Comment enseigner l'électricité aux enfants (activités et expériences)
Il y a quelques jours à peine, le 7 janvier, la communauté scientifique célébrait les 77 ans de la mort de Nikola Tesla , l'un des scientifiques qui ont « inventé » l'électricité, avec Thomas Edison . Grâce à ces génies, notre monde s'est transformé au-delà de l'imagination, permettant l'émergence de l'ère de l'information et de toutes les avancées technologiques ultérieures.
Pour cette raison, les enfants sont exposés à l'électricité avant même de pouvoir réaliser ce qu'est l'électricité. Ils regardent des dessins animés à la télévision, ils jouent avec des jouets électriques et ils jouent à des jeux sur des ordinateurs et des appareils intelligents. Dans leur interaction quotidienne avec l'électricité, les enfants acquerront sans aucun doute une compréhension de base du concept d'électricité. Par exemple, ils peuvent se rendre compte que les tablettes, les téléphones ou les jouets électriques doivent être rechargés avant de pouvoir à nouveau fonctionner. Ou, ils pourraient se rendre compte que certaines choses ne fonctionnent pas à moins qu'elles ne soient branchées sur la prise électrique.
Bien que ces intuitions soient un excellent point de départ, elles ne font qu'effleurer la surface de la science de l'électricité. Et, étant donné que les enfants sont incroyablement curieux du monde qui les entoure, en tant que parent enseignant à domicile ou enseignant, vous devez être prêt à présenter le sujet de l'électricité aux enfants de manière amusante et significative.
Dans cet article, nous discuterons de certaines notions de base de l'électricité, partagerons des ressources pédagogiques plus complètes et nous concentrerons sur des expériences d'électricité amusantes et passionnantes pour les enfants.
Qu'est-ce que l'électricité?
Commençons par les bases. Comment expliquer ce qu'est l'électricité aux enfants ?
Adaptez l'explication à l'âge de l'enfant. Pour les très jeunes enfants, comme les enfants d'âge préscolaire, faites-le très court et simple. Il n'est pas nécessaire d'entrer dans les détails et d'utiliser une terminologie spécifique. Les enfants plus âgés, quant à eux, commencent à associer la terminologie scientifique à des exemples quotidiens et à des explications plus simples.
Vous devez prendre en considération le parcours scolaire de l'enfant et partir de là. C'est utile si l'enfant est familiarisé avec les concepts de base de la physique, tels que les atomes et les différentes formes d'énergie.
Une bonne définition pour les élèves de la maternelle à la 12e année serait : « L'électricité est une forme d'énergie qui tire son énergie du flux de charges électriques (électrons et protons), également appelés courants électriques (si l'enfant a une formation en atomes, il Je connais le concept de charges électriques). Ce flux de charges électriques est ce qui fait fonctionner nos ordinateurs, y compris les ampoules de nos maisons la nuit et tous les autres appareils électriques. Aussi, un flux très puissant de charges (électrons) circule parfois dans l'air et vers la Terre, ce que nous voyons comme un éclair frappé.
La prochaine question à laquelle vous devez répondre est 'Comment produisons-nous ou trouvons-nous de l'électricité?' Ici, vous pouvez expliquer que l'électricité est une source d'énergie secondaire parce que nous ne pouvons pas vraiment la produire, mais l'obtenons à partir de sources naturelles comme le charbon, le gaz naturel, les combustibles fossiles et l'énergie solaire thermique.
Comment l'électricité est-elle produite ?
Dire aux enfants que l'électricité est produite à partir de sources naturelles ne suffit pas. Ils sont curieux et voudront savoir exactement comment cela se passe. Dire que l'électricité est produite dans une centrale électrique par des générateurs électromécaniques ne convient pas aux enfants. Choisissez plutôt une source renouvelable ou non renouvelable et expliquez en termes simples le processus.
Le charbon est un bon exemple de source non renouvelable de production d'électricité. Nous prenons le charbon de la Terre et nous le brûlons. Lorsque le charbon brûle, il dégage de la chaleur. La chaleur transforme ensuite l'eau en vapeur sous haute pression qui est capable de déplacer un dispositif spécial appelé turbine. Lorsque la turbine tourne, elle provoque des frottements qui produisent de l'électricité.
Une autre distinction que les enfants devraient apprendre est qu'il existe deux types d'électricité : l'électricité statique et l'électricité dynamique. Ce dont nous avons parlé jusqu'à présent concernait principalement l'électricité dynamique ou le courant électrique. Mais voici une bonne façon d'expliquer ces deux types d'électricité aux enfants.
