تدفق قوي جدًا من الشحنات (الإلكترونات) أحيانًا عبر الهواء باتجاه الأرض ، وهو ما نراه على شكل صاعقة صاعقة.

السؤال التالي الذي يجب أن تجيب عليه هو 'كيف نصنع أو نجد الكهرباء؟' هنا ، يمكنك توضيح أن الكهرباء هي مصدر ثانوي للطاقة لأننا لا نستطيع حقًا صنعها ، ولكن نحصل عليها من مصادر طبيعية مثل الفحم والغاز الطبيعي والوقود الأحفوري والطاقة الحرارية الشمسية.

كيف يتم توليد الكهرباء؟

لا يكفي إخبار الأطفال بأن الكهرباء يتم توليدها من مصادر طبيعية. لديهم فضول وسيرغبون في معرفة كيف يحدث ذلك بالضبط. إن القول بأن الكهرباء يتم توليدها في محطة توليد الكهرباء بواسطة مولدات كهروميكانيكية غير مناسبة للأطفال. بدلاً من ذلك ، اختر مصدرًا متجددًا أو غير متجدد وبعبارات بسيطة اشرح العملية.

يعتبر الفحم من الأمثلة الجيدة على المصادر غير المتجددة لتوليد الكهرباء. نأخذ الفحم من الأرض ونحرقه. عندما يحترق الفحم يطلق الحرارة. ثم تحول الحرارة الماء إلى بخار تحت ضغط عالٍ قادر على تحريك جهاز خاص يسمى التوربين. عندما تدور التوربين ، فإنها تسبب احتكاكًا ينتج عنه كهرباء.

هناك تمييز آخر يجب أن يتعلمه الأطفال وهو أن هناك نوعين من الكهرباء - الكهرباء الساكنة والديناميكية. ما تحدثنا عنه حتى الآن كان بشكل أساسي حول الكهرباء الديناميكية أو التيار الكهربائي. ولكن ، إليك طريقة جيدة لشرح هذين النوعين من الكهرباء للأطفال.

الكهرباء الديناميكية أو التيار الكهربائي

الكهرباء الديناميكية هي ما ناقشناه أعلاه وما يشير إليه التعريف العام للكهرباء. هذا لأننا ، في الحياة اليومية ، نستخدم في الغالب الكهرباء الديناميكية. الكهرباء التي نستخدمها لإضاءة منازلنا وتدفئتها أو لتشغيل الأجهزة هي كهرباء ديناميكية تعمل تمامًا كما وصفنا في الفقرة السابقة. تتميز بتدفق ثابت للشحنات الكهربائية (بروتونات أو إلكترونات) من مكان إلى آخر.

كهرباء ساكنة

ومع ذلك ، لا تتدفق جميع الكهرباء ، ومن المرجح أن الأطفال قد تعرضوا للكهرباء الساكنة بطريقة ما. المثال الأكثر وضوحًا ، اليومي هو عندما ننزع قبعتنا ونرى شعرنا يقف على نهايته. يمكنك إظهار ذلك بسهولة في الفصل الدراسي أو في راحة منزلك ، خاصة في فصل الشتاء عندما يرتدي الجميع القبعات. سيكون الأطفال مستمتعين للغاية ، وهي فرصة رائعة لشرح مفهوم الكهرباء الساكنة ، من خلال إخبار الأطفال سبب حدوث ذلك.

تشير الكهرباء الساكنة إلى سطح مشحون من مادة. في الحياة اليومية ، تمتلك معظم الأجسام شحنة متعادلة ، مما يعني أن البروتونات والإلكترونات متوازنة من حيث العدد. ومع ذلك ، في بعض الأحيان ، قد يكتسب سطح بعض الأشياء ، بسبب الاحتكاك أو تفاعل آخر ، إلكترونات أو يفقدها. هذا سيجعلهم غير متوازنين وسيبدأون في دفع أو سحب الأشياء الأخرى في محيطهم. يسمى هذا الانجذاب أو الرفض لكائنين بالكهرباء الساكنة ويسبب بعض الظواهر المثيرة للاهتمام في الحياة اليومية.

لهذا السبب ، حرصنا على تضمين تجارب الانجذاب والرفض عندما يتعلق الأمر بالكهرباء الساكنة للأطفال. لقد قمنا أيضًا بتضمين بعض تجارب الكهرباء الديناميكية الرائعة التي يمكنك استخدامها لجعل الدرس أكثر متعة ولا يُنسى.

