PHIẾU MÔ TẢ HỒ SƠ DẠY HỌC DỰ THI CỦA GIÁO VIÊNI. TÊN HỒ SƠ DẠY HỌC: Liên kết cộng hóa trị. Dòng điện trong chất bán dẫn và ứng dụngVì bài 13: Liên kết cộng hóa trị ở môn Hóa học lớp 10, cùng với bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn môn Vật lý lớp 11và bài 4: Linh kiện bán dẫn và IC môn Công nghệ lớp 12 có liên quan rất gần với nhau, do đó việc tích hợp các bài này vào trong một chủ đề chung Liên kết cộng hóa trị. Dòng điện trong chất bán dẫn và ứng dụng vừa tạo được logic, kết nối các nội dung kiến thức, vừa tăng được khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần định hướng, hình thành năng lực cho học sinh.II. MỤC TIÊU DẠY HỌC:Chủ đề này sẽ mô tả lại kiến thức, kỹ năng, thái độ cụ thể của ba bộ môn Vật lý, Hóa học và Công nghệ, đồng thời giúp người học có năng lực vận dụng kiến thức liên môn vừa lĩnh hội được để giải thích, giải quyết một số vấn đề thực tế. Nội dung kiến thức được tích hợp trong chủ đề gồm:Bài 13. Liên kết cộng hóa trị, môn Hóa học lớp 10 2 tiết Bàì 17. Dòng điện trong chất bán dẫn, môn Vật lý lớp 11 2 tiếtBài 4. Linh kiện bán dẫn và IC, môn Công nghệ lớp 12 1 tiết.Chủ đề sẽ thay thế cho việc dạy học các bài nêu trên và thời lượng dự kiến cho chủ đề là 3 tiết thực dạy trên lớp.III. ĐỐI TƯỢNG DẠY HỌC CỦA CHỦ ĐỀ:Đối tượng là học sinh khối 10 trường THPT Lang Chánh.Thời điển dự kiến dạy chủ đề là cuối học kỳ II lớp 10.VI. Ý NGHĨA CỦA VIỆC THỰC HIỆN CHỦ ĐỀ:1. Đối với thực tiễn dạy học: Thông qua chủ đề HS có thể: Tìm hiểu được thế nào là liên kết cộng hóa trị và các tính chất, đặc điểm của liên kết cộng hóa trị.
Trang 1TÊN CHỦ ĐỀ LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN VÀ ỨNG DỤNG
I MỤC TIÊU:
1 Kiến thức
- Giúp HS hiểu được sự hình thành liên kết cộng hoá trị trong một số đơn chất, hợp chất
- Khái niệm về liên kết cộng hoá trị
- Hiểu được khái niệm liên kết cộng hóa trị không cực, có cực và liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba
- Xác định được bản chất liên kết trong một số loại chất bán dẫn điển hình, qua
đó giải thích được cơ chế dẫn điện, hạt tải điện trong chất bán dẫn
- Nêu được đặc điểm của hai loại bán dẫn tạp chất
- Tìm hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của một số linh kiện bán dẫn cơ bản
2 Kỹ năng
- Kỹ năng quan sát, tìm tòi kiến thức
- Kỹ năng phân tích, tổng hợp
- Kỹ năng hoạt động nhòm và thuyết trình, báo cáo sản phẩm, kết quả hoạt động của nhóm
3 Thái độ
- Thái độ nghiêm túc, nhiệt tình trong khi tham gia hoạt động tập thể
- Nâng cao ý thức cộng đồng, tinh thần đoàn kết, chia sẽ, đùm bọc
II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH:
1 Đối với giáo viên:
- Chuẩn bị nội dung dạy học, với hệ thống câu hỏi, phiếu học tập và nhiệm vụ tự học phù hợp
- Máy chiếu Projector, máy tính kết hợp với bài giảng điện tử soạn trên powerpoint
- Các hình ảnh phóng to về các loại linh kiện bán dẫn
- Một số linh kiện bán dẫn thường gặp
Trang 2- Video mô phỏng sự phá vỡ kiên kết hóa học trong bán dẫn của các tác nhân.