Électricité dynamique ou courant électrique
L'électricité dynamique est ce dont nous avons discuté ci-dessus et ce à quoi se réfère la définition générale de l'électricité. En effet, dans la vie de tous les jours, nous utilisons majoritairement de l'électricité dynamique. L'électricité que nous utilisons pour éclairer et chauffer nos maisons ou pour faire fonctionner les appareils est de l'électricité dynamique, qui fonctionne exactement comme nous l'avons décrit dans le paragraphe précédent. Il se caractérise par un flux constant de charges électriques (protons ou électrons) d'un endroit à un autre.
Électricité statique
Cependant, toute l'électricité ne circule pas et les enfants ont très probablement été exposés à l'électricité statique d'une manière ou d'une autre. L'exemple de tous les jours le plus évident est lorsque nous tirons notre chapeau et que nous voyons nos cheveux se dresser. Vous pouvez facilement le démontrer en classe ou dans le confort de votre maison, surtout en hiver lorsque tout le monde porte des chapeaux. Les enfants seront très amusés, ce qui est une merveilleuse occasion d'expliquer le concept de l'électricité statique, en expliquant aux enfants pourquoi cela se produit.
L'électricité statique fait référence à une surface chargée d'un matériau. Dans la vie de tous les jours, la plupart des objets ont une charge neutre, ce qui signifie que leurs protons et leurs électrons sont en nombre équilibré. Cependant, parfois, la surface de certains objets, en raison de la friction ou d'une autre interaction, peut gagner ou perdre des électrons. Cela les rendra déséquilibrés et ils commenceront à pousser ou à tirer d'autres objets dans leur environnement. Cette attraction ou rejet de deux objets est appelée électricité statique et elle provoque des phénomènes très intéressants dans la vie quotidienne.
Pour cette raison, nous nous sommes assurés d'inclure à la fois des expériences d'attraction et de rejet en ce qui concerne l'électricité statique pour les enfants. Nous avons également inclus quelques expériences d'électricité dynamique que vous pouvez utiliser pour rendre votre leçon plus amusante et mémorable.
Il y a tellement plus à dire sur le sujet de l'électricité, c'est pourquoi nous vous avons couvert avec un approfondissement programme d'études , plans de cours , et ensembles de feuilles de calcul sur le thème de l'électricité pour les enfants. De plus, si vos étudiants connaissent les bases, nous proposons également des sujets plus approfondis dans le domaine de l'électricité. Notre lot de feuilles de travail sur Michael Faraday , un autre scientifique brillant qui a démystifié l'électricité statique et découvert l'induction électromagnétique, peut s'avérer utile lors de l'élaboration d'un plan de cours pour les étudiants plus avancés ou de niveau supérieur. Suivez simplement les liens pour obtenir toutes les ressources pédagogiques pour créer une leçon à l'épreuve des balles et facile à comprendre.
6 expériences et activités amusantes sur l'électricité pour les enfants
Les sujets scientifiques complexes comme l'électricité pour les enfants sont mieux appris lorsque vous présentez des activités et des expériences amusantes et mémorables. Toutes ces activités incluent un moment « wow » qui plante les graines pour les futurs scientifiques, car il rend les enfants enthousiasmés par les choses qu'ils peuvent contrôler ou faire.
Voici quelques expériences d'électricité adaptées aux enfants qui sont très faciles à mettre en œuvre et à suivre dans différents contextes - une salle de classe ou un environnement d'enseignement à domicile.
Les expériences de ballon avec l'électricité statique
Courber l'eau
Les enfants ont interagi avec l'eau d'innombrables fois, ce qui signifie qu'ils connaissent ses propriétés. Dans tous les cas, commencez l'expérience en tournant votre robinet très bas pour obtenir un petit jet d'eau. Ensuite, laissez l'enfant interagir avec le flux d'eau. Demandez-leur s'il est possible de changer la forme du débit d'eau sans le toucher ? En fait, nous ne pouvons rien faire à l'eau sans la toucher, c'est du moins ce qu'il semble.
Invitez l'enfant à réfléchir aux choses qu'il a apprises sur l'électricité statique et essayez de voir comment l'eau réagit lorsqu'elle interagit avec un objet chargé. Vous pouvez utiliser un ballon pour cette expérience et les deux suivantes, car ils sont très faciles à charger et également très peu coûteux si vous souhaitez essayer cette expérience en classe.
Pour être chargé, le ballon doit être sec, alors assurez-vous que les mains de l'enfant sont également sèches. Ensuite, lentement, rapprochez le ballon du flux d'eau et voyez ce qui se passe. Le ballon chargé attirera les molécules d'eau, ce qui courbera un peu la forme de l'écoulement.
