Imię i nazwisko autora:

Jarosław Krakowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Wpływ temperatury na opór półprzewodników

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.

VII. Prąd elektryczny. Uczeń:
2) rozróżnia metale i półprzewodniki: omawia zależność oporu od temperatury dla metali i półprzewodników.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.

VIII. Prąd elektryczny . Uczeń:
4) opisuje wpływ temperatury na opór metali i półprzewodników.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. przedstawi czynniki wpływające na opór elektryczny materiałów i wpływ temperatury na koncentrację i ruchliwość nośników.

2. omówi związek między oporem elektrycznym właściwym a koncentracją i ruchliwością nośników.

3. zastosuje zdobytą wiedzę do rozwiązywania zadań.

4. przeanalizuje i zinterpretuje wykresy zależności koncentracji i ruchliwości nośników od temperatury i oporu właściwego od temperatury.

Strategie nauczania:

IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe).

Metody nauczania:

- wykład problemowy,
- burza mózgów,
- pokaz multimedialny.

Formy zajęć:

- praca zespołowa,
- praca w parach.

Środki dydaktyczne:

Wykresy zależności ruchliwości nośników, koncentracji nośników i oporu elektrycznego właściwego od temperatury. Animacja pokazująca przepływ prądu.

Materiały pomocnicze:

rzutnik mulimedialny

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel zadaje pytania:
Co to jest opór elektryczny właściwy?
Z czego wynika opór elektryczny materiałów? Oczekiwana odpowiedź: Opór zależy od ilości nośników i od tego, jak często tracą energię uzyskiwaną od zewnętrznego pola.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel omawia wielkości fizyczne: koncentracja i ruchliwość nośników i podaje ich związek z oporem elektrycznym właściwym.

2. Nauczyciel przedstawia wykresy zależności koncentracji nośników od temperatury i ruchliwości nośników od temperatury dla półprzewodników samoistnych, zwracając uwagę na silny wzrost koncentracji ze wzrostem temperatury.

3. Na podstawie analizy wykresów uczniowie z pomocą nauczyciela przewidują wpływ temperatury na opór elektryczny właściwy półprzewodników samoistnych.

4. Nauczyciel przedstawia wykres doświadczalny zależności oporu od temperatury dla półprzewodników samoistnych.

5. Powtórzenie czynności 2‑4 dla półprzewodników domieszkowych.

Faza podsumowująca:

Uczniowie rozwiązują zadania 2, 3, 4, 6 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Zadania 1, 5, 7, 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Multimedium może być wykorzystywane przy powtarzaniu wiadomości i na lekcjach, na których są omawiane właściwości półprzewodników.