2 Đối với học sinh:
- Tham khảo lại các kiến thức có liên quan đến bài học
- Các thiết bị và đồ dùng học tập cần thiết
III PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC:
- Tổ chức cho học sinh hoạt động nhóm kết hợp với hoạt động độc lập của cá nhân
- Tổ chức dạy học nêu và giải quyết vấn đề
- Kết hợp giữa phương pháp vấn đáp với phương pháp trực quan tìm tòi phát hiện kiến thức
IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂ:
Tiết 1:
LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
* Ổn định tổ chức:(Thời gian: 1 phút)
- Kiểm tra sĩ số
- Nhắc nhở học sinh
* Hoạt động khởi động: Dẫn nhập vào bài học
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
DẪN NHẬP TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Kể tên một số chất
trong thực tế thường
gặp
- Phân tử các chất trên
là đơn nguyên, hay đa
nguyên tử?
- Các chất đề có xu
hướng đạt lớp vỏ bảo
hòa, bền vững Theo
các em làm thế nào để
có thể đạt được điều
đó?
- Ví dụ: Clo, Hidro, Oxi, AxiClohdric, Amoniac, Acgon
- Có chất đơn nguyên, có chất đa nguyên tử
- Sẽ liên kết với nhau
Chúng ta biết rằng bất kỳ nguyên tử chất nào cũng có
xu hướng tạo lớp vỏ electron của khí hiếm, tức bền vững Nhưng bản chất chúng có thể thừa, hoặc thiếu các electron Vậy làm thể nào để có lớp vỏ bền vững? Vâng, chúng có thể liên kết với nhau tạo thành các phân tử Vậy, chúng liên kết như thế nào? Chúng ta sẽ giải quyết nội dung với bài học này.
* Hoạt động hình thành kiến thức: 1 Liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau Sự hình thành đơn chất:
Trang 3TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
Yêu cầu học sinh hoàn
thành phiếu học tập:
- Viết cấu hình electron
của nguyên tử Clo
- Clo thiếu bao nhiêu
electron để đạt cấu hình
khí hiếm
- Clo có bao nhiêu
electron độc thân
- Chúng phải làm thế
nào để đạt cầu hình khí
hiếm
- Yêu cầu hoàn thành
phiếu học tập với nội
dung tương tụ cho Nitơ
- Nhận xét kết quả
- Liên kết trên gọi là
liên kết cộng hóa trị
Vậy LKCHT là gì?
- Hãy nhận xét vị trí của
gặp electron dùng
chung
- Gọi đó là liên kết
CHT không phân cực
Vậy, thế nào là liên kết
CHT không phân cực
Hoàn thành theo nhóm:
- Cấu hình:
1s22s22p63s23p5
- Thiếu 1 electron để đạt
Ch khí hiếm
- Mỗi nguyên tử có 1 electron độc thân
- Hai nguyên tử Clo sẽ liên kết với nhau nhờ đưa ra các electron độc thân để dùng chung
- Hoàn thành phiếu học tập và đại diện lên bảng trình bày
- Tiếp thu
- Trả lời
- Nằm chính giữa hai nguyen tử
- Trả lời
a Sự hình thành phân tử
Cl 2:
(Z=17)
- Cấu hình: 1s22s22p63s23p5
- Công thức electron:
Cl : Cl
- Công thức cấu tạo:
Cl – Cl
b Sự hình thành phân tử nitơ:
- Hai nguyên tử nitơ liên kết với nhau bằng 3 cặp electron
N + N N N
- Công thức electron:
N N
- Công thức cấu tạo: N ≡ N
- Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung
- Mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hóa trị
- Liên kết cộng hóa trị không phân cực là liên kết mà cặp e dùng chung không lệch về phía nguyên tử nào
* Hoạt động hình thành kiến thức và luyện tập:
2 Liên kết giữa các nguyên tử khác nhau, sự hình thành hợp chất:
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
NỘI DUNG TRỢ GIÚP CỦA
GV
HOẠT ĐỘNG CỦA
HS
- Yêu cầu học sinh
hoàn thành phiếu - Hoàn thành theo
a Sự hình thành phân tử hyđro clorua (HCl):
- Liên kết của cặp electron ở nguyên
Trang 4học tập cho các chất
HCl và CO2 với các
nội dung tương tự
- Trên cơ sở đó rút
ra khái niệm liên kết
cộng hóa trị phân
cực
- Chuẩn kiến thức
nhóm:
- Các nhóm cử đại diện trình bày và nhận xét kết quả nhóm kế bên
- Tiếp thu
tử HCl
H + :C l: : H :C l
:
- Công thức electron: H Cl
- Công thức cấu tạo: H – Cl
- Cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử được gọi là liên kết cộng hóa trị có cực hay liên kết cộng hóa trị phân cực
b Sự hình thành phân tử khí cacbon đioxit (CO 2 ):
- Trong phân tử CO2, nguyên tử C nằm giữa 2 nguyên tử O và nguyên tử
C góp chung với mỗi nguyên tử O hai electron
- Công thức electron:
O C O
- Công thức cấu tạo:
O = C = O
* Hoạt động tìm tòi, khám phá và vận dụng:
Nhiệm vụ về nhà
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Giao nhiệm vụ về nhà với các nội dung:
+ Phân loại các loại liên kết cộng hóa trị
+ Tính chất của các chất có liên kết cộng
hóa trị
+ Xác định loại liên kết hóa học trong tinh
thể Sillic
+ Hãy phỏng đoán về tính dẫn điện của tinh
thể Silic tinh khiết trong điều kiện thường
và điều kiện có tác nhân
- Kiểm tra kết quả báo cáo và phát vấn các
nội dung đã nêu trong yêu cầu
HS nhận nhiệm vụ về nhà:
+ Cá nhân HS làm bài dưới dạng báo cáo thu hoạch
+ Sau khi có kết quả cá nhân thì đem
so sánh, trao đổi với các bạn trong lớp và hoàn thiện báo cáo
Tiết 2:
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN VÀ ỨNG DỤNG
* Ổn định tổ chức:(Thời gian: 1 phút)
Trang 5- Kiểm tra sĩ số.
