الأدوات
- ورقة تعليمات تحدي «طاقة الفواكه والخضراوات» لكل مجموعة
- ورقة تسجيل تحدي «طاقة الفواكه والخضراوات» لكل مجموعة
- 6 قطع أو 6 حبات صغيرة من الفواكه أو الخضراوات (تفاحة وبرتقالة وليمونة وبطاطا وبصلة وكوسا)
- 4 مسامير مجلفنة
- 4 قطع قصيرة من سلك النحاس
- 8 أسلاك توصيل بمشابك تمساح
- مصباح ليد صغير أو جرس صغير أو ساعة رقمية (2 فولت أو أقل)
- جهاز قياس كهربائي متعدد (اختياري)
- مناديل ورقية
- نظارات حماية وقفازات تُستخدم مرة واحدة (اختياري)
- قلم حبر أو رصاص
الخطوات
قبل أن تبدؤوا
- استخدموا قائمة فحص السلامة لتساعدكم على التخطيط للنشاط وتقييم مخاطره. واطّلعوا على إرشاداتنا التي تساعدكم على إجراء تقييم المخاطر، مع أمثلة.
- تأكدوا أن كل الأعضاء الصغار والكبار المشاركين في النشاط يعرفون كيف يشاركون بأمان.
- تأكدوا أن لديكم عدداً كافياً من الكبار المساعدين. وقد تحتاجون إلى مساعدة بعض الأهل ومقدمي الرعاية.
التخطيط للنشاط وتجهيزه
- قم بإعداد 6 محطات نشاط لكل فاكهة وخضروات تحتوي على الموارد وورقة التعليمات.
- ورقة تسجيل التجارب لكل فريق.
حقائق عن البطاريات
- البطاريات تستخدم لتخزين الطاقة الكيميائية. وضع بطارية في دائرة يسمح لهذه الطاقة الكيميائية بتوليد الكهرباء التي يمكن أن تغذي الأجهزة مثل الهواتف المحمولة، وأجهزة التحكم عن بعد للتلفزيون، وحتى السيارات.
- بشكل عام، البطاريات تخزن كميات صغيرة من الطاقة. المزيد والمزيد من الأجهزة المحمولة مثل الأجهزة اللوحية، والهواتف، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة تستخدم بطاريات قابلة للشحن.
- البطاريات شكل غير متجدد من الطاقة ولكن عندما تخزن البطاريات القابلة لإعادة الشحن الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة، يمكنها المساعدة في تقليل استخدامنا للوقود الأحفوري والحد من إنتاج ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة. (المصدر: موقع تعليمي)
ما هي البطارية؟
- عادةً ما تتكون البطارية من خلايا. الخلية هي ما يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية.
- الخلية البسيطة تحتوي على معدنين مختلفين (أقطاب) مفصولين بسائل أو معجون يسمى كهرل. عندما يتم توصيل المعادن بأسلاك، يتم إكمال الدائرة الكهربائية.
- يعد أحد المعادن أكثر تفاعلاً من الآخر. تتدفق الإلكترونات السالبة من المعدن الأكثر تفاعلاً عبر الأسلاك إلى المعدن الأقل تفاعلاً. في الرسم البياني أعلاه، تتدفق الإلكترونات من المغنيسيوم إلى النحاس. تتدفق الأيونات الموجبة من النحاس عبر الكهرل إلى المغنيسيوم.
- ستستمر الكهرباء في التدفق حتى لا يتبقى أي مغنيسيوم للتفاعل. (المصدر: موقع تعليمي)
كيف تعمل البطاريات؟
- البطاريات مخازن للطاقة الكيميائية. عندما يتم استخدامها في الأجهزة الكهربائية المحمولة مثل هاتفك، فإنها تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية.
- عندما تتوقف البطارية عن العمل، يكون ذلك بسبب استهلاك المواد الكيميائية الموجودة بداخلها. بعض البطاريات قابلة لإعادة الشحن وعندما يتم شحنها، يتم نقل الطاقة الكهربائية (من المصدر الرئيسي) مرة أخرى إلى الطاقة الكيميائية (في البطارية) لاستخدامها مرة أخرى. (المصدر: موقع تعليمي)
تنفيذ النشاط
- اجمعوا الجميع حولكم وأخبروهم أنهم سيصنعون اليوم بطارية بسيطة من الفواكه ويستخدمونها لإضاءة مصباح.
- قسّموا الجميع إلى فرق من 3-4 أفراد.
- أعطوا كل فريق محطة نشاط لتبدأ بها. سيكون لديهم 20 دقيقة في كل محطة ثم ينتقلون إلى المحطة التالية.
- أظهروا للجميع كيفية إنشاء الدائرة عن طريق إظهار الخطوة 5-16 لهم.
- لفوا كل فاكهة أو خضروات بلطف على الطاولة لطرائها قليلاً.
- اصنعوا ثقبين صغيرين عن بعد 2–3 سم باستخدام مفك صغير.
