Spintronics gebruiken om basis elektronica te onderwijzen

Snel antwoord

Begin met Spintronics Akte Een Laat leerlingen de eerste puzzels met de hand bouwen voordat je ook maar één elektronische term noemt. De mechanische circuits laten hen spanning voelen als spanning en stroom zien als beweging, zodat de woordenschat op iets echts landt. Voeg het tweede bedrijf toe wanneer ze de puzzels voor beginners en gevorderden afronden, en houd een reserve-puzzelboek bij de hand zodat een verloren pagina nooit een les stopt.

Spintronics is een spel van de makers van Turing Tumble waar spelers mechanische schakelingen bouwen om puzzels op te lossen. Dat mechanische formaat is precies waarom het werkt voor onderwijs: in plaats van te lezen over spanning, draaien leerlingen aan een ketting, voelen ze weerstand en zien ze stroom door een circuit bewegen dat ze zelf hebben samengesteld. De concepten komen aan als iets wat ze hebben gedaan, niet als iets wat ze hebben onthouden.

Deze gids leidt je door een lessequence die je in één sessie of verspreid over een week kunt uitvoeren. Elke stap bevat de fout die de les het vaakst laat ontsporen en een controlepunt om te bevestigen dat het idee daadwerkelijk is overgekomen voordat je verdergaat.

Bereid je voor voordat je lesgeeft

Sorteer de onderdelen in bakjes of ondiepe bakken voordat de leerlingen arriveren. Spintronics-puzzels bestaan uit kleine onderdelen en het zoeken naar een enkel stuk midden in de bouw verbreekt snel de concentratie. Als je meer dan één leerling lesgeeft, beslis dan of elke persoon zijn eigen circuit bouwt of dat paren om de beurt draaien en de puzzel lezen.

Lees de eerste paar puzzels zelf en los ze een keer op. Je hoeft geen elektronica-expert te zijn, maar je moet wel weten waar de ketting de neiging heeft te slippen en welke verbindingen gemakkelijk om te keren zijn. Vijf minuten voorbereiding bespaart veel gepruts tijdens de les.

• Houd het puzzelboek open naast het bouwgebied, niet eronder.
• Gebruik een vlak, goed verlicht oppervlak; mechanische circuits zijn gemakkelijker te lezen wanneer er geen schaduwen over de printplaat vallen.

Stap 1: Bouw de eerste puzzel zonder iets te benoemen

Open Open Spintronics Act One en werk de eerste puzzels samen uit, precies volgens het boek. Weersta de drang om spanning, stroom of weerstand al te definiëren. Laat de leerling in eigen woorden beschrijven wat ze opmerken: de ketting trekt hier harder, de slinger is daar makkelijker, dit pad zorgt dat alles stopt.

In deze fase draait het om het opbouwen van een fysisch intuïtiegevoel. Wie deze stap overslaat, heeft de neiging om latere termen te behandelen als definities om uit het hoofd te leren, in plaats van als eigenschappen die ze al hebben ervaren.

• Veelgemaakte fout: de woordenschat te vroeg uitleggen en van een praktische puzzel een college maken.

Stap 2: Benoem spanning, stroom en weerstand op een door hen gebouwde schakeling

Ga terug naar een puzzel die de leerling al heeft opgelost en koppel de woorden eraan. Spanning is de kracht die de schakeling aandrijft; stroom is de stroming die je kunt zien; weerstand is alles wat die stroming moeilijker maakt. Wijs naar het exacte onderdeel van hun constructie terwijl je elke term uitspreekt.

Omdat Spintronics mechanisch is, blijft de analogie eerlijk. Er is niets verborgen in een black box, dus wanneer een leerling vraagt waarom de stroom veranderde, is het antwoord zichtbaar op het bord voor hen.

• Checkpoint: vraag de leerling om zonder hulp de spanning, stroom en weerstand in zijn eigen constructie aan te wijzen.

Stap 3: gecontroleerde wijzigingen doorvoeren

Laat de leerling telkens één ding veranderen en voorspellen wat er gebeurt voordat hij draait. Voeg weerstand toe, verwijder deze, leid een verbinding om en vergelijk het resultaat met de voorspelling. Dit is waar spintronica-circuits de logica van elektronica beginnen te onderwijzen, niet alleen de onderdelen.

Houd een eenvoudig logboek bij: wat er veranderde, wat ze voorspelden, wat er gebeurde. Een korte schriftelijke notitie verandert een reeks puzzels in een echte les en geeft je iets concreets om de volgende dag te bekijken.

• Veelgemaakte fout: twee variabelen tegelijk wijzigen, waardoor het resultaat niet te interpreteren is.

Stap 4: Ga naar puzzels voor gevorderden en experts

Zodra de basis stevig staat, ga je verder met Akte Een en vervolgens Akte Twee. Samen vertellen ze het volledige verhaal van Natalia via 149 puzzels, variërend van beginner tot gemiddeld en gevorderd, zodat er een duidelijke volgende trede op de ladder is in plaats van een plotselinge sprong in moeilijkheidsgraad.

