如何在課堂中介紹自旋電子學：教師逐步指南

快速解答

從一個小團體開始，而不是一次面對整個班級。執行 自旋電子學 第一幕 以 4–6 名學生進行一次 40 分鐘的課程，然後決定是否擴大規模。若要進行全班推廣，Spintronics Act One、Act Two 和 Power Pack 組合涵蓋每個套件 6 份，並可擴展至約 30 名學生。請在第一堂課前準備好零件收納，因為鬆散的鏈條和電阻是課堂設置停滯的主要原因。

Spintronics 乍看之下像個玩具，但它教導真正的電路思維：電流、電阻和開關。這使得它非常適合教室、社團和自學團體。教師面臨的挑戰不在於概念，而在於後勤：需要多少套件、課程時間多長，以及鏈條遺失時該怎麼辦。

本指南依序說明整個流程。每個步驟都包含最常導致首次 Spintronics 課程失敗的錯誤，讓您能在錯誤發生前加以避免。

購買前：根據您的團體人數選擇合適的套組

Spintronics 套件以針對特定團體人數設計的組合包形式販售，購買錯誤尺寸是最昂貴的錯誤。Spintronics Act One、Act Two 和 Power Pack 組合包包含 6 份 Act One、6 份 Act Two 和 6 份 Power Pack。這非常適合約有 30 名學生兩人一組進行活動的班級。

如果您只是想測試概念，請不要購買全班套組。先使用一個 Act One 套件進行一次課程。您將了解學生需要多少時間、需要多少支援，以及閱讀程度是否符合您的年級。然後再放心地擴大規模。

• 計算學生人數，然後除以二。兩人一組比單獨進行更好，因為一位學生閱讀時，另一位可以動手建構。
• 訂購前，請查看任何組合包的建議玩家人數。目錄中直接標明，這是避免過度購買的最快方式。

在第一堂課之前，準備好房間和零件

Spintronics 使用小型零件：鏈條、電阻、電池和謎題書。如果您在 30 名學生面前打開盒子，您將會把課程時間花在分類而非教學上。請在上課前為每個站點準備一個托盤，內含每組學生完成您指定的謎題所需的零件。

為每個托盤貼上工作站編號標籤，並保留一份主要零件清單。當鏈條不見時，您就會知道要檢查哪個工作站。這一個習慣比任何教學技巧更能節省課堂時間。

• 使用帶有隔板的淺托盤。深層容器會讓小型零件難以計數。
• 設定完成後拍攝每個托盤的照片，以便學生最後能正確地重置。

規劃第一堂課時，請圍繞一個謎題，而非整本書

第一幕從初學者級別開始，早期的謎題很短。這是刻意的。第一課的目標不是涵蓋範圍，而是建立信心。選擇一個引入單一概念（例如電流）的謎題，讓學生完成它並向你解釋。

一個40分鐘的區塊效果很好：5分鐘的設定與框架、20分鐘的建構、10分鐘的小組討論，以及5分鐘的清理。如果學生提早完成，讓他們開始下一個拼圖，而不是加入新的概念。

• 將謎題編號寫在白板上，確保每組都在處理相同的內容。
• 請每組在繼續之前，用一句話解釋他們的電路。這能將動手建構轉化為學習。

在詞彙出現時教導，而非一次全部教授

Spintronics 中包含了電阻、電流和開關，但在學生接觸零件之前預先定義這些概念會使課程變得抽象。請在謎題迫使學生使用某個術語時再引入該術語。Power Pack 增加了一個額外的 6 V 電池和兩個低電阻值的電阻器，這是討論更多功率如何改變電路的自然時機。

持續更新單字牆。每次課程新增一個詞彙，並回頭複習。到第一幕結束時，學生將擁有自己建立的實用詞彙庫。

• 在學生看到某個術語所描述的效果之前，請不要先介紹該術語。
• 使用 Power Pack 至少需要 Act One 套件，而要完成所有謎題則需要 Act One 和 Act Two。請據此規劃順序。

設定清潔例行程序並堅持執行

課堂的最後五分鐘決定了您的套件能否在學期中完好無損。為每個工作站指派一位零件檢查員，將托盤與您的設置照片進行比對，並在學生離開前收集托盤。一天結束時在地板上發現的遺失零件，很少能回到正確的盒子裡。

如果您計劃在多個教室使用 Spintronics，請保留一個主套件和一張借出登記表。教師在借用和歸還套件時簽名，您就能隨時知道零件的所在位置。

• 在每次課程結束時快速清點鏈條和電阻器，而不僅僅是在單元結束時。
• 將謎題書平放存放，並與零件分開，以免頁面彎折。

您的第一個自旋電子學課程，逐步教學

1. 步驟 1：使用一個套件進行測試： 使用一套 Spintronics Act One 套件，在 40 分鐘的課程中，讓 4–6 名學生進行操作。觀察他們在哪裡卡住，以及每個謎題需要花費多少時間。 檢查點：如果小組順利完成兩個謎題，您就可以準備擴展了。
2. 步驟 2：選擇組合包裝尺寸： 將組合包與實際學生人數配對。Spintronics Act One、Act Two 和 Power Pack 組合包提供每個套件 6 份，適合約 30 名學生兩人一組使用。 檢查點：下單前請確認建議玩家人數。
3. 步驟 3：組裝工作站托盤： 每組準備一個有標籤的托盤，放入指定拼圖的零件。將每個托盤拍照，作為重置時的參考。 注意：上課期間，學生不得打開密封的盒子。
4. 步驟 4：每次課程教一個拼圖： 將相同的謎題分配給每一組，將區塊時間限制在 40 分鐘內，最後讓每組用一句話解釋他們的電路。 檢查點：如果您沒有完成拼圖，也沒關係。理解比涵蓋所有內容更重要。
5. 步驟 5：請在第一幕之後才加入 Power Pack： 當學生熟悉基本電路後，即可介紹Power Pack。它增加了一顆額外的6 V電池和兩個低電阻電阻器，以及11個額外的謎題。 檢查點：使用 Power Pack 需要第一幕，完成所有謎題則需要第一幕和第二幕。
6. 步驟 6：鎖定清理： 預留最後五分鐘，對照托盤照片清點零件數量，並在學生離開前收集托盤。 檢查點：一天結束時遺失的鏈條通常會繼續遺失。

適合教室全面導入的套組

• Spintronics 第一幕、第二幕 & 電源套裝組合 包含 6 份 Spintronics Act One，6 份 自旋電子學 第二幕，以及 6 份 Power Pack，包含第一幕和第二幕中 149 個從初級到進階的謎題。當您希望整個班級以兩人一組的方式完成完整的謎題序列，而不是逐一購買套件時，這就是您應該選擇的組合。



• Spintronics 電源組: Power Pack 至少需要 Act One 套件才能使用，並且需要 Act One 和 Act Two 才能完成所有謎題。它增加了一個額外的 6 V 電池、兩個低值電阻，以及一本包含 11 個額外謎題的謎題書。請勿將 Power Pack 作為獨立的第一個購買項目。它是為已經完成 Act One 的團體所提供的擴充套件。

Spintronics 的推出要成功，關鍵在於從小處著手，根據團隊規模調整套件，並將零件管理視為課程的一部分。先試用一個套件，建立您的站點托盤，並在學生完成第一幕後才加入電源組。做到這點，電路就會變成簡單的部分。