כללי

אלקטרוניקה לילדים – איך ללמד ילדים על עולם החשמל והאלקטרוניקה

העולם סביבנו כבר מזמן הפך לעולם אלקטרוני ודיגיטלי ואנחנו רוצים שילדינו ירכשו מיומניות בתחומים אלו.  
החיבור למחשב הינו פשוט יחסית דרך עולם משחקי המחשב, הסמארטפונים והטאבלטים, אולם האתגר האמיתי שלנו הינו לגרום לילדים ללמוד ולהבין את מה שמסתתר “מתחת למכסה המנוע” של מכשירים אלו… 

עולמות החשמל והאלקטרוניקה הינם רחבים ומרתקים וכוללים בתוכם עקרונות מדעיים רבים ומגוונים.  אחת הדרכים היעילות להכניס ילדים לעולמות אלו הינה באמצעות משחק, רצוי כזה שישלב בתוכו גם אלמנטים ויזואליים ותנועה מוחשית מסוג כל שהוא. 
ילדים הרי אוהבים לראות דברים “חיים” מושגים שהם יכולים לתפוס באמצעות החושים. עולם החשמל והאלקטרוניקה מושתת דווקא על חוקים ותנועות בלתי נראים לעין המתרחשים “מאחורי הקלעים” דווקא ומביאים לבסוף לתוצאה כלשהיא. כשנרצה לגרות את דמיון הילדים עדיף שנעשה זאת עם ערכות לימוד/משחק שמייצרות תוצאה מוחשית כזאת. 

גולת הכותרת של ומדד להצלחה בתחום עבורנו ההורים יהיו לראות ילדינו מתחילים ליצור ולבנות בעצמם בצורה חופשית ובעזרת הדמיון. לצורך כך הם יוכלו לעשות שימוש בערכות בנייה “למייקרים” כגון ארדואינו, רסברי פיי או מיקרו ביט למשל.  אלו הן ערכות מבוססות בקר או מעבר המדמות מחשב זעיר ניתן לתכנות ובעל אמצעי קלט/פלט נגישים ויעילים. נרחיב על אלו לקראת סוף המאמר. 

מאיזה גיל כדאי / אפשר ללמד ילדים על חשמל ואלקטרוניקה?

אין גיל אחד המתאים לכל הילדים כולם, אך לרוב ילדים יהיו בשלים לכך סביב גיל 6. בגיל זה הם כבר יודעים לקרוא ויש להם כבר סקרנות מורחבת והבנה מעמיקה יותר של תהליכים, יחד עם כושר ריכוז גבוה יותר.
ברור שזה אינו כלל ברזל ויש ילדים שיתחילו לגלות עניין בכך בגיל מוקדם יותר ויוכלו אף לתפוס עקרונות בסיסיים ולעבוד איתם כשאחרים עדיין לא יהיו מוכנים לזה ונרצה להמתין איתם אולי עוד שנה או יותר…. 

אז ממה כדאי להתחיל?

יש ערכות משחק או לימוד רבות ומגוונות וכל אחת מהן מנסה לגרות את דמיון הילד בדרכים שונות. כמובן גם שכל ילד הינו שונה ועל “כפתורים” אחרים עליהם נרצה ללחוץ. אנחנו נתמקד בכאלו שלגביהן יש לנו היכרות וניסיון מוכח על ילדינו שלנו ושהן מהוות “כניסה” לעולם החשמל והאלקטרוניקה.  בהמשך נפרסם גם מאמר על ערכות מתקדמות יותר כגון ארדואינו, מיקרוביט ורסברי פיי אשר מהוות ערכות בנייה למתקדמים ומשלבות גם תכנות. 

אז נתחיל עם מערכת לימוד חשמל בסיסית. כזאת שדרכה ילד יכול להבין שיש מושג מוחשי שנקרא זרם חשמלי, ושגם אם הוא לא יכול לראותו (ועדיף גם של ירגיש אותו…) הוא יכול ממש לגרום לדברים לקרות!  נראה לו איך חיבור של מקור אנרגיה יכול להדליק בה אור בנורה או לסובב מנוע או להשמיע צליל וכן הלאה. 
דרך ערכות כאלו נוכל להמחיש לילד את מושג החשמל עצמו ואת יחסי הגומלין בין מרכיבים שונים ותפקידיהם. 
ראשית נלמד אותו את חוקי ומושגי החשמל הבסיסיים, מתח, זרם, פלוס/מינוס סגירת מעגל חשמלי ועוד. אל חשש, גם אלו מבינכם שמושגים אלו זרים להם או מוכרים להם רק ברמת מושג, יסתדרו יופי עם ערכות אלקטרוניקה לילדים ואולי אף גם ילמדו משהו בעצמם תוך כדי משחק. 
ערכות החשמל לילדים בנויות כך שאין צורך בידע מקדים, הן מובילות אותנו בצעדים פשוטים ובטוחים ומסבירות היטב כל צעד ופעולה כך שתוך כדי גם נלמד ונבין מה אנו עושים. 

