| |
| |
| Badanie zależności oporu od temperatury dla półprzewodników |
| III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony |
| Cele kształcenia – wymagania ogólne II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych. III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników. Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe I. Wymagania przekrojowe. Uczeń: 6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi; 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; 10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość; 11) przestrzega zasad bezpieczeństwa podczas wykonywania obserwacji, pomiarów i doświadczeń. 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: 6) tworzy teksty, tabele, diagramy lub wykresy, rysunki schematyczne lub blokowe dla zilustrowania zjawisk bądź problemu; właściwie skaluje, oznacza i dobiera zakresy osi; 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; 10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji; 12) przestrzega zasad bezpieczeństwa podczas wykonywania obserwacji, pomiarów i doświadczeń. 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.
|
| Uczeń:
wyjaśnia, jakie czynniki wpływają na opór elektryczny przewodników, a jakie na rezystywność półprzewodników,
opisuje metodę badania zależności oporu materiałów od temperatury,
przeprowadza doświadczenie w wirtualnym laboratorium, w którym bada zależność oporu półprzewodników od temperatury,
analizuje i interpretuje wyniki pomiarów wykonanych w wirtualnym laboratorium.
|
| IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe) |
| |
| |
| miernik uniwersalny lub omomierz, termostat, termometr, próbki półprzewodników, przewody łączące lub dostęp do wirtualnego laboratorium |
| e‑materiały pt.: „Co to są półprzewodniki?”, „Jak definiuje się opór właściwy materiału i jaka jest jego jednostka?”, „Badanie jak zmienia się opór elektryczny przewodu wykonanego z metalu w zależności od temperatury”. |
|
|
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 one energię uzyskiwaną od zewnętrznego pola. Nauczyciel omawia metodę wyznaczenia zależności oporu elektrycznego od temperatury. |
|
Uczniowie dzielą się na grupy. Nauczyciel przypomina zasady BHP w pracowni fizycznej. Uczniowie budują układ do badania zależności oporu od temperatury, nauczyciel sprawdza poprawność połączeń elektrycznych. Uczniowie wykonują pomiary zależności oporu od temperatury dla próbek krzemu i germanu. Następnie, na podstawie wykonanych pomiarów sporządzają wykresy zależności oporu od temperatury dla zbadanych próbek. |
|
Uczniowie formułują wniosek na temat zależności oporu od temperatury dla półprzewodników. Uczniowie rozwiązują zadania 5, 6, 7, 8. Nauczyciel pełni rolę doradcy, obserwuje i kontroluje pracę uczniów. |
|
Uczniowie utrwalają wiedzę i zdobyte umiejętności przez rozwiązanie w domu zadań:1, 2, 3, 4, 9 z zestawu ćwiczeń. |
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium | Wirtualne Laboratorium może być wykorzystywane przy powtarzaniu wiadomości i na lekcjach, na których są omawiane zależności oporu od temperatury dla półprzewodników i metali. |