- استخدموا ورق زجاجي لتنظيف الأظافر عن طريق فرك ورق الزجاج على الأظافر. سيساعد ذلك في تحسين التوصيل الكهربائي.
- ادفعوا مسماراً من الزنك في أحد الثقوب ومسماراً من النحاس في الثقب الآخر. تأكدوا أن المعادن لا تلامس بعضها داخل الفاكهة.
- كرروا ذلك مع جميع الفواكه والخضروات في محطتكم. كل فاكهة هي خلية بطارية واحدة.
- اتصلوا سلك النحاس من فاكهة/خضروات واحدة بـمسمار الزنك من الفاكهة/الخضروات التالية. استمروا حتى يتم ربط جميع الفواكه/الخضروات في سلسلة.
- اتصلوا نهاية سلسلة الفواكه بمصباح LED أو جهاز إنذار.
- هل يضيء أو يصدر صوتًا؟
- إذا كان لديكم مقياس متعدد، فاتصلوه بالدائرة كما هو موضح في ورقة التعليمات ودوّنوا جهد سلسلة الفاكهة/الخضروات.
- إذا لم يكن لديكم مقياس متعدد، فاكتب ما ترونه (مصباح) أو تسمعونه (جهاز إنذار).
- استخدموا أحد الخيارات التالية: ساطع جداً أو عالي الصوت، ساطع أو عالي الصوت، خافت أو منخفض الصوت
- 16. اكتبوا في ورقة التسجيل وأكملوها بالنسبة لكل الفواكه والخضروات من جميع المحطات.
- 17. ما هي الفاكهة أو الخضروات الأفضل أو الأسوأ؟
التأمل والنقاش
اكتشفنا اليوم أن حتى الأشياء اليومية مثل الفواكه يمكنها إنتاج الكهرباء! من خلال مزج الزنك والنحاس في الليمون أو البطاطس، قمنا بإنشاء تفاعل كيميائي صغير تولّد منه الطاقة. ساعدنا العمل الجماعي على اختبار فواكه مختلفة وتعلم كيف أن ربطها معًا زاد من الجهد الكهربائي. كان من المثير رؤية مصباح LED يضيء وفهم كيف يمكن للعلوم تحويل المواد البسيطة إلى طاقة. ناقشنا أيضًا كيفية عمل البطاريات الحقيقية ولماذا الطاقة المتجددة والاستدامة مهمتان لمستقبلنا. أظهر هذا النشاط لنا أن العلوم يمكن أن تكون ممتعة ومبدعة وعملية!
الإلكترونيات
أزيلوا أي معدات تعملون عليها من مصدر الطاقة قبل البدء. لا تفترضوا أن الدائرة الكهربائية مغلقة - اختبروها بمقياس الفولت (ثم اختبروها مرة أخرى للتأكد). لا تقوموا بتوصيل الطاقة بدائرة ما إلا بعد الانتهاء من العمل عليها والتحقق من عملكم. تأكدوا من عدم تحميل الدائرة أكثر من طاقتها، وأعيدوا أي أغطية أزلتموها.
تأكدوا من أن جميع المعدات الإلكترونية موصولة بشكل صحيح. استخدموا الأدوات الإلكترونية المناسبة، واستبدلوا دائماً المعدات التالفة (على سبيل المثال، استبدلوا الكابلات بدلاً من إصلاحها بشريط عازل). احتفظوا دائماً بمعدات السلامة بما في ذلك طفاية الحريق، وحقيبة الإسعافات الأولية، والهاتف المحمول بالقرب منكم.
الأجهزة الكهربائية
تفقدوا الأسلاك بحثاً عن أي تلف قبل كل استخدام. يجب أن يشرف شخص بالغ مسؤول على الأشخاص الذين يستخدمون المعدات، ويجب أن يتبع الأشخاص التعليمات الخاصة بكيفية استخدامها بشكل صحيح وآمن. يجب صيانتها وتخزينها بشكل صحيح. كن حذراً بشكل خاص من الأسلاك المتدلية والماء عند استخدام معدات كهربائية.
العلوم
أشرفوا على الأعضاء الصغار، ولا تنفذوا أنشطة علمية إلا إذا كانت موصى بها ومناسبة لعمر المرحلة التي تديرونها. اختبروا الأنشطة أولاً، للتأكد من ثقتكم بقدرتكم على قيادة هذه الأنشطة بأمان. ارتدوا ملابس واقية عند الضرورة.
الأدوات الحادة
علّموا الأعضاء الصغار كيفية استخدام الأدوات الحادة بأمان. راقبوهم بشكل مناسب طوال الوقت. احفظوا جميع الأدوات الحادة في مكان آمن، بعيداً عن متناول الأعضاء الصغار.
طعام
تذكروا التحقق من الحساسية، مشاكل الأكل، الصيام أو المتطلبات الغذائية وتعديل الوصفة حسب الحاجة. تأكدوا من وجود مناطق مناسبة لتخزين وإعداد الطعام وتجنبوا التلوث المتبادل بين الأطعمة المختلفة. راجعوا إرشاداتنا حول سلامة ونظافة الطعام.