هناك الكثير لنتحدث عنه حول موضوع الكهرباء ، ولهذا السبب قمنا بتغطيتك بعمق منهاج دراسي و خطط الدروس ، و حزم ورقة العمل حول موضوع الكهرباء للأطفال. علاوة على ذلك ، إذا كان طلابك على دراية بالأساسيات ، فإننا نقدم أيضًا المزيد من الموضوعات المتعمقة في مجال الكهرباء. حزمة ورقة العمل لدينا على مايكل فارادي ، وهو عالم لامع آخر قام بإزالة الغموض عن الكهرباء الساكنة واكتشف الحث الكهرومغناطيسي ، يمكن أن يكون مفيدًا عند بناء خطة درس للطلاب الأكثر تقدمًا أو طلاب الصف العلوي. ما عليك سوى اتباع الروابط للحصول على جميع الموارد التعليمية لإنشاء درس مضاد للرصاص يسهل فهمه.

6 تجارب وأنشطة كهربائية ممتعة للأطفال

من الأفضل تعلم الموضوعات العلمية المعقدة مثل الكهرباء للأطفال عند تقديم أنشطة وتجارب مسلية لا تنسى. تتضمن كل هذه الأنشطة لحظة 'نجاح باهر' تزرع البذور لعلماء المستقبل لأنها تجعل الأطفال متحمسين للأشياء التي يمكنهم التحكم فيها أو القيام بها.

فيما يلي بعض تجارب الكهرباء الملائمة للأطفال والتي يسهل تنفيذها ومتابعتها في إعدادات مختلفة - فصل دراسي أو إعداد تعليم منزلي.

تجارب البالون مع الكهرباء الساكنة

بيند الماء

تفاعل الأطفال مع الماء مرات لا تحصى ، مما يعني أنهم على دراية بخصائصه. على أي حال ، ابدأ التجربة عن طريق تشغيل الصنبور على مستوى منخفض جدًا للحصول على تيار صغير من الماء. ثم اسمح للطفل بالتفاعل مع تدفق المياه. اسألهم عما إذا كان من الممكن تغيير شكل تدفق المياه دون لمسه؟ في الواقع ، لا يمكننا فعل أي شيء للمياه دون لمسها ، أو هكذا يبدو.

حث الطفل على التفكير في الأشياء التي تعلموها عن الكهرباء الساكنة ومحاولة رؤية كيف سيتفاعل الماء عندما يتفاعل مع جسم مشحون. يمكنك استخدام بالون لإجراء هذه التجربة والتجربتين التاليتين نظرًا لأنه من السهل جدًا تحصيل رسومها كما أنها غير مكلفة للغاية إذا كنت ترغب في تجربة هذه التجربة في الفصل الدراسي.

يجب أن يكون البالون جافًا لشحنه ، لذا تأكد من جفاف يدي الطفل أيضًا. ثم ، ببطء ، قرب البالون من تدفق الماء وشاهد ما يحدث. سوف يجذب البالون المشحون جزيئات الماء ، مما يؤدي إلى ثني شكل التدفق قليلاً.

كن حذرًا ، إذا كان تدفق المياه كبيرًا جدًا ، فلن تكون الجسيمات المشحونة قوية بما يكفي لجذب التدفق بالكامل وعلى الأرجح لن يحدث شيء.

يمكنك أيضًا إجراء هذه التجربة باستخدام مشط أو أنبوب ورقي أو أي شيء آخر يمكنك شحنه بسهولة.

ملح منفصل 'بطريقة سحرية' عن الفلفل

مرة أخرى ، ابدأ بتحدي طفلك لإيجاد حل لهذه المشكلة المستحيلة - فصل الملح والفلفل. على قطعة ورق سوداء (حتى يتمكن طفلك من الرؤية بشكل أفضل) ، اسكب القليل من الملح والفلفل واخلطهما معًا. اسأل طفلك عما إذا كانت هناك طريقة لفصل الفلفل عن الملح. نظرًا لأن قطع الملح والفلفل صغيرة جدًا ، فمن المستحيل فصلها يدويًا. ومع ذلك ، مع قوة الكهرباء الساكنة ، تصبح هذه المهمة المستحيلة ممكنة.

مرة أخرى ، اشحن بالونًا أو ملعقة بلاستيكية أو أي شيء آخر تجده عمليًا ، واجعله على ارتفاع 2.5 سم فوق خليط الملح والفلفل. تمامًا مثل السحر ، سوف يلاحظ طفلك كيف تقفز جزيئات الفلفل حولها وتلتصق بسطح البالون.

هذا لأن البالون مشحون سلبًا والفلفل مشحون بشكل إيجابي ، ونحن نعلم أن قانون الجذب ينص على أن الأضداد تتجاذب.

تحريك الفقاعات باستخدام بالون

لإجراء هذه التجربة ، ستحتاج إلى سطح مستوٍ ، مثل طاولة بلاستيكية أو زجاجية.

