Статья «Информационный подход к обучению на уроках физики в 10 классе».
статья по физике (10 класс) на тему

В соответствии с новыми требованиями, предъявляемыми к умениям учащихся, необходимо научить их получать, анализировать, овладевать новой информацией. В результате этого учащиеся должны уметь превращать новую информацию в знание с последующим ее использованием для решения  задач различного характера. Ниже приводится способ изложения нового материала с учетом вышесказанных требований, основанных на принципах информационного подхода к обучению. Суть способа заключается в том, что учащимся предоставляется информация, анализируя которую они самостоятельно формулируют определение основных понятий по теме « Электрический ток в полупроводниках» в 10- м классе. Роль учителя сводится к организации обсуждения и формулировке при необходимости требуемых вопросов.

Электрический ток в полупроводниках.

У ряда элементов (германий, кремний селен) и соединений (PbS, CdS и др.) удельное сопротивление с повышением температуры не растет, а резко падает. Их называют полупроводниками.

Задаем вопрос: « У каких веществ удельное сопротивление очень велико?»

В результате обсуждения учащиеся должны САМИ получить вывод:

«При очень низких температурах полупроводники ведут себя как диэлектрики».

Строение полупроводников (на примере кристалла кремния).

Кремний четырехвалентный, то есть на внешней оболочке атома есть 4 электрона, сравнительно слабо связанные с ядром. Они участвуют в образовании связей с другими атомами кремния.

Соседние атомы кремния взаимодействуют друг с другом благодаря паре электронов. Связь называется ковалентная.

Коллективизированные электроны принадлежат всему кристаллу.

Каждый валентный электрон может двигаться по любой из четырех связей от одного атома к другому.

Задаем вопрос: « При каком условии вещества проводят электрический ток?»

В результате обсуждения учащиеся должны САМИ получить вывод:

«При низких температурах все валентные электроны прочно связаны с атомами, свободных электронов нет. При низких температурах кремний не проводит электрический ток».

Собственная проводимость полупроводников.

При нагревании кристалла некоторые электроны приобретали энергию, достаточную для разрыва ковалентных связей. Также электроны становились свободными – электронами проводимости.

В электрическом поле они перемещаются между узлами решетки, образуя электрический ток.

Проводимость полупроводников обусловлена наличием у них свободных электронов, называется электронной проводимостью.

При разрыве связи образуется вакантное место с недостающим электроном. Его называют дыркой. Дырка ведет себя как положительно заряженная частица.

Положение дырки в кристалле меняется, так как любой валентный электрон, двигаясь по связям может занять вакантное место, восстановив ковалентную связь, а на его бывшем месте образуется новая дырка. Движение дырок противоположно направлению движению электронов.

К электрическому току свободных электронов добавляется ток дырок.

Задаем вопрос: « Что принимают за направление тока?»

В результате обсуждения учащиеся должны САМИ получить вывод:

«Чистый полупроводник обладает электронной и дырочной проводимостью».

Проводимость, обусловленная движением свободных электронов и дырок в чистом полупроводнике, называется собственной проводимостью полупроводников.

Перед формулировкой домашнего задания необходимо кратко повторить выводы, сделанные на уроке,  и акцентировать внимание на степень САМОСТОЯТЕЛЬНОСТИ учащихся в решении поставленных вопросов.

Источник рисунков:

http://el-guide.ru/Elektrichestvo/Provodimost-v-legirovannom-germanii-i-kremnii/