Удосконалення методики викладання теми "Електричний струм у напівпровідниках" в загальноосвітній школі, страница 14

Для вивчення теми слід використати транзистор П217 або П214, ВС-24, два амперметра - омметра (в режимі амперметра), два демонстраційних вольтметра (до 1 В і до 15 В), сонячну батарею, а також лампу на 6,3 В. Схему кола подано на рис.3.1.8.

Звичайно, на ділянці "емітер - колектор" можна використати й друге джерело струму, як і амперметри. В цьому випадку сила струму в лампі буде до 0,3 А, а на ділянці "емітер - база" - до 30 - 100 мА (в залежності від освітленості батареї). Під час демонстрації можна показати, що зміна освітленості приводить до змін сили струму І напруги на ділянці "емітер -база", а це приводить до зміни сили струму / і напруги IIв колі "емітер -колектор", тобто відбувається підсилення потужності. Дані досліду заносять в таблицю.

Два виміри можна отримати, вимірюючи освітленість батареї -повернувши до вікна в сонячний день, або освітливши електролампою. Мета двох вимірів: показати, що коефіцієнт к - це величина змінна.

Наша робота та результати спостереження в школі показали, що більшість учнів виявляють цікавість до історії винаходу і застосування напівпровідникових пристроїв. Це пов'язано з тим, що підручниках фізики матеріал про напівпровідники викладений без історичних фактів. Немає їх і в "Довідникові з фізики" А.С. Еноховича. Тому немає нічого дивного в тому, що учні нерідко звертаються з своїми питаннями до вчителя. Враховуючи велике виховне і пізнавальне значення історії науки і техніки, не можна уникати відповідей на них. Тому ми пропонуємо при вивчені того чи іншого напівпровідникового пристрою коротко повідомити, коли І ким був він винайдений [29]. Наприклад:

-  термістор створений радянським фізиком Б.Т. Коломійцем в 1937 р.;

-  фоторезистор - німецькими вченими Б. Гуддоном і Р. Полем в 1926 р.
(промислове виробництво цих приладів налагоджено пізніше);

-  діоди   у   вигляді   детекторів   на   природних   кристалах   були   вперше
застосовані  німецьким  фізиком К.  Брауном  в   1874 р.;  в Росії вони
використовувались  винахідником  радіо А.С.  Поповим,  а також О.В.
Лосевим,   але   більш   удосконалені,   сучасні  діоди   на  германію  були
розроблені в 40-х рр. в зв'язку з потребами розвитку радіолокації під час
війни;

-  перші випрямлячі створені: мідно-закисний - в 1924 р.; селеновий - в 30-х
рр. XX століття в СССР і США, потужні ж кремнієві для великих струмів
- в 50-х рр.; основний вклад в розробку теорії випрямлячів був зроблений
в 30-х. рр. радянськими фізиками Б.І. Давидовим, Д.І. Блохинцевим, А.І.
Губа  новим  і  А.Ф.  Йоффе,  які  пояснили  на  основі  квантової теорії
утворення запірного шару в контакті   метал-напівпровідник і дія двох
напівпровідників - з електронною і дірковою провідністю; саме поняття
"дірка" введене радянським фізиком Я.І. Френзелем. Ці важливі роботи
наших співвітчизників викликали подальший розвиток фізики й техніки
випрямлячів;

- перший точковий напівпровідниковий транзистор винайшли в 1948 р. вчені Дж. Бардин і У. Браттейн (США); роботи цих спеціалістів поклали початок бурхливому розвитку напівпровідникової електроніки;


всі основні типи напівпровідникових приладів, які застосовуються і зараз, розроблені  в  50-х рр.  (починаючи  з   1952  р.);  тоді ж була освоєна технологія їх виробництва в СССР, США, Японії.





3.2.Обговорення результатів апробації розробленої

методики вивчення теми "Електричний струм у

напівпровідниках" в 10 класах.

На основі проведених спостережень ми висунули гіпотезу, суть якої
полягає в необхідності розробки нової, удосконаленої і доступної методики
викладання напівпровідників у школі. Дослідження передбачає, що учні 10
класів розширять свої знання про напівпровідники, краще сприйматимуть їх
властивості, з'ясують механізм електропровідності напівпровідників,
розумітимуть суть фізичних процесів, які відбуваються на межі контакту двох
напівпровідників з різними типами провідності під дією зовнішнього
електричного           поля,          зацікавляться   прикладами   застосування напівпровідникових приладів в науці і техніці.

Намагаючись зробити пояснення учням питань даної теми більш глибшими, багатогранними, доступнішими ми й розробили нову методику викладення теми "Електричний струм у напівпровідниках". її добре обґрунтовано в попередньому розділі. Для переконання, що удосконалена нами методика розробки даної теми виявилась більш ефективною і доступною, апробація роботи реалізовувалась в рамках проведення педагогічного експерименту в 10 класах загальноосвітніх шкіл. Експеримент проводився в паралельних класах, в яких рівень знань і умінь учнів, з відомостей вчителів, був майже однаковий. В одному класі вивчення теми проводилося за традиційною методикою, а в паралельному - за удосконаленою, розробленою нами методикою.

Так, наприклад, в школі №38 м. Полтави учні 10-Б класу вивчали тему за традиційною методикою, а учні 10-В класу - за новою. Кількість учнів в класах майже однакова.


Для того, щоб отримати кількісні результати апробації розробленої нами методики по закінченню вивчення теми було проведено заліковий урок. Результати виявилися такими. В 10-Б класі 18% учнів одержали "8-9", 43% - "6-7", 31% - "5-6" і 8% - "2-4". В 10-В класі, де викладання теми проводилося за новою розробленою методикою, 19% учнів одержали "8-9", 49% - "6-7", 27% - "5-6”, 5% -“2-4”

Порівняння рівня засвоєння матеріалу теми показало, що він виявився вищим в тих класах, в яких була проведена розроблена нами методика. Результати підтвердили висунуту гіпотезу роботи. їх аналіз підтверджує позитивний вплив на підвищення рівня вивчення питань про напівпровідники в курсі фізики середньої школи шляхом проведення розробленої нами нової і удосконаленої методики викладення даної теми.