Dla nauczyciela
Imię i nazwisko autora: | Jarosław Krakowski |
Przedmiot: | fizyka |
Temat zajęć: | W jaki sposób półprzewodniki przewodzą prąd elektryczny? |
Grupa docelowa: | III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony |
Podstawa programowa: | Cele kształcenia – wymagania ogólne Zakres rozszerzony |
Kształtowane kompetencje kluczowe: | Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:
|
Cele operacyjne: | Uczeń:
|
Strategie nauczania: | IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe) |
Metody nauczania: | burza mózgów, wykład informacyjny, pokaz multimedialny |
Formy zajęć: | praca indywidualna |
Środki dydaktyczne: | rzutnik z dostępem do Internetu, symulacja interaktywna, animacje interaktywne ilustrujące przepływ prądu w półprzewodnikach, zestaw zadań |
Materiały pomocnicze: | - |
PRZEBIEG LEKCJI | |
Faza wprowadzająca: | |
Nauczyciel prowadzi rozmowę z uczniami na temat półprzewodników. Zadaje im pytania:
| |
Faza realizacyjna: | |
Nauczyciel tłumaczy, że jeśli elektron z pasma walencyjnego wzbudzony jest do pasma przewodnictwa, to pozostawia on po sobie w pasmie walencyjnym nieobsadzony stan nazywany dziurą. Do tego stanu może łatwo przemieścić się sąsiadujący elektron, przez co przemieści się dziura. Na prąd elektryczny związany z takim przemieszczaniem się można patrzeć albo jak na ruch elektronów o ładunku ujemnym, albo ruch dziur o ładunku dodatnim. Nauczyciel objaśnia mechanizm powstawania swobodnych elektronów i dziur w półprzewodnikach, wykorzystując multimedia. Aby to zilustrować, pokazuje uczniom jednowymiarową sieć krystaliczną (https://pl.wikipedia.org/wiki/Domieszkowanie#/media/Plik:Doping_crystal_net.jpg). Uczniowie zauważają, że jeśli dziura po prawej stronie (powstała na skutek wzbudzenia elektronu do pasma przewodnictwa) zapełniona zostanie przez sąsiadujący elektron, wówczas przesunie się w lewo. Prąd zatem może być interpretowany jako ruch dodatniego ładunku w lewo. Nauczyciel objaśnia pojęcia koncentracji i ruchliwości nośników, podając różnice i podobieństwa między elektronami swobodnymi i dziurami. Uczniowie analizują symulacje ilustrujące sposób przemieszczania się dziur w półprzewodnikach. Nauczyciel objaśnia wpływ domieszek na przewodzenie prądu przez półprzewodniki. | |
Faza podsumowująca: | |
Uczniowie odpowiadają na pytania 5‑9 z zestawu ćwiczeń. Nauczyciel analizuje pracę uczniów i wystawia oceny. | |
Praca domowa: | |
Uczniowie powtarzają i utrwalają wiedzę i zdobyte umiejętności przez rozwiązanie w domu zadań, których nie rozwiązali na lekcji 1‑4. | |
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium | Może być wykorzystane przy powtórzeniu wiadomości i realizowaniu innych tematów z zakresu półprzewodników. |