電気について子供たちに教える方法（活動と実験）

ほんの数日前の1月7日、科学界は ニコラ・テスラ 、電気を「発明」した科学者の1人 トーマス・エジソン 。これらの天才のおかげで、私たちの世界は想像を超えて変化し、情報化時代の出現とその後のすべての技術的進歩を可能にしました。

このため、子供たちは電気が何であるかを理解する前にさえ電気にさらされています。彼らはテレビで漫画を見たり、電気おもちゃで遊んだり、コンピューターやスマートデバイスでゲームをしたりします。日常の電気との関わりの中で、子供たちは間違いなく電気の概念の基本的な理解を深めるでしょう。たとえば、タブレットや電話、電気玩具は、再び動作する前に充電する必要があることに気付くかもしれません。または、電気ソケットに差し込まないと機能しないものがあることに気付くかもしれません。

これらの直感は素晴らしい出発点ですが、電気の科学の表面をかじっただけです。そして、子供たちは自分たちの周りの世界に非常に興味を持っているので、ホームスクーリングの親または教師として、子供たちに電気のトピックを楽しく有意義な方法で紹介する準備をする必要があります。

この記事では、電気の基本的な概念について説明し、より包括的な教育リソースを共有し、子供向けの楽しくてエキサイティングな電気実験に焦点を当てます。

電気とは？

非常に基本的なことから始めましょう。子供たちに電気とは何かを説明する方法は？

説明を子供の年齢に合わせてください。未就学児のような非常に幼い子供のために、それを非常に短くて単純にしてください。詳細を調べて特定の用語を使用する必要はありません。一方、年長の子供たちは、科学用語を日常の例やより簡単な説明と関連付け始めます。

子供の学歴を考慮して、そこから始める必要があります。子供が原子やさまざまな形のエネルギーなど、物理学の基本的な概念に精通している場合に役立ちます。

K-12の学生にとって適切な定義は、次のようになります。「電気は、電流とも呼ばれる電荷（電子と陽子）の流れから電力を得るエネルギーの1つの形式です（子供が原子の背景を持っている場合は、電荷の概念に精通しているでしょう）。」この電荷の流れは、夜間の家の電球や他のすべての電気機器を含め、コンピューターを稼働させ続けるものです。また、非常に強力な電荷（電子）の流れが空気中を流れて地球に向かって流れることがあります。これは、稲妻が当たったように見えます。

あなたが答えるべき次の質問は、「どうやって電気を作ったり見つけたりするのか？」です。ここでは、電気は実際には作ることができないため、二次的なエネルギー源であると説明できますが、石炭、天然ガス、化石燃料、太陽熱エネルギーなどの自然エネルギー源から得ます。

電気はどのように生成されますか？

電気は自然源から生成されていることを子供たちに伝えるだけでは不十分です。彼らは好奇心が強く、それがどのように発生するのかを正確に知りたいと思うでしょう。発電所で電気機械式発電機によって発電されていると言うのは子供には適していません。代わりに、再生可能または再生不可能なソースを選択し、簡単な言葉でプロセスを説明します。

再生不可能な発電源の良い例は石炭です。私たちは地球から石炭を取り、それを燃やします。石炭が燃えると、熱を放出します。次に、熱は高圧下で水を蒸気に変え、タービンと呼ばれる特別な装置を動かすことができます。タービンが回転すると摩擦が発生し、電気が発生します。

子供が学ばなければならないもう1つの違いは、電気には静電気と動的の2種類があるということです。これまでお話ししたのは、主に動的な電気または電流についてでした。しかし、これがこの2種類の電気を子供たちに説明する良い方法です。

動的電気または電流

動的電気は、上記で説明したものであり、電気の一般的な定義が指します。これは、日常生活では主に動的電気を使用しているためです。家の照明や暖房、電化製品の運転に使用する電気は動的電気であり、前の段落で説明したのと同じように機能します。ある場所から別の場所への電荷（陽子または電子）の安定した流れが特徴です。

静電気

ただし、すべての電気が流れるわけではなく、子供は何らかの方法で静電気にさらされている可能性があります。最も明白な日常の例は、帽子を脱いで髪の毛が逆立っているのを見るときです。教室や自宅の快適さで、特に誰もが帽子をかぶっている冬に、これを簡単に示すことができます。子供たちはとても面白くなります。これは、なぜそれが起こるのかを子供たちに伝えることによって、静電気の概念を説明する素晴らしい機会です。

静電気とは、材料の帯電した表面を指します。日常生活では、ほとんどの物体は中性の電荷を持っています。つまり、陽子と電子の数はバランスが取れています。ただし、摩擦やその他の相互作用により、一部のオブジェクトの表面が電子を獲得または喪失する場合があります。これにより、バランスが崩れ、周囲の他のオブジェクトを押したり引いたりし始めます。この2つの物体の引力または拒絶は静電気と呼ばれ、日常生活に非常に興味深い現象を引き起こします。

このため、子供向けの静電気に関しては、誘引実験と拒絶実験の両方を含めるようにしました。また、レッスンをより楽しく思い出深いものにするために使用できる、いくつかのクールな動的電気実験も含まれています。