Attention, si le débit d'eau est trop important, les particules chargées ne seront pas assez fortes pour attirer tout le débit et il ne se passera probablement rien.
Vous pouvez également faire cette expérience avec un peigne, un tuyau en papier ou tout autre objet que vous pouvez facilement charger.
l'importance de 555
Séparer « par magie » le sel du poivre
Encore une fois, commencez par mettre votre enfant au défi de trouver une solution à ce problème impossible – séparer le sel et le poivre. Sur une feuille de papier noir (pour que votre enfant puisse mieux voir), versez un peu de sel et de poivre et mélangez-les. Demandez à votre enfant s'il existe un moyen de séparer le poivre du sel. Étant donné que les morceaux individuels de sel et de poivre sont si petits, il est impossible de les séparer à la main. Cependant, avec la puissance de l'électricité statique, cette tâche impossible devient possible.
Encore une fois, chargez un ballon, une cuillère en plastique ou tout autre objet que vous trouvez plus pratique et placez-le à un pouce au-dessus du mélange de sel et de poivre. Comme par magie, votre enfant observera comment les particules de poivre sautent et se collent à la surface du ballon.
C'est parce que le ballon est chargé négativement et le poivre est chargé positivement, et nous savons que la loi d'attraction stipule que les contraires s'attirent.
Déplacer des bulles avec un ballon
Pour faire cette expérience, vous aurez besoin d'une surface plane, comme une table en plastique ou en verre.
Donnez à votre enfant une paille et une solution bouillonnante pour qu'il puisse faire des bulles. Tout d'abord, observez-les ensemble et parlez de leurs propriétés. À quelle vitesse tombent-ils, comment ils se déplacent, que se passe-t-il si nous les touchons ? Essayez de changer la direction dans laquelle une bulle se déplace. Si nous soufflons doucement, ils s'éloigneront ou se briseront. Mais comment faire avancer les bulles vers nous ? Électricité statique!
Tout d'abord, faites une bulle en soufflant doucement avec la paille sur la surface plane. De cette façon, une demi-bulle se formera à la surface et elle pourra se déplacer si la surface est humide. Ensuite, chargez un ballon et rapprochez-le de la bulle. La bulle commencera à se déplacer vers le ballon. Faites juste attention, si le ballon s'approche trop près de la bulle, la bulle éclatera.
Faire fonctionner une horloge avec une pomme de terre
Ce n'est un secret pour personne que les pommes de terre sont la ressource ultime pour les projets d'expo-sciences. En effet, le liquide contenu dans la pomme de terre agit comme un électrolyte et génère de l'électricité entre deux électrodes.
Pour faire fonctionner une horloge, vous aurez besoin de deux pommes de terre (ou simplement d'en couper une en deux), de deux fils de cuivre, de deux clous galvanisés, de trois unités de fil en pince crocodile (elles doivent être reliées les unes aux autres avec le fil), et une horloge basse tension (celles qui nécessitent généralement 1 ou 2 piles de tension).
Tout d'abord, retirez les piles de l'horloge et expliquez à l'enfant pourquoi une horloge ne fonctionne pas sans les piles avec les connaissances de l'électricité dynamique. Ensuite, expliquez pourquoi les pommes de terre peuvent remplacer les piles et discutez du processus.
Insérez les clous galvanisés dans un côté de chaque pomme de terre (ou dans chaque moitié) puis insérez un fil de cuivre de l'autre côté de chaque pomme de terre (loin du clou). Avec la pince crocodile, connectez le fil qui est inséré dans l'une des pommes de terre avec le côté positif de la borne de la batterie dans l'horloge. La deuxième pince crocodile doit connecter le clou de l'autre pomme de terre à la borne négative du compartiment à piles de l'horloge. Enfin, la troisième pince crocodile doit relier le clou libre et le fil de cuivre entre les pommes de terre.
Après avoir fait tout cela, votre horloge fonctionnera à nouveau.
Créer des lampes de poche DIY
Un autre excellent exercice pour initier les enfants au concept de l'électricité dynamique consiste à leur apprendre à fabriquer une lampe de poche en cas de panne de courant ou simplement comme un outil amusant à transporter avec eux.
Pour faire cette expérience, vous aurez besoin d'un bâtonnet (l'édition jumbo est la meilleure), d'un clip de reliure, d'une pile bouton, d'une diode électroluminescente (DEL), d'une feuille d'aluminium et d'un ruban transparent.