- Nhắc nhở học sinh
* Hoạt động khởi động: Dẫn nhập vào bài học
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
KẾT QUẢ BÁO CÁO TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Cho HS quan sát
video xem video về
cấu tạo và sự hình
thành hạt tải điện
trong tinh thể Silic
- Kiểm tra kết quả báo
cáo và phát vấn các
nội dung đã nêu trong
yêu cầu
- Chuẩn kiến thức
- Kiếm tra lại kết quả qua video
- Nộp báo cáo kết quả hoạt động tại góc học tập của nhóm và trả lời các nội dung theo phát vấn của GV
- Tiếp thu
- Các chất không cực: Phần lớn không tan trong dung môi không cực và không dẫn điện ở ĐK thường
- Cặp electron dùng chung sẽ lệch về phía nguyen tố có độ âm điện lớn hơn
- Trong tinh thể tinh khiết, Silic tham gia 4 liên kết đơn không cực với 4 silic bên cạnh, tạo lớp
vỏ bền vững
- Từ tính chất chung suy ra điều kiện thường Silic dẫn điện rất kém
* Hoạt động tìm tòi, khám phá: 1 Chất bán dẫn và tính chất
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
NỘI DUNG TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Mật độ hạt tải trong
silic thay đối như thế
nào khi có tác nhân?
- Vì vậy gọi silic và một
số chất tương tụ là chất
bán dẫn
- Hãy tìm hiểu và nêu
tính chất của bán dẫn
- Chuẩn kiến thức
- Tăng lên về mật độ hạt tải, tức khả năng dẫn điện tăng nhanh
- Tiếp thu
- Trả lời
- Tiếp thu
- Các chất silic, Giecmani
có tính tính dẫn điện thay đổi nhanh theo điều kiên nên gọi
là chất bán dẫn
- Tính chất:
+ Điều kiện thường thì điện trở suất bán dẫn tinh khiết rất lớn
+ Giảm mạnh khi có tác nhân nhiệt độ, hoặc ion hóa
+ Điện trở suất của bán dẫn cũng phụ mạnh thuộc tạp chất Một hàm lượng nhỏ tạp chất cũng có thể làm tăng số hạt tải của chất bán dẫn rất
Trang 6nhiều lần.
* Hoạt động tìm tòi, khám phá:
2 Hạt tải trong chất bán dẫn Bán dẫn loại p và loại n.
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
NỘI DUNG TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Cho HS quan sát lại
video và phát vấn: Khi
có tác nhân có thể hình
thành những loại hạt tải
nào trong bán dẫn?
- Nhận xét
- Các hạt này chuyển
động thế nào khi có điện
trường? Bản chất dòng
điện trong bán dẫn là gì?
- Chuẩn kiến thức
- Cho HS quan sát mô
hình về sự hình thành hạt
tải trong bán dẫn tạp chất
và yêu cầu trả lời PHT
+ Có thể pha nhóm tạp
chất nào vào bán dẫn
tinh khiết để làm tăng
mật độ hạt tải?
+ Hạt tải điện trong bán
dẫn khi đó là những loại
nào? Loại hạt nào là chủ
yếu?