電気のトピックについて話すことはまだまだたくさんあります。そのため、詳細に説明してもらいます。 カリキュラム 、 授業計画 、 と ワークシートバンドル 子供のための電気のトピックについて。さらに、学生が基本に精通している場合は、電気の分野でより詳細なトピックも提供します。ワークシートバンドル マイケルファラデー 、静電気の謎を解き、電磁誘導を発見したもう1人の優秀な科学者は、上級者や高学年の生徒向けの授業計画を立てるときに役立ちます。リンクをたどるだけで、わかりやすい防弾レッスンを作成するためのすべての教育リソースを入手できます。

子供のための6つの楽しい電気実験と活動

子供向けの電気のような複雑な科学のトピックは、面白くて思い出に残る活動や実験を紹介するときに最もよく学習されます。これらのすべての活動には、将来の科学者のために種を蒔く「すごい」瞬間が含まれています。これにより、子供たちは自分たちが制御または実行できることに興奮します。

これは、教室やホームスクーリングの設定など、さまざまな設定で非常に簡単に実装および実行できる、子供向けの電気実験です。

静電気を使った気球実験

水を曲げる

子供たちは何度も水と触れ合いました。つまり、子供たちはその特性に精通しています。いずれにせよ、蛇口を非常に低くして小さな水流を得ることから実験を開始します。次に、子供が水の流れと相互作用できるようにします。それに触れずに水の流れの形を変えることができるかどうか彼らに尋ねてください。実は、水に触れないと何もできないようです。

子供に静電気について学んだことを考えさせ、帯電した物体と水が相互作用したときに水がどのように反応するかを確認してもらいます。バルーンは、充電が非常に簡単で、教室でこの実験を試したい場合は非常に安価であるため、この実験と次の2つの実験に使用できます。

充電するには、バルーンが乾いている必要があるため、子供の手も乾いていることを確認してください。次に、ゆっくりとバルーンを水の流れに近づけて、何が起こるかを確認します。帯電した風船は水分子を引き付け、流れの形を少し曲げます。

水の流れが大きすぎると、荷電粒子が流れ全体を引き付けるのに十分な強度がなくなり、ほとんど何も起こらないことに注意してください。

2～4歳向けのアクティビティ

この実験は、くしや紙管など、簡単に充電できるものを使って行うこともできます。

コショウから「魔法のように」塩を分離する

繰り返しになりますが、この不可能な問題の解決策を見つけるように子供に挑戦することから始めます–塩とコショウを分離します。黒い紙に（子供がよく見えるように）、塩とコショウを少し注ぎ、混ぜ合わせます。コショウを塩から分離する方法があるかどうか子供に尋ねます。塩こしょうは個々に小さいので、手で分けることはできません。しかし、静電気の力で、この不可能な仕事が可能になります。

繰り返しますが、風船、プラスチックスプーン、またはより実用的なものを充電し、塩とコショウの混合物の1インチ上に持ってきます。魔法のように、子供はコショウの粒子がどのように飛び回って風船の表面に付着するかを観察します。

これは、風船が負に帯電し、コショウが正に帯電しているためです。引き寄せの法則では、反対が引き寄せられると規定されています。

風船で泡を動かす

この実験を行うには、プラスチックやガラスのテーブルなどの平らな面が必要です。

子供が泡を作ることができるように、ストローと泡立つ溶液を子供に与えます。まず、それらを一緒に観察し、それらの特性について話します。それらはどれくらい速く落下し、どのように動くか、私たちがそれらに触れるとどうなりますか？バブルの動きの方向を変えてみてください。そっと吹くと、離れたり壊れたりします。しかし、どうすれば泡を私たちに向かって動かすことができますか？静電気！

まず、平らな面にわらをそっと吹き付けて泡を作ります。このようにして、表面に半気泡が形成され、表面が濡れていると移動する可能性があります。次に、風船を充電して泡に近づけます。泡が風船に向かって動き始めます。風船が泡に近づきすぎると、泡が破裂するので注意してください。

じゃがいもで時計を動かす

ジャガイモが究極の科学博覧会プロジェクトのリソースであることは周知の事実です。これは、ジャガイモの液体が電解質として機能し、2つの電極間で電気を生成するためです。

時計を機能させるには、2つのポテト（または単に半分に切る）、2つの銅線、2つの亜鉛メッキ釘、3つのワニ口クリップワイヤーユニット（ワイヤーで相互に接続する必要があります）、および1つが必要です。低電圧クロック（通常1つまたは2つの電圧バッテリーを必要とするもの）。

まず、時計から電池を取り外し、動的電気の知識を持った電池なしでは時計が機能しない理由を子供に説明します。次に、ジャガイモが電池の代わりに機能する理由を説明し、プロセスについて説明します。

