Imię i nazwisko autora:

Jarosław Krakowski

Przedmiot:

fizyka

Temat zajęć:

Czym są tranzystory?

Grupa docelowa:

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

Podstawa programowa

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.

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:
9) opisuje tranzystor jako trójelektrodowy, półprzewodnikowy element wzmacniający sygnał elektryczny.

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:
15)opisuje tranzystor jako trójelektrodowy, półprzewodnikowy element wzmacniający sygnały elektryczne.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje cyfrowe,

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

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

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. rozróżnia podstawowe typy tranzystorów;

2. opisuje jak są zbudowane tranzystory;

3. omawia zasadę działania tranzystorów;

4. analizuje i interpretuje schematy budowy tranzystorów.

5. wykorzystuje zdobytą wiedzę do rozwiązywania zadań;

Strategie nauczania

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

Metody nauczania

wykład problemowy, burza mózgów

Formy zajęć:

praca zespołowa, praca w parach przy rozwiązywaniu zadań

Środki dydaktyczne:

schematy tranzystorów, symulacje i animacje ilustrujące działanie tranzystorów, zestawy zadań

Materiały pomocnicze:

rzutnik multimedialny, ekran, tranzystory

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Pytania nauczyciela:

• Jakie znamy podstawowe właściwości półprzewodników p i n?

• Jaki efekt powstaje na złączu p‑n?

Uczniowie przypominają podstawy budowy półprzewodników domieszkowych, opisują zjawiska zachodzące na złączu p‑n i przedstawiają właściwości prostujące takiego złącza.
Nauczyciel demonstruje, jak wyglądają różne tranzystory.

Faza realizacyjna:

Etap I. 
Nauczyciel przedstawia schemat budowy tranzystora bipolarnego, nazwy jego obszarów i związanych z nimi elektrod (emiter, baza, kolektor).
Uczniowie analizują zjawiska zachodzące na złączach między obszarami i dostrzegają powstanie dwóch złączy p‑n. Wskazuję znaczenie przeciwnej polaryzacji tych złączy. 
Nauczyciel określa cel pracy tranzystora w postaci problemu: Jak można wpłynąć na natężenie prądu przepływającego od emitera przez bazę do kolektora bez zmiany przyłożonego napięcia pomiędzy tymi elektrodami? 
Uczniowie, działając w konwencji burzy mózgów, przedstawiają pomysły na realizację tego celu. Nauczyciel na bieżąco ocenia pomysły, w razie potrzeby koryguje bądź precyzuje wypowiedzi, przedstawia odpowiednie schematy czy animacje. 
Efektem tego etapu powinno być:
- po pierwsze, wskazanie zmian zachodzących w bazie w związku z obecnością prądu płynącego w obwodzie kolektor - baza;
- po drugie, wskazanie wpływu tych zmian na możliwość przepływu prądu przez oba złącza: emiter‑baza oraz baza‑kolektor.

Etap II.
Nauczyciel przedstawia schemat budowy tranzystora unipolarnego oraz nazwy jego obszarów i związanych z nimi elektrod (źródło, bramka, dren).
Uczniowie analizują zjawiska zachodzące na złączach między obszarami i dostrzegają powstanie dwóch złączy p‑n. 
Nauczyciel omawia, krok po kroku, zasadę działania tranzystora unipolarnego. Po każdym kroku uczniowie przewidują jego skutki oraz kolejny krok rozumowania. Nauczyciel na bieżąco koryguje wypowiedzi uczniów, w razie potrzeby powołuje się na gotowe schematy czy animacje. 
Efektem tego etapu powinno być wskazanie wpływu napięcia w obwodzie źródło‑bramka na przepływ prądu przez kanał, wraz z możliwością praktycznie całkowitego zablokowania przepływu tego prądu za pomocą odpowiednio dobranego napięcia w obwodzie źródło‑bramka.

Faza podsumowująca:

W celu powtórzenia i utrwalenia wiadomości o tranzystorach uczniowie rozwiązują w parach zadania: 1, 2, 3, 4 z zestawu ćwiczeń. Nauczyciel, w razie potrzeby, wspomaga grupy i ewentualnie komentuje częściej spotykane trudności. Na zakończenie nauczyciel podsumowuje lekcję, ujawniając formalne jej cele. Zwraca uwagę, by każdy uczeń, wykonując pracę domową miał świadomość tych celów oraz stopnia ich osiągnięcia.

Praca domowa:

Uczniowie utrwalają wiedzę i zdobyte umiejętności przez rozwiązanie w domu zadań, których nie rozwiązali na lekcji: 5, 6, 7, 8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium może być wykorzystywane przy powtarzaniu wiadomości oraz na lekcjach, na których są omawiane zastosowania tranzystorów.