- Thông báo về cách gọi
bán dẫn và tạp chất
- Quan sát và trả lời
- Tiếp thu
- Trả lời
- Tiếp thu
- Hoàn thành theo nhóm và trả lời
- Tiếp thu khi giáo viên chuẩn hóa kiến thức
a Electron và lỗ trống.Bản chất dòng điện trong bán dẫn.
- Mỗi electron bứt khỏi liên kết có thể chuyển động tự do, được gọi là electron tự do
- Mỗi liên kết bị đứt sẽ thiếu electron, nên mang điện dương, được gọi là lỗ trống Lỗ trống có thể chuyển động tương đối nhờ chuyển động của electron tự do
- Dòng điện trong bán dẫn là dòng các electron dãn ngược chiều điện trường, lỗ trống cùng chiều điện trường.
b Bán dẫ loại p và loại n Tạp chất dono và tạp chất axepto:
- Khi pha tạp chất thuốc nhóm III
và bán dẫn thì hạt tải tạo ra:
+ Chủ yếu là: Lỗ trống
+ Thứ yếu là: Electron
- Gọi bán dẫn đó là bán dẫn loại p
và tạp chất đó gọi là tạp chất nhận, hay Axepto
- Khi pha tạp chất thuốc nhóm V
và bán dẫn thì hạt tải tạo ra:
+ Chủ yếu là: electron + Thứ yếu là: Lỗ trống
- Gọi bán dẫn đó là bán dẫn loại n
và tạp chất đó gọi là tạp chất cho, hay Đono
* Hoạt động hình thành kiến thức:
3 Lớp chuyển tiếp p - n
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
NỘI DUNG TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
Trang 7- Cho HS quan sát mô
hình trình chiểu về hiện
tượng xảy ra ở lớp
chuyển tiếp p-n Sự hình
thành lớp nghèo
- Chuẩn kiến thức
- Khi có điện trường
ngoài, dòng điện có thể
qua lớp nghèo theo các
chiều như thế nào?
- Chuẩn kiến thức
- Thông báo hiện tượng
phun hạt tải điện qua lớp
nghèo
- Quan sát và trả lời
- Tiếp thu
- Trả lời
- Tiếp thu
- Tiếp thu khi giáo viên chuẩn hóa kiến thức
a Khá niệm
Lớp chuyển tiếp p-n là chổ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên 1 tinh thể bán dẫn
b Lớp nghèo:
Ở lớp chuyển tiếp p-n không có hoặc có rất ít các hạt tải điện, gọi là lớp nghèo Ở lớp nghèo, về phía bán dẫn n có các ion đôno tích điện dương và về phía bán dẫn p có các ion axepto tích điện âm Điện trở của lớp nghèo rất lớn
c Dòng điện chạy qua lớp nghèo
Dòng diện chạy qua lớp nghèo chủ yếu từ p sang n Ta gọi dòng điện qua lớp nghèo từ p sang n là chiều thuận, chiều từ n sang p là chiều ngược
d Hiện tượng phun hạt tải điện
Khi dòng điện đi qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều thuận, các hạt tải điện đi vào lớp nghèo có thể đi tiếp sang miền đối diện Đó sự phun hạt tải điện
* Hoạt động luyện tập và vận dụng:
Nhiệm vụ về nhà
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
- Giao nhiệm vụ về nhà với các nội dung
sưu tầm, tìm hiểu cấu tạo, phân loại,
nguyên lý làm việc của các loại linh kiện
bán dẫn theo nhóm:
+ Nhóm 1: Điốt
+ Nhóm 2: Tranzito
+ Nhóm 3 - 4: Tirixto
- Tiết tiếp theo: Kiểm tra kết quả báo cáo và
phát vấn các nội dung đã nêu trong yêu cầu
- HS nhận nhiệm vụ về nhà và hoàn thành theo nhóm
- Tiết tiếp theo:
Nộp báo cáo kết quả hoạt động tại góc học tập của nhóm và trả lời các nội dung theo phát vấn của GV
Tiết 3:
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN VÀ ỨNG DỤNG
Trang 8* Ổn định tổ chức:
- Kiểm tra sĩ số
- Nhắc nhở học sinh
* Hoạt động khởi động: Dẫn nhập vào bài học
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
DẪN NHẬP TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Trước khi kiểm tra
báo cáo của HS, GV
cho HS quan sát một số
linh kiện bán dẫn thực
tế và hình ảnh trình
chiếu phóng to về các
linh kiện này
- Yêu cầu HS phân loại
các linh kiện trên
- Quan sát và nhóm thực hiện yêu cầu của
GV
- Trình bày ý kiến của nhóm trước lớp
- Chúng ta đã hoàn thành 2 tiết của chủ đề Các tiết trước cũng được xem như là cơ sở lý thuyết
để hoàn thành nhiệm vụ cuối cùng trong tiết này
- Theo yêu cầu của nhiệm vụ về nhà và qua quan sát hình ảnh, thực tế các thiết bị, linh kiện, các
em hãy phân loại các thiết bị, linh kiện trên theo đúng chủng loại
* Hoạt động vận dụng 1 :
1 Điốt:
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
NỘI DUNG TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Yêu cầu nhóm 1 trình
bày kết quả báo cáo Các
nhóm còn lại theo dõi
SGK và nhận xét.