أعط طفلك قشة وبعض محلول الفقاعات حتى يتمكن من تكوين فقاعات. أولاً ، راقبهم معًا وتحدث عن ممتلكاتهم. ما مدى سرعة سقوطهم ، وكيف يتحركون ، وماذا يحدث إذا لمسناهم؟ حاول تغيير اتجاه حركة الفقاعة. إذا نفخنا بلطف ، فسوف يبتعدون أو ينكسرون. لكن كيف يمكننا جعل الفقاعات تتحرك نحونا؟ كهرباء ساكنة!

أولاً ، اصنع فقاعة عن طريق النفخ برفق بالقشة على السطح المستوي. بهذه الطريقة تتكون نصف فقاعة على السطح ويمكن أن تتحرك إذا كان السطح مبللاً. ثم اشحن بالونًا واجعله قريبًا من الفقاعة. ستبدأ الفقاعة في التحرك نحو البالون. فقط كن حذرًا ، إذا اقترب البالون جدًا من الفقاعة ، فسوف تنفجر الفقاعة.

اصنع ساعة تعمل بالبطاطس

ليس سراً أن البطاطس هي المورد النهائي لمشروع science fair. وذلك لأن السائل الموجود في البطاطس يعمل كإلكتروليت ويولد الكهرباء بين قطبين.

لجعل الساعة تعمل ، ستحتاج إلى قطعتين من البطاطس (أو ببساطة تقطيع واحدة إلى نصفين) ، وسلكين نحاسيين ، واثنين من المسامير المجلفنة ، وثلاث وحدات سلك مشبك التمساح (يجب توصيلها ببعضها البعض بواسطة السلك) ، وواحدة ساعة الجهد المنخفض (تلك التي تتطلب عادة بطارية جهد واحد أو بطاريتين).

أولاً ، أخرج البطاريات من الساعة ، واشرح للطفل لماذا لا تعمل الساعة بدون البطاريات مع المعرفة من الكهرباء الديناميكية. ثم اشرح لماذا يمكن أن تعمل البطاطس كبديل للبطاريات ، وناقش هذه العملية.

أدخل المسامير المجلفنة في جانب واحد من كل بطاطس (أو في كل نصف) ثم أدخل سلكًا نحاسيًا على الجانب الآخر من كل بطاطس (بعيدًا عن الظفر). باستخدام مشبك التمساح ، قم بتوصيل السلك الذي تم إدخاله في إحدى البطاطس بالجانب الإيجابي من طرف البطارية في الساعة. يجب أن يربط مقطع التمساح الثاني المسمار من البطاطس الأخرى بالطرف السالب لحجرة بطارية الساعة. أخيرًا ، يجب أن يوصل مشبك التمساح الثالث المسمار الحر والسلك النحاسي بين البطاطس.

بعد أن تفعل كل هذا ، ستعمل ساعتك مرة أخرى.

إنشاء مصابيح يدوية

من التمارين الرائعة الأخرى لتعريف الأطفال بمفهوم الكهرباء الديناميكية من خلال تعليمهم كيفية صنع مصباح يدوي في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو ببساطة كأداة ممتعة لتحملها معهم.

لإجراء هذه التجربة ، ستحتاج إلى عصا حرفية (الإصدار الجامبو هو الأفضل) ، ومشبك رابط ، وبطارية خلوية للعملة المعدنية ، وصمام ثنائي باعث للضوء (LED) ، ورقائق ألمنيوم ، وشريط شفاف.

مع طفلك أو الطلاب ، ابدأ بقص نهاية العصا من جانب واحد ، بحيث يكون لديك حافة مستقيمة ويمكنك تأمين النهاية بمشبك الرابط. بعد ذلك ، ضع البطارية على الطرف غير المصقول من العصا اليدوية بحيث يلامس أحد أطراف البطارية العصا من جانب والشق الآخر على الجانب الآخر. بعد ذلك ، قم بإنشاء شريط من رقائق الألومنيوم (أقصر بقليل من طول العصا اليدوية) وضعه تمامًا فوق طرف LED (قم بتثبيته بشريط شفاف) ، باتجاه نهاية العصا اليدوية - كرر هذا على كلا الجانبين.

قم بتأمين رقائق الألومنيوم في تلك النهاية بمشبك الرابط. بعد ذلك ، ضع البطارية فوق رقائق الألومنيوم ، حيث توجد الأطراف المعدنية للمقطع (ستضغط معهم على البطارية لإضاءة مصباح LED). قم بتغطية نصف البطارية بشريط لاصق شفاف حتى تتمكن من تثبيته ، مع ترك مساحة حتى يتمكن مشبك الرابط من لمسها.