各ジャガイモの片側（または各半分）に亜鉛メッキされた釘を挿入し、次に各ジャガイモの反対側（釘から遠く）に銅線を挿入します。ワニ口クリップを使って、ジャガイモの1つに挿入されているワイヤーを、時計のバッテリー端子のプラス側に接続します。 2番目のワニ口クリップは、他のジャガイモの釘を時計の電池コンパートメントのマイナス端子に接続する必要があります。最後に、3番目のワニ口クリップは、ジャガイモの間にフリーネイルと銅線を接続する必要があります。

これをすべて行うと、時計が再び機能します。

DIY懐中電灯を作成する

ダイナミック電気の概念を子供たちに紹介するもう1つの優れた演習は、電源が落ちた場合に懐中電灯を作る方法を子供たちに教えること、または単に子供たちと一緒に持ち歩くための楽しいツールとしてです。

この実験を行うには、クラフトスティック（ジャンボ版が最適）、バインダークリップ、コイン電池、発光ダイオード（LED）1つ、アルミホイル、透明テープが必要です。

子供や生徒と一緒に、片側のスティックの端を切ることから始めます。これにより、直定規ができ、バインダークリップで端を固定できます。次に、バッテリーの一方のプロングが片側のスティックに接触し、もう一方のプロングが反対側のプロングに接触するように、バッテリーをクラフトスティックの切り取られていない端に置きます。この後、アルミホイルのストリップ（クラフトスティックの長さよりわずかに短い）を作成し、クラフトスティックの端に向かってLEDのプロングの上に完全に配置します（透明なテープで固定します）-これを繰り返します両側に。

その端のアルミホイルをバインダークリップで固定します。次に、クリップの金属端があるアルミホイルの上にバッテリーを置きます（バッテリーを押してLEDを点灯させます）。バッテリーの半分を透明なテープで覆って固定しますが、バインダークリップが触れることができるようにスペースを残しておきます。

今、それを試してみてください。バッテリーが機能する前に、バッテリーの位置を数回調整する必要がある場合があります。

ハリーポッターの魔法の杖を作成する

DIY懐中電灯のアイデアの別のバリエーションは、創造性の観点からそれを次のレベルに引き上げ、子供たちに魔法使いの杖を作成させることです。

スイッチ付きの電池パック、ワイヤー（赤と黒）、銅テープ、ワイヤーストリッパー、コイン電池、LED、ウィザードの杖とほぼ同じサイズの細い木の棒が必要です。

赤と黒のワイヤーを切断することから始めます。長さはスティックの長さより少し長くする必要があります。次に、ワイヤーストリッパーでワイヤーの端をはがします。この後、LEDのプロングを露出したワイヤに接続します。通常、赤い線はLEDの長い方のプロング（プラス）に接続し、短い方の線は黒い線に接続する必要があります。 LEDのプロングにワイヤーを巻き付けて接続が確実に行われていることを確認してから、電気テープで覆います。露出したワイヤの接続されていない端にバッテリーを接触させて、接続をテストすることをお勧めします。 LEDが点灯したら、続行できます。

通常、スイッチ付きのバッテリーパックは2つのバッテリー用に作られていますが、 こちらがAmazonへのリンクです オンとオフのスイッチが付いたシングルコイン電池ホルダーケースを購入する場所。ケースホルダーからのワイヤーを赤と黒の露出したワイヤーに接続し、テープで固定します。

バッテリーをホルダーの中に入れ、接続が機能し、LEDが点灯するかどうかを確認します。

次に、LEDを木の棒の片側にテープで固定し、ワイヤーを棒にテープで固定して下に進みます。スイッチがスティックの下部に露出するように、ケースホルダーをテープで固定します。余分なワイヤーがある場合は、それらをトリミングしてから再度接続します。接続を電気テープで覆い、スティック全体を茶色のテープで覆って、すべてを固定し、杖のように見せます。最後に、ワンドをさらにリアルにしたい場合は、テープを描画できます。

お子さんに杖で狙いを定め、スイッチを押して、貴重なレッスンを学びながら、たくさんの楽しみを持ってもらいましょう。

ノート： 実験を行う前に、コイン電池でLEDをテストして、そもそも動作するかどうかを確認してください。

あなたが去る前に

ご覧のとおり、ほんの少しの努力で、子供を科学に興奮させ、電気の話題を退屈で難しいものから、世界がどのように機能するかについての興味深い発見に変えることができます。何よりも、電気の説明方法を知ることで、ほとんどの子供たちはあなたの知識に感銘を受けるでしょう！

しかし、子供たちに電気を教えることはそれだけではありません。電気がどのように機能するかを知ることは、真剣に受け止められる必要がある子供たちにとって不可欠なスキルです。これが私たちがあなたをカバーしてもらう理由です 複数のワークシートバンドル また、導体、絶縁体、回路、電気記号、会話、安全性などをカバーする7つのすぐに使える電気活動もあります。また、電気のトピックを取り上げる前に、より基本的な物理のトピックを教える必要がある場合は、物理セクションのワークシートライブラリを参照するだけで、探しているものが見つかるはずです。

最後に、子供の教育の多くの側面で教師とホームスクーリングの保護者の両方の教育コンテンツを定期的に共有しているブログを確認することを忘れないでください。

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