- Đưa ra nội dung kiến
thức chuẩn hóa trên màn
hình trình chiếu và nhận
xét, đánh giá kết quả hoạt
động của nhóm.
- Nhóm 1 cử đại diện báo cáo.
- Trả lời những thắc mắc của nhóm khác.
- Tiếp thu kiến thức GV chuẩn hóa.
- Khái niệm: Là linh kiện bán dẫn có 1 lớp tiếp giáp P-N
- Phân loại : Gồm 3 loại chính + Điốt iếp điểm.
+ Điốt tiếp mặt.
+ Điốt ổn áp.
- Kí hiệu trong mạch điện: hình 4.1 SGK
* Hoạt động vận dụng 2 :
2 Tranzito
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
NỘI DUNG TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Yêu cầu nhóm 2 trình
bày kết quả báo cáo Các
- Nhóm 2 cử đại diện báo cáo.
- Khái niệm : là linh kịên có 2 lớp tiếp giáp P – N và có 3 cực
Trang 9nhóm còn lại theo dõi
SGK và nhận xét.
- Đưa ra nội dung kiến
thức chuẩn hóa trên màn
hình trình chiếu và nhận
xét, đánh giá kết quả hoạt
động của nhóm.
- Trả lời những thắc mắc của nhóm khác.
- Tiếp thu kiến thức GV chuẩn hóa.
( E,B,C)
- Phân loại : + PNP +NPN
- Sơ đồ cấu tạo và kí hiệu của tranzito trong mạch điện : hình 4.3 SGK
- Công dụng : dùng để khuếch dại, tách sóng và xung.
* Hoạt động vận dụng 3 :
3 Tirixto
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
NỘI DUNG TRỢ GIÚP CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Yêu cầu nhóm 3,4 lần
lượt trình bày kết quả
báo cáo và bổ sung Các
nhóm còn lại theo dõi
SGK và nhận xét.
- Đưa ra nội dung kiến
thức chuẩn hóa trên màn
hình trình chiếu và nhận
xét, đánh giá kết quả hoạt
động của nhóm.
- Nhóm 3, 4 cử đại diện báo cáo.
- Trả lời những thắc mắc của nhóm khác.
- Tiếp thu kiến thức GV chuẩn hóa.
- Khái niệm : là linh kịên có 3 lớp tiếp giáp P – N và có 3 cực ( A, K, G)
- Nguyên lý làm việc và thông
só kỹ thuật chính : + Khi chưa có UGK dương thì thì duc cực anôt có được phân cực thuận, nó vẫn không dẫn điện ; khi đồng thời có UGK và UAK dương thì nó cho dòng điện đi từ
A sang K và sẽ tắt khi UAK = 0 hay UAK < 0
+ Các thông số chính gồm : IAđm, UAkđm, UGK và IGKđm
- Công dụng chính của tirixto : dùng để chỉnh lưu có điều khiển băng cách điều khiển cho UGK xuất hiện sớm hay muộn.
* Hoạt động luyện tập:
Nhiệm vụ về nhà
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
- Giao nhiệm vụ về nhà với các nội dung
sưu tầm, tìm hiểu cấu tạo, phân loại,
nguyên lý làm việc của các loại linh kiện
bán dẫn còn lại và IC:
- Tiết tiếp theo: Kiểm tra kết quả báo cáo và
phát vấn các nội dung đã nêu trong yêu cầu
- Cá nhân HS nhận nhiệm vụ về nhà
và hoàn thành nhiệm vụ
- Nộp báo cáo xem như bài tập về nhà
Trang 10V Rút kinh nghiệm sau tiết giảng:
Về nội dung :………
………
Về thời gian :………
………
Về phương pháp :……….
………
Về phương tiện :………
………
Về học sinh :……….
………
PHIẾU MÔ TẢ HỒ SƠ DẠY HỌC DỰ THI CỦA GIÁO VIÊN