لعبة تعليمية
متوسط
مختبر المولد الكهربائي
اللعبة محاكاة علمية للفئة 13–15 سنة. يبدأ الطالب بتوليد التيار بيده عن طريق تحريك مغناطيس داخل ملف نحاسي. بعدها تُستبدل يده بمصادر طاقة حقيقية: شلال ورياح وبخار. في النهاية يستنتج أن معظم محطات الكهرباء ليست إلا طرقاً مختلفة لتدوير المولّد نفسه.
ابدأ الآن
(0)
10 مرة لعب
50 مشاهدة
أي اتجاه
عن هذا النشاط
أهداف التعلّم
- يُتوقع من الطالب بعد إنهاء اللعبة أن:
- يفسّر تولّد التيار الكهربائي في ملف عند تحريك مغناطيس بالقرب منه أو داخله.
- يستنتج أن الحركة النسبية بين المغناطيس والملف شرط لتولّد التيار، وأن وجود المغناطيس ساكناً داخل الملف لا يولّد تياراً.
- يحدّد العوامل الثلاثة التي تزيد شدة التيار المتولّد: عدد لفات الملف، وقوة المغناطيس، وسرعة الحركة.
- يربط بين اتجاه حركة المغناطيس واتجاه التيار، ويفسّر بذلك نشأة التيار المتردد.
- يصف تركيب المولّد الكهربائي (مغناطيس دوّار وملفات ثابتة) ويربطه بتجربة المغناطيس والملف.
- يصنّف مصادر الطاقة إلى:
- مصادر تدير توربيناً ومولّداً: حرارية، ومائية، ورياح، ونووية.
- مصادر لا تحتاج إلى مولّد: الخلايا الشمسية والبطاريات.
- يستنتج أن الشلال والرياح والبخار ليست إلا طرقاً مختلفة لتدوير المولّد نفسه.
- الأهداف المهارية
- يضبط متغيراً واحداً مع تثبيت الباقي ليختبر أثره على النتيجة (منهجية ضبط المتغيرات).
- يقرأ مؤشر الجلفانوميتر ويفسّر انحرافه يميناً ويساراً.
- يقرأ رسماً بيانياً للتيار مع الزمن، ويميّز التيار المتردد من شكل المنحنى.
- يعوّض نقص متغير بزيادة متغير آخر للوصول إلى هدف محدد (تحدي «نصف السرعة»).
- يقارن كمياً بين المصادر من حيث كمية المورد اللازمة لإنتاج القدرة نفسها.
- يوظّف العلاقات الرياضية، في وضع المعادلات:
- قانون فاراداي: ε = −N · ΔΦ/Δt
- الجهد الأقصى للمولّد: ε_max = N · B · A · ω
- قدرة الماء: P = η · ρ · g · h · Q
- قدرة الرياح: P = ½ · ρ · A · v³ · Cp
- يلاحظ أن قدرة الرياح تتناسب مع مكعب السرعة، فزيادة صغيرة في سرعة الريح تعطي قدرة أكبر بكثير.
- الأهداف الوجدانية
- يقدّر أهمية الاستخدام الرشيد للموارد عبر تحدي «أقل مورد ممكن».
- يُبدي فضولاً علمياً ورغبة في التجريب، إذ لا توجد في المختبر إجابة خاطئة بل نتائج.
- يربط العلم بالحياة اليومية بإدراك مصدر الكهرباء التي تضيء بيته.
- ربط الأهداف بمراحل اللعبة