Содержание и методика изучения темы "Электрический ток в полупроводниках" в современной школе
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
?лялся принцип политехнизма, который долгое время обеспечивал высококачественное школьное образование. Однако, социальный кризис на рубеже веков наряду с другими негативными его последствиями привел к тихой отмене принципа "технизма" в образовании, что выразилось в содержании последних учебных программ по физике [1].
Смиряясь с отсутствием принципа "технизма", мы попытаемся сформулировать другой более слабый принцип физического образования, дав ему название: принципа "посильно-научного мировосприятия". Идея его проста. Общее физическое образование должно обеспечивать учащимся, в силу своих возможностей, научное объяснение и толкование наблюдаемых в повседневности явлений. Согласно этому принципу, например, изучение сил Лоренца или Ампера должно заканчиваться изучением каждодневно наблюдаемых их применений. При этом северное сияние в Белоруссии не наблюдается и его можно не упоминать, а действие электрических машин необходимо изучить. Если, руководствуясь данным принципом, просмотреть действующие учебные программы, то возникнет ощущение их оторванности от повседневной жизни современного школьника. Какой смысл в изучении, например, поляризации света, если действие ЖК мониторов, использующее это явление, остается загадкой? С какого бока приклеивается вопрос производства электроэнергии к колебаниям и волнам? Количество подобных вопросов весьма велико. Мы не будем продолжать их и сосредоточимся на теме "электрический ток в различных средах", где последовательно и равноправно изучается протекание тока в металлах, электролитах, газах, вакууме, полупроводниках.
Прогресiивилизации в 20 веке был в значительной степени обусловлен развитием электротехники. Такие ее составляющие как электроэнергетика, электропривод, электросвязь, электро-автоматика, электронная вычислительная техника позволили на несколько порядков увеличить производительность труда во всех сферах человеческой деятельности и качественно изменить содержание самой этой деятельности. На первых этапах развития электротехника, практически на 100%, использовала электропроводность металлов, что позволяет назвать ее проводниковой электротехникой. Управление током осуществлялось либо посредством электроконтактных устройств, либо путем изменения длины проводниковых сопротивлений. Изучение некоторых технических устройств проводниковой электротехники еще присутствует или недавно присутствовало нашей школе. Сюда относится электрический ключ, реостат, машина постоянного тока с коллекторно-щеточным узлом и пр.
Добавление электровакуумных приборов существенно расширили возможности управления током, и электротехника совершила гигантский прыжок вперед, породив при этом множество сопутствующих научных направлений. Некоторые технические приложения нашли отражение в школьных программах: устройство и работа вакуумного диода, триода, электронно-лучевой трубки, генерирование электрических колебаний, беспроводная радиосвязь. Однако по своему характеру электротехника продолжала оставаться проводниковой.
Медленное, но неуклонное изменение характера электротехники началось с появления в ней полупроводниковых приборов. На первом этапе это были т.н. кристаллические детекторы, представляющие собой полупроводниковые выпрямители, называемые теперь полупроводниковыми диодами. Они использовались для выпрямления переменного тока электрической сети и известны под названиями купруксные и селеновые выпрямители. Принцип действия полупроводниковых выпрямителей и кристаллических детекторов долгое время не был до конца ясен, однако возможность замены ими вакуумных диодов породила надежду на аналогичную возможность замены и вакуумных триодов. Послевоенный период ознаменовался интенсивными исследованиями полупроводниковых материалов iелью создания полупроводникового триода и в 1948 г. Бардин, Браттейн и Шокли создали первый действующий полупроводниковый триод. После этого полупроводниковая электроника и электротехника проделали славный путь. В настоящее время можно говорить о новом характере электротехники, которая стала "проводниково-полупроводниковой". Полупроводниковые устройства проникли во все этапы применения электроэнергии от ее производства и распределения до конечного использования, которое расширилось до огромных пределов благодаря полупроводникам. Даже такие традиционно проводниковые отрасли электротехники как электрические машины и коммутация электроэнергии становятся немыслимыми без полупроводников.
Такое положение вещей само по себе является основанием для особого подхода к изучению полупроводников в школе. Кроме того, повседневная практика каждого человека и в.ч. школьника связана с наблюдаемыми эффектами использования полупроводниковых приборов: светодиодные индикаторы, осветители, компьютеры, фотодатчики, телевизоры и многое другое. Согласно принципу "посильно-научного мировосприятия" эти повседневно наблюдаемые явления нельзя оставлять без объяснения и изучения. В противном случае мы будем получать не только недостаточно грамотное молодое пополнение, но и пассивное, отрешенное от научно-технического прогресса, привыкшее к неосознанному потреблению и неспособное на собственную инициативу.
Всевозможные возражения в виде недостатка учебного времени, трудности данной темы для восприятия учащимися, отсутствие учебного оборудования следует признать несостоятельными. Учебное время можно выс