Tieteessä käytämme usein malleja selittääksemme asioita, joita on joskus vaikea ymmärtää. Lähes kaikki oppilaat ovat kohdanneet sähköä elämässään koulun ulkopuolella ja ovat jo alkaneet rakentaa omia (usein vääriä) ajatuksiaan kaiken käytöstä. Jotkut opiskelijat eivät ymmärrä, että tarvitset kaksi johtoa lampun kytkemiseksi yksinkertaisiin piireihinsä, koska he ovat tottuneet näkemään vain yhden johdon, joka yhdistää lampun pistorasiaan. Mallien käyttäminen voi olla hieno tapa ratkaista nämä haasteet ja väärinkäsitykset, koska niiden avulla opiskelijat voivat kuvitella, mitä johtimien sisällä tapahtuu.
Tässä toiminnassa opiskelijat luovat piirimallin osoittaakseen ymmärtävänsä sähkön toimivuudesta. Esimerkki johtimen elektronien virtauksesta on, että elektronit ovat kuin joki alas virtaava vesi. Opiskelija osaa kuvitella joet paljon helpommin kuin abstrakti idea elektronivirtauksesta. Opiskelijat voivat antaa mielikuvituksensa mennä villiin luomalla omat sähkömallinsa!
Pyydä oppilaita vertaamaan mallejaan todellisiin piireihin joko kuvakäsikirjan kuvausruuduissa tai luokkakeskusteluina. Pyydä oppilaita kuvaamaan malleja virran, jännitteen ja vastuksen kuvaamiseen.
(Nämä ohjeet ovat täysin muokattavissa. Kun olet napsauttanut "Kopioi toiminta", päivitä ohjeet tehtävän Muokkaa-välilehdellä.)
Tieteessä käytämme usein malleja selittääksemme asioita, joita on joskus vaikea ymmärtää. Tässä toiminnassa aiot käyttää mielikuvitustasi luodaksesi oman mallisi, joka kuvaa yksityiskohtaisesti kuinka sähköpiirit toimivat.
Kerää yksinkertaisia tarvikkeita kuten paristoja, pieniä lamppuja, johtoja ja paperiliittimiä. Tunnettujen esineiden käyttö auttaa oppilaita yhdistämään tieteen todelliseen elämään ja tekee toiminnasta saavutettavan kaikille.
Näytä, kuinka yhdistää paristot, lamppu ja johdot virtapiirin viimeistelyksi. Näytä, että sähkö virtaa vain, kun silmukka on suljettu, mikä auttaa oppilaita näkemään syy-seuraussuhteet käytännössä.
Salli oppilaiden lisätä tai poistaa johtoja, lamppuja tai paristoja ja havainnoi, mitä tapahtuu. Tämä käytännön tutkimus auttaa heitä löytämään virtapiirin osien vaikutukset itsenäisesti.
Pyydä oppilaita selittämään, mitä tapahtui omilla sanoillaan ja malleillaan. Yhdistämällä aktiviteetin heidän malleihinsa syventää ymmärrystä ja selventää väärinkäsityksiä.
Elektrinen piirimalli on yksinkertaistettu tapa, jonka avulla oppilaat ymmärtävät, miten sähkö virtaa vertaamalla sitä johonkin tutumpaan, kuten veteen, joka virtaa putkien läpi. Mallien käyttö auttaa selittämään käsitteitä kuten virta, jännite ja vastus visuaalisesti ja kiinnostavasti.
Opettaaksesi sähköpiirejä lapsille, voit pyytää heitä luomaan malleja, jotka vertaavat piirejä arkipäivän asioihin, kuten jokiin tai teihin. Pyydä oppilaita merkitsemään, mitkä osat edustavat johtoja, lamppua ja akkua, ja kannusta heitä kuvailemaan, miten sähkö liikkuu käyttämällä analogiaa.
Useat oppilaat kamppailevat sähköpiirien kanssa, koska heillä on väärinkäsityksiä todellisista kokemuksistaan, kuten näkemällä vain yhden johdon lampussa. Mallit auttavat heitä visualisoimaan, miten sähkö virtaa ja miksi piireissä tarvitaan kaksi johtoa.
Yleisiä väärinkäsityksiä ovat ajatus, että vain yksi johto riittää lampun sytyttämiseen tai että sähkö loppuu, kun se kulkee piirin läpi. Tarkkojen mallien ja luokkakeskustelujen käyttö auttaa korjaamaan näitä väärinkäsityksiä.
Suositeltu analogia elektronien virtauksesta on vertaaminen sitä veteen, joka virtaa joessa. Tämä auttaa oppilaita kuvittelemaan, miten elektronit liikkuvat johtojen läpi, mikä tekee käsitteestä vähemmän abstraktin ja helpomman ymmärtää.