Voor een individuele leerling houdt het apart kopen van de acts de kosten laag en kun je stoppen als de interesse afneemt. Voor een klaslokaal of een thuisonderwijsgroep bestaan de meer-exemplaar bundels juist zodat meerdere leerlingen tegelijk kunnen werken.

• Checkpoint: de leerling kan een mislukte build in elektronische termen uitleggen in plaats van alleen te zeggen dat het niet werkte.

Stap 5: Sluit de cirkel met een terugvraag

Beëindig de sessie door de leerling het concept aan jou te laten uitleggen met behulp van zijn of haar constructie. Als hij of zij je kan vertellen wat het circuit aandrijft en wat het vertraagt, is de les voltooid. Als hij of zij vastloopt, ga dan terug naar de puzzel waar het idee voor het eerst verscheen in plaats van opnieuw uit te leggen vanaf het begin.

Deze stap vertelt je ook wanneer je moet stoppen. Spintronics beloont geduld; een vermoeide leerling onthoudt eerder de frustratie dan de schakeling.

• Houd sessies kort en eindig met een opgeloste puzzel, niet met een waar je vastzit.

Uw lesreeks in één oogopslag

1. Bereid de onderdelen voor en los de eerste puzzels zelf op: Sorteer onderdelen in bakjes, kies een vlak, goed verlicht oppervlak en los de openingspuzzels één keer op om te zien waar de ketting glijdt. Checkpoint: je kunt een puzzel opzetten en resetten zonder de instructies hardop voor te lezen.
2. Bouw voordat je definieert: Laat leerlingen de eerste puzzels van Act One voltooien en in eenvoudige taal beschrijven wat ze opmerken, nog zonder elektronica-terminologie. Te vermijden fout: definities geven voordat de leerling het circuit heeft ervaren.
3. Voorwaarden toevoegen aan een voltooide build: Keer terug naar een opgeloste puzzel en wijs naar spanning, stroom en weerstand in de fysieke schakeling terwijl u ze benoemt. Controlepunt: de leerling kan alle drie aanwijzen zonder hulp.
4. Wijzig één variabele tegelijk: Laat leerlingen vóór elke wijziging de uitkomst voorspellen en noteer wat er daadwerkelijk is gebeurd. Fout om te vermijden: twee dingen tegelijk veranderen en de oorzaak-gevolgles verliezen.
5. Ga naar het tweede bedrijf en verder: Ga verder met de puzzels voor beginners, gevorderden en experts. Schakel over naar meerdere exemplaren per bundel als meerdere leerlingen een eigen set nodig hebben. Controlepunt: cursisten leggen storingen uit in elektronische termen in plaats van alleen opnieuw op te starten.
6. Sluit af met een terugblik: Vraag de leerling om je door zijn circuit en het concept erachter te leiden, en stop dan terwijl de sessie nog goed verloopt. Volgende stap: noteer welk concept je aan het begin van de volgende sessie opnieuw wilt bekijken.

Welke Spintronics-kit past bij jouw onderwijssituatie

• Spintronics Akte Een: Begin de tijdreis met Spintronics Act One en los 67 leuke, uitdagende puzzels op van beginners- tot gemiddeld niveau. Het is een spel voor leeftijden van 8 tot volwassene, van de makers van Turing Tumble. Dit is het juiste startpunt voor één leerling of een eerste proefles, en het beginners- tot gemiddelde niveau sluit aan bij de eerste stappen in deze handleiding.
• Spintronics Akte 1 & Akte 2 bundel: Dit pakket bevat 6 exemplaren van Spintronics Act One en 6 exemplaren van Spintronics Bedrijf Twee, met 149 puzzels variërend van beginner tot gemiddeld tot gevorderd. Ontworpen voor een klaslokaal of groep waar meerdere leerlingen hun eigen exemplaar nodig hebben en u de volledige moeilijkheidsgraad vanaf dag één beschikbaar wilt hebben.
• Spintronics Educator Startpakket: De Educator Starter Bundle is ontworpen om te evalueren hoe Spintronics het beste in uw schoolcurriculum kan worden geïmplementeerd, en is ook geschikt voor de individuele thuisonderwijs klas als een schermvrije activiteit. Een verstandige keuze als u test of Spintronics in uw curriculum past voordat u zich vastlegt op een grotere set met meerdere exemplaren.
• Spintronics Power Pack Vervangingspuzzelboek: Een fysiek exemplaar van het Spintronics Power Pack Puzzelboek. Een goedkope manier om een les te laten doorgaan wanneer een puzzelboek tijdens de module zoekraakt of beschadigd raakt.

Basis elektronica onderwijzen met Spintronics werkt omdat de les zichtbaar en fysiek is voordat deze verbaal wordt. Begin met Act One, benoem de concepten op een schakeling die je leerling al heeft gebouwd, en voeg Act Two of een meervoudig exemplaar-bundel alleen toe wanneer de groep het echt nodig heeft.