Στοιχειώδη επιστημονικά πειράματα για μαγνήτες

Η επιστημονική εκπαίδευση για τα παιδιά πρέπει να επικεντρωθεί στην επίτευξη ικανοτήτων σε βασικά μαθήματα όπως η γη, η χημεία και η φυσική. Η Μασαχουσέτη κατέλαβε την 1η θέση για την επιστημονική εκπαίδευση στις Η.Π.Α. από την ηλεκτρονική δημοσίευση "Live Science". Το να δοθεί στους μαθητές η ευκαιρία να πειραματιστούν με τους δικούς τους δημιουργικούς τρόπους είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη επιστημονικών μυαλά. Οι μαθητές του δημοτικού σχολείου μπορούν να πειραματιστούν ενεργά με μαγνήτες και όχι να ακούσουν παθητικά μια διάλεξη σχετικά με τις ιδιότητές τους.

Σύμφωνα με τις απαιτήσεις της «Γης και της Διαστημικής Επιστήμης» της Μασαχουσέτης, ή το ESS, οι μαθητές πρέπει να εισαχθούν στα ορυκτά και στα παραδείγματα των ιδιοτήτων τους. Για παράδειγμα, να τους παρατηρήσουν τις μαγνητικές ιδιότητες του μαγνητίτη και του αιματίτη, που είναι μεταλλεύματα μεταλλεύματος σιδήρου. Για ένα πείραμα, αποκτήστε μερικά σίδηρο και έναν μαγνήτη αγελάδας. Το μαγνητικό πεδίο μπορεί να απεικονιστεί όταν τα σιδερένια ρινίσματα ψεκάζονται γύρω από τον μαγνήτη αγελάδας. Μπορείτε να κάνετε ολόκληρο το πείραμα σε ένα δοχείο μελιού, σιροπιού ή άλλου ιξώδους υλικού. Αυτό θα σας δώσει μια ωραία τρισδιάστατη εικόνα του μαγνητικού πεδίου, διότι τα σιδερένια στρώματα θα επιπλέουν στο διάστημα.

Αφήστε τους μαθητές σας να πειραματιστούν με μαγνητικούς δακτυλίους σε ένα μολύβι για να τους βοηθήσουν να αναγνωρίσουν ότι έχουν οι μαγνήτες πόλους που απωθούν και προσελκύουν ο ένας τον άλλον, όπως συνιστάται στα Κρατικά Πρότυπα Χημείας της Μασαχουσέτης και Η φυσικη. Οι μαγνήτες δαχτυλιδιών είναι συνηθισμένοι, φθηνοί και περίπου στο μέγεθος μιας σωσίβιας διάταξης. Μπορούν εύκολα να στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο για να επιδείξουν αρχές έλξης και απωθήσεως. Εξηγήστε ότι όταν οι δακτύλιοι ευθυγραμμίζονται με αντίθετους πόλους σε επαφή, θα έλκονται μεταξύ τους. Αντίθετα, όταν οι ίδιοι πόλοι έρχονται σε επαφή, οι μαγνήτες θα απωθούν μεταξύ τους. Αυτές είναι θεμελιώδεις ιδιότητες των μαγνητών. Τα "αντίθετα" προσελκύουν και "αρέσουν" απωθούν. Αναπτύξτε αυτήν τη δραστηριότητα δοκιμάζοντας αντικείμενα στο δωμάτιο για να προσδιορίσετε ποια υλικά είναι μαγνητικά. Για παράδειγμα, τα κλιπ χαρτιού είναι καλά για πειραματισμό. πρώτα ο μαγνήτης θα προσελκύσει το συνδετήρα, αλλά αφού μείνει σε επαφή μεταξύ τους για λίγα λεπτά, το κλιπ θα αποκτήσει τη δική του μαγνητική έλξη, η οποία μπορεί να αποδειχθεί με άλλα συνδετήρες χωρίς τον αρχικό μαγνήτη παρόν.

Το πρότυπο μάθησης της Μασαχουσέτης στην «ηλεκτρική ενέργεια» για τους βαθμούς 3-5 συνιστά στους εκπαιδευτικούς να εξηγήσουν πώς μπορούν να γίνουν οι ηλεκτρομαγνήτες και να δώσουν παραδείγματα για το πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Χρησιμοποιώντας μια μπαταρία 9 volt, ένα μονωμένο καλώδιο και ένα μεγάλο καρφί ή βιδωτό οδηγό, ένας ηλεκτρομαγνήτης μπορεί να κατασκευαστεί από τους μαθητές. Αυτό το πείραμα διδάσκει επίσης στους μαθητές σχετικά με τις ιδιότητες των ηλεκτρικών αγωγών και των μονωτών, που τυχαίνει να είναι ένα άλλο πρότυπο μάθησης για αυτό το επίπεδο ηλικίας. Εξηγήστε στους μαθητές ότι το καλώδιο είναι πολύ αγώγιμο, ενώ το μονωτικό υλικό στο οποίο είναι τυλιγμένο δεν έχει ηλεκτρική ενέργεια.

Για τα επιστημονικά κεκλιμένα, τα πειράματα στον ηλεκτρομαγνητισμό θα εισήγαγαν τους μαθητές στην πιο πρακτική εφαρμογή του. Εξηγήστε στους μαθητές ότι αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται συνήθως στην τεχνολογία παραγωγής ήχου. τα μικρόφωνα, για παράδειγμα, μετατρέπουν τα ηχητικά κύματα σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω της κίνησης ενός μαγνήτη μέσω ενός κουλουριασμένου καλωδίου. Επιπλέον, το ηχείο αναπαράγει τα ηχητικά κύματα καθώς το ηλεκτρικό σήμα μετατρέπεται σε κύματα πίεσης αέρα από έναν άλλο μαγνήτη στο σύστημα ηχείων. Αφήστε τους μαθητές να χρησιμοποιήσουν το σύστημα μικροφώνου / ηχείου αφού εξηγήσετε πώς λειτουργεί και ενθαρρύνετε ερωτήσεις.