Удосконалення методики викладання теми "Електричний струм у напівпровідниках" в загальноосвітній школі, страница 11

5.   Це   поле  «виштовхує»  дірки  -  основні  носії  струму  р-області   із
контактного шару в середину цього шару, а електрони - основні носії струму n-області - із контактного шару в середину n-області.

Таким чином, на границі n- і р-областей утворюється дуже тонкий шар  , збіднений основними носіями струму і тому володіє великим запірним шаром.

Після цього слід розглянути схему р-n-переходу при зміні полярності включення зовнішнього джерела.

Напівпровідниковий діод та його застосування.

В посібнику [18] автори пропонують будову напівпровідникового діоду пояснити за допомогою таблиці, а дію його та застосування - показати на дослідах.

Основна властивість напівпровідникового діода, як і вакуумного, - одностороння провідність. Але все ж таки вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода (рис. 1.4.2.) відрізняється від характеристики вакуумного діода наявністю зворотнього струму, який у вакуумному діоді практично відсутній. Напівпровідникові діоди застосовують  в основному для випрямлення струму.

Розглядаючи застосування напівпровідникових приладів, слід зупинитися на термісторах, фоторезисторах і напівпровідникових елементах.

Транзистори (напівпровідникові тріоди) автори рекомендують не розглядати, а вивчати їх на факультативних заняттях.

В книзі [19] автори висловлюють думку про те, що врахування сучасних психолого-педагогічних концепцій про створення загального орієнтування, систематизації і узагальнення знань обумовлює необхідність розгляду провідності різних середовищ за єдиним планом (за єдиною методичною моделлю):

1)  з'ясувати природу носіїв заряду, особливості їх руху;

2)  ввести вольт-амперні характеристики;

3)  пояснити закономірності, яким підлягає струм у даному середовищі;

4)  відмітити явища, які супроводжують проходження струму в даному
середовищі;

5)  показати практичне застосування струму в даному середовищі, будову і принцип дії різних приладів.

Тема «Електричний струм у напівпровідниках» висвітлює досягнення сучасної науки в області пізнання і використання напівпровідникових матеріалів. її вивчення доцільно розпочати з демонстрації характеристик властивостей напівпровідників. А тоді вже на основі введеного в хімії поняття ковалентного і парно-електронного зв'язку з'ясувати механізм провідності напівпровідників і пояснити їх властивості.

При поясненні провідності особливу увагу потрібно звернути на нові поняття: «дірка», «діркова провідність», повідомивши учням, що дірка -надлишковий позитивний заряд, який виникає за рахунок того, що зв'язаний електрон перейшов у вільний стан або до іншого атому; діркова провідність -спосіб описання механізму провідності, яка здійснюється за рахунок руху зв'язаних електронів між сусідніми атомами.

Після вивчення матеріалу теми доцільно порівняти лектричні властивості

РОЗДІЛ III. Вивчення теми «Електричний струм у напівпровідниках» на основі нової удосконаленої

методичної розробки.

3.1. Обґрунтування запропонованої методичної розробки

викладання даної теми.

В навчальному плані на вивчення фізики в 10 класі відводиться лише 2 години на тиждень і це примушує скорочувати час вивчення всіх тем курсу. Але тема "Електричний струм у напівпровідниках" має велике загальноосвітнє значення. Вивчення напівпровідників сприяє підвищенню наукового рівня курсу фізики і відображення в ньому фізичних основ сучасного технічного прогресу. Адже напівпровідникова техніка за останні роки набула бурхливого розвитку. Зараз неможливо знайти галузь науки, техніки чи побуту, в якій би не застосувались ті чи інші напівпровідникові прилади. Тому, на мою думку, в даній темі не можна випустити якийсь матеріал. Навпаки, тему "Електричний струм у напівпровідниках" потрібно викладати більш глибше й докладніше, звертати увагу на те, як діти сприймають і розуміють нові поняття, оскільки ця тема вивчається лише один раз в курсі фізики загальноосвітньої школи. І завдання вчителя - удосконалити розробку уроків, зробити їх більш насиченими, щоб охопити весь навчальний матеріал.

У 2003-2004 та 2004-2005 навчальних роках нами була проведена серія констатуючих експериментів в школах №38, №6 м. Полтави, в 10 класах. Констатація проводилася методом спостереження.

Мета спостереження: виявити труднощі при засвоєнні понять даної теми та знайти шляхи їх подолання.

При цьому було відвідано уроки різних вчителів, де вивчалася дана тема. В результаті спостереження було виявлено:

1.Труднощі в розумінні такого поняття як "дірка", оскільки воно є абстрактним. Дітям важко уявити, що розуміється під рухом дірок

2.Досліди і демонстрації допомагають поглибити уявлення учнів про напівпровідники.

З.На уроках при викладені нового матеріалу всю ініціативу на себе бере вчитель, діти самостійно не працюють, в результаті чого більшість дітей сприймають поданий матеріал, не розуміючи фізичного змісту.

4.3а стандартною методикою на одному уроці подається p - п перехід, а на іншому напівпровідниковий діод. При такий послідовності викладу матеріалу виникають недоліки. По-перше, дітей цікавить питання про застосування р - п переходу, відповідь на яке вони дізнаються аж на наступному уроці, по-друге -нераціонально використовується час.

5.Деякі вчителі транзистор розглядають на факультативних заняттях, бо так пропонують в методичній літературі. Але оскільки з будовою транзистора учні будуть зустрічатися і в подальшому вивченні фізики, то краще цей матеріал подавати на уроці.

6.Рідко на уроках ознайомлюють з історією фізики, зокрема з історією винаходу і застосування напівпровідників. Адже, теми з історичним змістом не тільки викликають інтерес, а й ознайомлюють учнів з історією фізики без затрати додаткового часу.