ערכות לימוד ומשחק אלקטרוניקה וחשמל לדוגמא:
נפרט על כמה ערכות פופולריות שאנו מכירים ומוכרים אצלנו ואנו חושבים שיכולות להיות ערכות כניסה” מצד אחד וגם ערכות לכאלו שכבר מבינים דבר או שניים בתחום

נתחיל עם ערכה בסיסית ופשוטה יחסית בה נידרש לבנות מעגל חשמלי פתוח בצורת מבוך עליו אנו נתבקש לעבור בזהירות מבלי לגעת. אם ניגע בתיל המרכיב את המבוך, נסגור את המעגל החשמלי ומשהו יקרה:

מבוך חשמלי ערכה מדעית לילדים מסדרת Kidz Lab של 4M

ערכה בסיסית נוספת המלמדת את עקרונות הבסיס בחשמל הינה ערכה לבנייה של מעגל חשמלי המוזן באמצעות דינמו (מחולל מתח באמצעות תנועה) ומפעיל פלופלור:

דינמו חשמלי! צעצוע בהרכבה עצמית חינוכי ומדליק

במידה ואנחנו כבר מרגישים מוכנים למעבר לערכות מורכבות יותר, נוכל למשל להנות לשחק בערכת חשמל לילדים המכילה בתוכה 18 ניסויים שונים שנוכל לבצע עם הוראות מפורטות:

חשמל במעגל – ערכה מדעית לילדים – 18 ניסויים מדעיים בהנדסת חשמל ואלקטרוניקה מסדרת פיזיקל

בסדרה זו יש ערכות מתקדמות יותר אותן תוכלו לראות בקישורים הבאים:

 חשמל במעגל – ערכת חשמל לילדים – 54 ניסויים מדעיים בהנדסת חשמל ואלקטרוניקה לילדים מסדרת פיזיקל

אתגרים חשמליים – ערכה מדעית לילדים – 125 ניסויים מדעיים בהנדסת חשמל ואלקטרוניקה מסדרת פיזיקל

שלב הבא, נרד קצת יותר לעומק ונתחיל להתנסות גם באלקטרוניקה.
מעגלים אלקטרונים הינם מורכבים ומעודנים יותר ונועדו לבניית פונקציות מורכבות יותר.
גם כאן יש מבחר של ערכות לימוד ברמות ידע שונות ואנו נתרכז במאמר זה רק באלו שקל לילדים והורים ללא ידע מקדים עשיר להנות מהן וללמוד תוך כדי משחק איתן.   
בדוגמאות הבאות נביא ערכות לימוד אלקטרוניקה לילדים המשלבות מערכי ניסוי מוגדרים כתובים מראש אשר ידריכו אתכם צעד צעד. הערכות מכילות את כל אשר תצטרכו לצורך בניית הניסויים והן נבנו במיוחד לילדים ומהנות למשחק:

מוזיקה אלקטרונית – ערכת לימוד מעשית מסדרת פיזיקל בנושא הנדסת חשמל ואלקטרוניקה עם 38 ניסויים שונים

במעגלי האלקטרוניקה – ערכה מדעית לילדים – 100 ניסויים מדעיים בהנדסת חשמל ואלקטרוניקה מסדרת פיזיקל

עד כאן להפעם, במאמרים הבאים נפרט יותר על ערכות נוספות ללימוד חשמל ואלקטרוניקה למתחילים וגם על ערכות למתקדמים הכוללות מלבד עקרונות חשמל ואלקטרוניקה גם יסודות של תכנות ותכנון מעגלים ועובדה עם בקרים מתוכנתים כגון Arduino, Raspberry Pi  ו- MicroBit

חזור לרשימה