Magnetisme is een natuurwetenschappelijk inhoudsgebied dat doorgaans wordt behandeld tijdens de lagere klassen, met name de kleuterschool tot en met de vierde klas. Sommige onderwerpen waarover studenten leren, zijn onder meer de basiseigenschappen van magneten, soorten materialen die worden aangetrokken door magneten, magnetische velden en elektromagneten. Wetenschapsprojecten en experimenten in de klas bieden studenten praktische mogelijkheden om magnetische eigenschappen en gedrag te observeren en te onderzoeken.
Inleiding tot magneten
Studenten kunnen het concept van magnetisme in de kleuterschool of het eerste leerjaar voor het eerst beginnen te verkennen wanneer ze leren over duwen en trekken. Studenten leren dat magneten sommige metalen voorwerpen aantrekken en passen dit concept toe in eenvoudige, praktische activiteiten. Leerlingen gebruiken staafmagneten om metalen paperclips over een stuk papier te trekken en observeren dat de magneet de paperclips kan trekken zonder ze aan te raken.
Eigenschappen van magneten
De leerlingen bouwen voort op wat ze al hebben geleerd of waargenomen over magneten door verschillende objecten van verschillende materialen te testen om erachter te komen of een magneet ze aantrekt. De leerlingen testen metalen en niet-metalen voorwerpen zoals haarspelden, metalen knopen, kleurpotloden, houten blokken en papieren bekers. De leerlingen classificeren de objecten om te laten zien welke de magneet aantrekt en noteren hun waarnemingen op een kaart. Studenten kunnen ook twee magneten gebruiken om te observeren hoe tegenovergestelde polen van magneten elkaar aantrekken en soortgelijke polen afstoten en vervolgens een operationele definitie van magneten vormen op basis van hun waarneembare eigenschappen.
Magnetische velden
Elke magneet is omgeven door een magnetisch veld. Het magnetische veld is het sterkst rond de polen en strekt zich uit rond de magneet in magnetische veldlijnen. Studenten kunnen een magnetisch veldkijker bouwen en ijzervijlsel gebruiken om de magnetische veldlijnen te zien die door een magneet worden gegenereerd. Naar maak een magnetisch veld kijker, studenten doen een kleine hoeveelheid ijzervijlsel in een plastic doos en bedekken de doos met een doorzichtig stuk plastic dat met tape aan de doos is vastgemaakt. Als de leerlingen een magneet op het deksel van de doos plaatsen, trekt het magnetische veld van de magneet het ijzervijlsel aan, dat zich op de magnetische veldlijnen uitlijnt. Studenten kunnen deze test uitvoeren met magneten van verschillende vormen en sterktes en de resultaten vergelijken.
Elektromagneten
Terwijl studenten hun studie van magneten voortzetten, leren ze over de relatie tussen magnetisme en elektriciteit. Elektriciteit die door een draad stroomt, wekt een magnetisch veld op. De magnetische kracht wordt versterkt door de draad om een stuk ijzer of staal te wikkelen. Oudere leerlingen kunnen hun eigen elektromagneten bouwen met behulp van een metalen bout, geïsoleerde draad en D-celbatterij. Nadat de draad om de bout is gewikkeld, bevestigen de leerlingen de blootliggende uiteinden van de draad aan de batterij en bevestigen deze met isolatietape. Leerlingen kunnen experimenteren met hun elektromagneet door deze aan en uit te zetten en uit te zoeken hoeveel papier clips die het aantrekt en de sterkte van zijn magnetische veld vergroten door het aantal spoelen te vergroten.