Columnist Rolf Hut gaat aan de slag met het spel Spintronics, waarbij de spelers puzzels oplossen door elektrische schakelingen aan te leggen. 

 

Dus de spanning in de ketting stelt de elektrische spanning voor... En hoeveel ketting er langs ‘stroomt’ is dan de elektrische stroom… En dit stroef lopende tandwiel een ‘weerstand’. Dat is best slim bedacht als analogie.

Voor me ligt Spintronics. Het is moeilijk te zeggen wat Spintronics precies is. Een bordspel? Een lespakket? Het is in ieder geval erg mooi. Een prachtige steampunk-verzameling van kettingen en tandwielen die je magnetisch op een speelbord neerzet om ‘schakelingen’ te maken. Er zit een stripboek bij over een meisje dat de tijd wil vertragen met tandwielen en klokken, afgewisseld met opdrachten om zelf schakelingen te maken die zij nodig heeft.


Wat Spintronics anders maakt dan bijvoorbeeld educatief materiaal zoals Spektro, dat met schakelingen werkt waar echte elektriciteit doorgaat, is dat het is gebaseerd op analogie. Enerzijds is Spektro ‘echt’, anderzijds blijven de spanning en de stroom onzichtbaar, terwijl de mechanische analogie van Spintronics die juist tastbaar maakt. 

Wanneer werken analogieën bij leren? Naar die vraag is veel onderzoek gedaan. De analogie moet bekend zijn: als een leerling niet weet hoe water onder druk stroomt, helpt het niet om dat als analogie voor elektriciteit te gebruiken. De analogie moet passen: een pomp is een batterij en een spons is een weerstand, maar wat is een lek in de waterleiding? Daarvoor is bij stroom geen equivalent. 

Het mooie aan Spintronics is dat zelfs wie de mechaniek van tandwielen en kettingen nog niet helemaal kent, die gewoon kan zien en voelen. Maar er is ook een probleem: een opstelling die in Spintronics een serieschakeling beschrijft, ziet er uit als een parallelschakeling.

Wanneer werken analogieën bij leren? Naar die vraag is veel onderzoek gedaan

Dat kan verwarrend zijn voor leerlingen die dat verschil juist moeten leren. Ik zeg bewust ‘kan’, want of het verwarrend of juist verhelderend is voor leerlingen, is nog niet onderzocht. Ik zou dat graag doen, want dat helpt mij als docent om in te schatten wanneer welke analogieën werken in mijn onderwijs.

Ik laat Luuk (10) een aantal dagen met Spintronics spelen. Hij laat trots zien hoe de (mechanische) condensator op- en ontlaadt wanneer hij een (mechanische) schakelaar overhaalt.

Ik vraag hem of hij zijn gemaakte opstelling kan tekenen als schakeling. ‘Waarom zou ik dat doen, ik wil gewoon verder spelen.’

Daar zit ook wat in. Misschien laat (mijn?) toekomstig onderzoek zien dat Spintronics een perfecte analogie is voor middelbare schoollessen in elektriciteit, maar hier thuis is het nu gewoon erg mooi bouw- en puzzelspeelgoed en dat alleen is al geweldig.

PS: Tevens ben ik van mening dat elektrische fietsen als brommers moeten worden gezien.


Tekst: Rolf Hut, universitair hoofddocent aan de TU Delft, maker, spreker en schrijver
Portret: Robert Lagendijk