الآن ، جربها. قد تحتاج إلى ضبط موضع البطارية عدة مرات قبل أن تعمل.

اصنع عصا هاري بوتر السحرية

هناك اختلاف آخر في فكرة مصباح يدوي DIY وهو الانتقال إلى المستوى التالي من حيث الإبداع والسماح للأطفال بإنشاء عصا سحرية.

ستحتاج إلى حزمة بطارية بها مفتاح وسلك (أحمر وأسود) وشريط نحاسي ومزيلات أسلاك وبطارية خلوية تعمل بالعملة المعدنية ومصباح LED وعصا خشبية رفيعة بنفس حجم عصا المعالج.

ابدأ بقطع الأسلاك الحمراء والسوداء. يجب أن يكون الطول أكبر بقليل من طول العصا. بعد ذلك ، قم بفك أطراف الأسلاك باستخدام أدوات إزالة الأسلاك. بعد ذلك ، قم بتوصيل شوكات LED بالأسلاك المكشوفة. عادة ، يجب توصيل السلك الأحمر بالشق الأطول (الموجب) لمؤشر LED والأقصر بالسلك الأسود. تأكد من أن الاتصال آمن عن طريق لف الأسلاك حول شوكات LED ثم تغطيتها بالشريط الكهربائي. من الجيد اختبار التوصيلات من خلال ملامسة البطارية للأطراف غير الموصلة للأسلاك المكشوفة. إذا أضاء مصباح LED ، يمكنك المتابعة.

عادة ، يتم تصنيع حزم البطاريات ذات المفاتيح لبطاريتين ، ولكن هنا رابط إلى أمازون حيث تشتري علبة حامل بطارية خلية عملة واحدة مع مفتاح تشغيل وإيقاف. قم بتوصيل الأسلاك من حامل العلبة بالأسلاك المكشوفة باللونين الأحمر والأسود وتثبيتها بشريط لاصق.

ضع البطارية داخل الحامل وتحقق مما إذا كانت التوصيلات تعمل ويمكنك إضاءة مؤشر LED.

الآن ، قم بربط مؤشر LED على جانب واحد من العصا الخشبية واستمر لأسفل عن طريق ربط الأسلاك بالعصا. الصق حامل العلبة بطريقة تعرض المفتاح في الجزء السفلي من العصا. إذا كان لديك سلك زائد ، فقم بقصه ثم قم بتوصيله مرة أخرى. قم بتغطية الوصلات بشريط كهربائي وقم بتغطية العصا بالكامل بشريط بني لتأمين كل شيء وجعله يبدو وكأنه عصا. أخيرًا ، يمكنك الرسم على الشريط إذا كنت تريد جعل العصا أكثر واقعية.

دع طفلك يستهدف بالعصا ، واضغط على المفتاح ، واستمتع بالكثير من المرح أثناء تعلمه درسًا قيمًا.

ملحوظة: قبل إجراء التجارب ، تأكد من اختبار مصابيح LED باستخدام بطاريات الخلايا المعدنية لمعرفة ما إذا كانت تعمل في المقام الأول.

قبل ان ترحل

كما ترون ، مع القليل من الجهد يمكنك جعل طفلك متحمسًا للعلم وتحويل موضوع الكهرباء من ممل وصعب إلى اكتشاف مثير للاهتمام لكيفية عمل العالم. والأفضل من ذلك كله ، من خلال معرفة كيفية شرح الكهرباء ، سوف ينبهر معظم الأطفال بمعرفتك!

لكن تعليم الكهرباء للأطفال هو أكثر من ذلك. تعد معرفة كيفية عمل الكهرباء مهارة أساسية للأطفال يجب أخذها على محمل الجد. هذا هو السبب في أننا قمنا بتغطيتك مع حزم أوراق عمل متعددة بالإضافة إلى 7 أنشطة كهربائية جاهزة للاستخدام تغطي الموصلات والعوازل والدوائر ورموز الكهرباء والمحادثة والسلامة وغير ذلك الكثير. وفي حالة احتياجك إلى تدريس المزيد من موضوعات الفيزياء الأساسية قبل تغطية موضوع الكهرباء ، ما عليك سوى تصفح مكتبة أوراق العمل الخاصة بنا في قسم الفيزياء لدينا ونحن على يقين من أنك ستجد ما تبحث عنه.

أخيرًا ، لا تنس مراجعة مدونتنا حيث نشارك بانتظام المحتوى التعليمي لكل من المعلمين وأولياء الأمور الذين يقومون بالتعليم المنزلي في العديد من جوانب تعليم الطفل.