Avec votre enfant ou vos élèves, commencez par couper l'extrémité du bâton d'un côté afin d'avoir un bord droit et de pouvoir fixer l'extrémité avec le clip de reliure. Ensuite, placez la batterie sur l'extrémité non coupée du bâtonnet de manière à ce qu'une broche de la batterie touche le bâton d'un côté et l'autre broche de l'autre côté. Après cela, créez une bande de papier d'aluminium (légèrement plus courte que la longueur du bâtonnet) et placez-la complètement sur la broche de la LED (fixez-la avec le ruban transparent), vers l'extrémité du bâtonnet - répétez cette opération sur les deux côtés.
signe du 9 mars
Fixez la feuille d'aluminium à cette extrémité avec le clip de reliure. Ensuite, placez la batterie sur la feuille d'aluminium, là où se trouvent les extrémités métalliques du clip (avec elles, vous allez appuyer sur la batterie pour allumer la LED). Couvrez la moitié de la batterie avec du ruban adhésif transparent pour pouvoir la fixer, mais laissez toujours de l'espace pour que le clip de reliure puisse la toucher.
Maintenant, essayez-le. Vous devrez peut-être ajuster la position de la batterie plusieurs fois avant qu'elle ne fonctionne.
Créer une baguette magique Harry Potter
Une autre variante de l'idée de la lampe de poche DIY est de la faire passer au niveau supérieur en termes de créativité et de laisser les enfants créer des baguettes magiques.
Vous aurez besoin d'une batterie avec interrupteur, d'un fil (rouge et noir), de ruban de cuivre, de pinces à dénuder, d'une pile bouton, d'une LED et d'un mince bâton en bois de la même taille qu'une baguette magique.
Commencez par couper les fils rouge et noir. La longueur doit être juste un peu plus longue que la longueur du bâton. Ensuite, dénudez les extrémités des fils avec les pinces à dénuder. Après cela, connectez les broches de la LED avec les fils exposés. Habituellement, le fil rouge doit être attaché à la broche la plus longue (positive) de la LED et la plus courte au fil noir. Assurez-vous que la connexion est sécurisée en enroulant les fils autour des broches de la LED, puis couvrez-les avec du ruban isolant. C'est une bonne idée de tester les connexions en touchant la batterie aux extrémités non connectées des fils exposés. Si la LED s'allume, vous pouvez continuer.
Habituellement, les blocs-batteries avec interrupteurs sont conçus pour deux batteries, mais voici un lien vers Amazon où vous achetez un boîtier de support de pile bouton unique avec un interrupteur marche/arrêt. Connectez les fils du support de boîtier avec les fils exposés rouge et noir et fixez-les avec du ruban adhésif.
Placez la batterie à l'intérieur du support et vérifiez si les connexions fonctionnent et vous pouvez allumer la LED.
Maintenant, scotchez la LED sur un côté du bâton en bois et continuez en collant les fils sur le bâton. Collez le support de boîtier de manière à ce que l'interrupteur soit exposé au bas du bâton. Si vous avez un excès de fil, coupez-les puis reconnectez-les. Couvrez les connexions avec du ruban isolant et couvrez tout le bâton avec du ruban adhésif marron pour tout fixer et le faire ressembler davantage à une baguette. Enfin, vous pouvez dessiner sur la bande si vous voulez rendre la baguette encore plus réaliste.
Laissez votre enfant viser avec la baguette, appuyez sur l'interrupteur et amusez-vous tout en ayant appris une leçon précieuse.
Noter: Avant de faire les expériences, assurez-vous de tester les LED avec les piles boutons pour voir si elles fonctionnent en premier lieu.
Avant que tu partes
Comme vous pouvez le voir, avec très peu d'efforts, vous pouvez enthousiasmer votre enfant pour la science et transformer le sujet de l'électricité d'ennuyeux et difficile en une découverte intéressante de la façon dont le monde fonctionne. Mieux encore, en sachant expliquer l'électricité, la plupart des enfants seront impressionnés par vos connaissances !
Mais, enseigner l'électricité aux enfants est plus que cela. Savoir comment fonctionne l'électricité est une compétence essentielle pour les enfants qui doit être prise au sérieux. C'est pourquoi nous vous proposons plusieurs ensembles de feuilles de calcul ainsi que 7 activités d'électricité prêtes à l'emploi qui couvrent les conducteurs, les isolants, les circuits, les symboles électriques, la conversation, la sécurité et bien plus encore. Et, au cas où vous auriez besoin d'enseigner des sujets de physique de base avant d'aborder le sujet de l'électricité, parcourez simplement notre bibliothèque de feuilles de travail dans notre section de physique et nous sommes sûrs que vous trouverez ce que vous cherchez.
Enfin, n'oubliez pas de consulter notre blog où nous partageons régulièrement du contenu éducatif pour les enseignants et les parents enseignant à domicile dans de nombreux aspects de l'éducation d'un enfant.
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