Jak dzieci budują obwód zamknięty?

BADANIE
WŁĄCZNIK W OBWODZIE ZAMKNIĘTYM (część 1)

Temat: PARADOKS WŁĄCZNIKA W KONSTRUOWANYCH PRZEZ DZIECI PROSTYCH OBWODACH ZAMKNIĘTYCH

Grupa dzieci 5-letnich, podczas zajeć o elektryczności, odkryła zupełnie inne (niewłaściwe?) zastosowanie włącznika.

Sytuacja. Dzieci uczestniczyły w dwóch zajęciach, na których w grupach budowały prosty obwód zamknięty. Pierwsze zajęcia dotyczyły obwodu zamkniętego typu „-bateria-żarówka-włącznik-„, drugie: „-bateria-brzęczyk-włącznik-„. W obu przypadkach schemat zajęć był taki sam. Grupa otrzymywała baterię i żarówkę (na drugich zajęciach brzęczyk) i łączyła przedmioty tak by uruchomić żarówkę (brzęczyk). W następnie grupy otrzymywały kolejno drucik z zaciskiem (krokodylkiem), oraz drucik z dwoma zaciskami i kabelek z włącznikiem.

W trakcie takich zajęć jedna grupa zbudowała nietypowy obwód. W dodatku powtórzyła go tydzień później z brzęczykiem.

Rysunek poniżej przedstawia (a schemat wyjaśnia) jak ten obwód narysował jeden z chłopców z tej grupy.

Otóż (co ciekawe) w zbudowanym powyżej obwodzie przy wyłączeniu żarówka zaczyna świecić, natomiast przy włączonym – przestaje świecić.

Odwrotnie jest w przypadku typowego obwodu, w którym wszelkie włączniki zapalają żarówką (szerzej opisane tutaj).

W „typowym” obwodzie prąd z baterii, jeśli włącznik jest naciśnięty (włączony), przechodzi do żarówki i zapala ją. Układ zbudowany przez dzieci stanowi, tak naprawdę, dwa obwody zamknięte. Jeden obejmuje żarówkę-baterię, drugi włącznik-baterię przy czym oba źródło mają w jednej baterii. Bateria ma ograniczoną moc, która w dodatku musi rozchodzić się na oba obwody. W momencie gdy przycisk jest wyłączony prąd przestaje płynąć przez jeden obwód i bateria jest w stanie zasilić żarówkę. Gdy włącznik jest włączony moc z baterii jest rozdzielana na: (1) żarówkę oraz (2) nagrzanie się obwodu w włączniku (zjawisko to można opisać do nagrzania się dwóch drucików (szerzej opisane tutaj)).

Podsumowanie i wnioski.

Co zrobić z nietypową konstrukcją?Pewne jest, że nie należy traktować przedstawionej wyżej konstrukcji jako „niewłaściwe”. Jej powstanie wynika z braku wiedzy dzieci o oznaczaniach włącznika. W Polsce rzadko używane są określenia narodowe (WŁ./WYŁ. – od „WŁ.” – włącznik, „WYŁ.” – wyłącznik), często oznaczenia odnoszą się do: I/0 gdzie „I” oznacza włączony, a „0” – wyłączony, lub z języka angielskiego „ON” – włączony, „OFF” – wyłączony. Powyższe sprowadza się do obowiązku wyjaśnienia dzieciom szkolnym, co oznaczają symbole na włącznikach i poprawiać gdy zbudują wyżej opisany obwód (w założeniu włącznik jest źle stosowany). Dlaczego nie wyprowadzamy z błędu dzieci przedszkolne. Z punktu widzenia zadania – wprowadź włącznik tak aby żarówka (brzęczyk) zadziałała – dzieci wypełniły zadanie. W moim rozumieniu

Jakie wnioski wynikają z myślenia „wszystko do baterii”?Podczas organizowanych zajęć dzieci doszły do założenia, że wszystko co Pan/Pani przyniesie (w kontekście konstruowania obwodu zamkniętego) należy podłączać bezpośrednio do baterii. Przyczyna tego rozumowania tkwi w metodzie prób i błędów – naturalnej metodzie rozwiązania nieznanych problemów. Stanowi ona naturalny efekt procesu uczenia się i świadczy o niezrozumieniu wszystkich aspektów przepływu prądu, szczególnie: „kable przenoszą prąd”.

Share this: