Funktion und Anwendung von Halbleitern am Beispiel von LDR- und NTC - Widerständen

Ziele

� Verstehen, Entwickeln und Bauen einer elektronischen Schaltung zur Steuerung

� Selbständiges Zuordnen von Eingangs- und Ausgangsgrößen bei Signalwandlern

� Erschließen von Funktion und Grundstruktur technischer Geräte und Abläufe mit Hilfestellung des Lehrers/der Lehrerin

� Übertragen eines erlernten Prinzips, Verhalten eines LDR - Widerstandes, auf Anwendungsfälle

� Aufbauen von Versuchsschaltungen mit dem Steckbrett und ihre Übertragung auf Leiterplatten

� Selbständiges und sachgerechtes Umgehen mit Material und Werkzeug sowie mit Prüf- und Messgeräten

� Bereitschaft zur Teamarbeit und zum Einbringen eigener fachlicher und sozialer Fähigkeiten in ein gemeinsames Projekt

Unterrichtskonzept Analyse und Konstruktionsaufgabe

Richtlinienbezug� Gesamtschule NRW:

Bereich "Information und Kommunikation"; Unterpunkt "Schalten, Steuern, Regeln von Prozessen und Anlagen."

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Unterrichtsablauf

Fachtipps für Lehrer

Medien und Material

Briefkasten Anregungen, Tipps und Hinweise bitte an: nuykenb@nwz.uni-muenster.de

Autoren

Theresa Schneider, Studentin, Institut für Technik und ihre Didaktik, WWU Münster

sneider@uni-muenster.de

Unterrichtsablauf im Überblick

Zum Konzept

� Beim Lernen in Arbeitsgruppen erfolgt die Aneignung des neuen Stoffes mit hoher Selbstständigkeit

� Die SchülerInnen erschließen sich die Wirkungsweise der Schaltung weitgehend eigentständig

� Die Jugendlichen üben sich in der Bereitschaft zur Teamarbeit und entwickeln so eine immer tiefer ausgeprägte soziale Kompetenz

� Die Jugendlichen üben sich im selbstständigen logischen Erschließen

� Die SchülerInnen trainieren ihre praktischen Fertigkeiten im Umgang mit elektronischen Systemen

� Das hier angeführte Einstiegsmodell in das neue Thema wird von den SchülerInnen gern angenommen, weil durch die Vorführung der Schaltung das Unterrichtsklima aufgelockert wird und die Jugendlichen sich in ihrer derzeitigen komplizierten persönlichen Situation ernstgenommen fühlen.

Organisation des Unterrichts

� Die Unterrichtstunde gliedert sich in mehrere Teile:

1. Einführung des neuen Bauelements LDR am Schaltungsbeispiel (Black-Box)

2. Theoretischer Transfer des Neuerlernten: Entwicklung einer Schaltungsvariation auf der Grundlage des vorliegenden Schaltungsbeipiels

3. Praktischer Transfer des Neuerlernten: technische Umsetzung der entwickelten Schaltungsvariante

4. Überleitung zum Thema der folgenden Unterrichtsstunde: Einführung des Bauelements NTC-Widerstand am Schaltungsbeispiel (Black-Box)

� Die vorliegende Doppelstunde bildet den ersten von zwei Teilen einer Unterrichtseinheit über die Funktion und Anwendung von Halbleitern (Thema der ersten Doppelstunde: LDR und NTC-Widerstand, Thema der zweiten Stunde: NTC- und PTC-Widerstand).

� Diese Einheit gliedert sich wiederum als Element in eine Unterrichtsreihe zum Thema "komplexe elektrische und elektronische Bauteile" ein.

� Eine vorhergehende Absprache mit den FachlehrerInnen der Physik bzw. Chemie erspart dem/der Lehrenden unnötigte Wiederholungen und erleichtert den SchülerInnen das Verstehen der fächerübergreifenden Zusammenhänge.

Merkmale der Analyse und Konstruktionsaufgabe

� Anwendung der Black - Box - Methode zur Erschließung der Steuerfunktion eines Systems mit Licht

� Kombination des bekannten Wissens über Transistoren mit neuen Kenntnissen über LDRs

� Variation der bekannten Steuerungsschaltung durch Austausch einiger Bauteile

� Umsetzung der theoretischen Schaltung in die Praxis � Übertragung des erlernten Prinzips auf die Steuerung eines

Systems mit Hilfe der Temperatur

� Von den SchülerInnen wird sowohl Teamarbeit als auch selbstständige Einzelarbeit gefordert:

Teamarbeit: (gemeinsam mit ihren MitschülerInnen)

1. Zuordnen von Ein- und Ausgangsgrößen bei einer

Anforderungen an die Arbeitsweise der Schüler

Black-Box 2. Aufstellen von begründeten Vermutungen 3. Erschließen des Innenlebens der Black-Box 4. Entwerfen neuer Schaltungsvarianten

Einzelarbeit:

1. Aufbauen einer Schaltungsvariante auf dem Steckbrett 2. Sachgerechtes Umgehen mit Werkzeugen,

Meßinstrumenten und Materialien 3. Auflöten von Bauteilen auf eine Platine

Kontrollmöglichkeiten

� Nach dem Erschließen der Black-Box, Überprüfung der aufgestellten Vermutungen durch Öffnen der Black-Box (Kontrolle über die Fähigkeit der Jugendlichen zum logisch technischen Denken / Selbstkontrolle für die SchülerInnen)

� Rückgriff auf den Unterrichtsinhalt "Transistor" (Kontrolle des Wissens aus der letzten Unterrichtsstunde)

� Entwerfen einer Schaltungsvariante und damit Anwendung des neu Erlernten am praktischen Beispiel (Selbstkontrolle).

� Hausarbeit: Verständniskontrolle des neu erlernten Prinzips anhand einer verwandten Schaltung (NTC statt LDR-Schaltung).

Teilaufgaben Tätigkeiten Ausstattung

1. Einführung des LDR anhand eines Steuerungsbeispiels

Anwenden der Black - Box - Methode zur Einführung des LDR, selbstständiges, schrittweises Erschließen der Bauelemente

Black - Box mit LDR zur Steuerung eines Kassettenrecorders Arbeitsblatt Black-Box (LDR)

2. Wiederholung der Wirkungsweise von Transistoren, Anwendung der "alten" Kenntnisse auf das Steuerungsbeispiel

Wiederholen der - in der letzten Stunde behandelten - Wirkungsweise eines Transistors anhand eines Analogiebeispiels, Schlussfolgern der Existenz eines Transistors als Bauelement im Steuerbeispiel

Arbeitsblatt Analogie Funktionsprinzip des Transistors

3. Anfertigung eines Tafelbildes der "erschlossenen" Schaltung und Ergebnisüberprüfung

Anzeichnen der "gefundenen" Schaltung an die Tafel, Überprüfen der Lösung durch Öffnen der Black-Box

Tafel, bunte Kreide; Tafelbild

4. Theoretische Erklärung des Leitungsmechanis- mus in Halbleitern

Verstehen des Übergangs der Ladungsträger vom Valenz- in das Leitungsband infolge von Energiezufuhr durch Nutzung der Analogie (Parkhausmodell) und Darstellung der Vorgänge im Kristallgitter

Parkhausmodell

Erklärung der Analogie für Lehrer

Bauanleitung eines Parkhausmodells für Lehrer

Arbeitsblatt Vorgänge im Kristallgitter,

5. Begriffserklärung "LDR" , Einführung

Erklären der Abkürzung LDR (engl.: "Light Dependent Resistor"); Anschreiben von Abkürzungsdefinition,

Tafel, Kreide.

von Schaltzeichen und Symbol, Einheit und Kennlinie des LDR

Schaltzeichen, Symbol, Einheit und Kennlinie des LDR an die Tafel.

6. Praktischer Teil: Verständniskontrolle und Transfer

Austeilen von Arbeitsblätter, Entwerfen eines neuen Schaltplans mit Hilfe der vorgegebenen Schaltung an der Tafel, Zusammenstecken der einzelnen Bauelemente auf dem Streckbrett

Arbeitsblätter für praktische Arbeit, Steckbretter, Batterien, Klingeln, Transistoren, LDR, Kabel, Meßgeräte

Entwurf der Leiterplatine

7. Aufräumen Aufräumen der Arbeitsplätze

8. Austeilung von Merkzetteln

Austeilen eines Merkblattes, auf dem die wichtigsten Erkenntnisse der Unterrichtsstunde zusammengefasst sind

Arbeitsblatt Merkblatt

9. Transferversuch und Hausaufgaben

Anwenden der Black - Box - Methode zur Einführung des NTC-Widerstandes, als Hausaufgabe: selbstständiges, schrittweises Erschließen der Bauelemente, Zeichnen des Bauplans

Black-Box: Platine mit Transistor, NTC-Widerstand, Basisspannungsteiler, 4,5V-Batterie, Summer, Fön.

Arbeitsblatt Black-Box (NTC)

Schaltplan der Black-Box mit NTC

Black - Box - Methode (LDR)

Schritt A:

Schritt B:

Schritt C:

Analogie zum Funktionsprinzips eines Transistors

Quelle: Lehrerfortbildung in NRW, Technikheft 15: Gesamtschule in NRW; Elektronik - Materialsammlung, 44, Kraus , Karl-Heinz / Theis, Hardo

Tafelbild

�

Analogieerklärung des "Parkhaus-" oder "Fähre- Modells"

�

(Quelle: Physik - Mittelstufe, Dorn, Franz / Bader, Hannover 121991)

Das Modell soll den SchülerInnen verstehen helfen, warum sich die elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern durch Energiezufuhr in Form von Wärme oder Licht erhöht.

�

Das Parkhaus:

Das Parkhaus verfügt über zwei Etagen, einem oberen Stockwerk (mit Ein- und Ausfahrt) und einem unteren, in dem viele Autos - dicht hintereinandergeparkt - stehen.

Um sein Fahrzeug aus der engen Parksituation im unteren Stockwerk wieder "befreien" und das Parkhaus verlassen zu können, muss jeder Wagen mit Hilfe eines Fahrstuhls wieder auf die erste Ebene angehoben werden (dafür ist Energie nötig).

In diesem oberen Stockwerk kann sich das Fahrzeug nun frei zum Ausgang bewegen, während für einen neuen Wagen die Möglichkeit besteht, durch den Eingang ins Parkhaus zu fahren und den freigewordenen ("Park"-)Platz in der unteren Ebene einzunehmen.

�

Übertragung der Analogie auf die Funktionsweise eines Halbleiters:

� obere Parkhausebene (mit Einfahrt auf der einen und Ausfahrt auf der anderen Seite) stellt das sog. "Leitungsband" eines Halbleiters dar.

� untere Parkhausebene versinnbildlicht das sog. "Valenzband". � dicht hintereinander geparkte Autos in der unteren Parketage repräsentieren Verhalten der gebundenen Elektronen im Valenzband, sog. "Bindungselektronen".

� frei bewegliche Autos auf der oberen Parkhausebene versinnbildlichen das Verhalten der Elektronen im Leitungsband.

� Energie für Fahrstuhl steht für die Energie, die Licht/Wärme den Elektronen zuführt und sie damit auf ein höheres Energieniveau anhebt;

� Parklücken in der unteren Etage stellen die sog. "positiven Löcher" dar.

�

Ausgangszustand:

Bei tiefen Temperaturen oder mangelnder Helligkeit sind die Bindungselektronen (Autos in der unteren Etage) im Bereich zwischen den Atomrümpfen fest eingebunden ("festgeparkt"; kein Auto kann vor oder zurück). Der Bereich zwischen den Atomrümpfen ist "abgesättigt", d.h. es besteht keine Möglichkeit, noch mehr Elektronen an den Bindungen im Valenzband zu beteiligen (die unterste Parketage ist bis auf den letzten Platz ausgefühlt).

Diese Tatsache hat zur Folge, dass trotz des Anlegens einer Spannung keine zusätzlichen Elektronen vom Minuspol in den Halbleiter "einwandern" und sich an den Bindungen beteiligen können (kein Parkplatz mehr für weitere Autos).

Der Halbleiter stellt daher einen unüberwindbaren Widerstand dar. Es kommt zu keiner Elektronenbewegung (Wagen stehen im Stau vor dem Parkhauseingang), folglich fließt kein Strom.

�

Zustandsänderung durch Energiezufuhr:

Wird dem Halbleiter nun jedoch Energie in Form von Licht oder Wärme zugeführt (Energie für den Fahrstuhl), dann kommt es zur immer stärkeren Bewegung der Elektronen im Valenzband. Einige dieser Elektronen werden dabei aus ihren Bindungen "freigeschüttelt" (die Energie wird in Arbeit des Fahrstuhls umgesetzt, so dass einige Fahrzeuge auf die erste Parkhausebene angehoben werden können).

Schließt man den Halbleiter nun an eine Spannungsquelle, so werden die freien Elektronen zum Pluspol gezogen (angehobene Autos verlassen Parkhaus durch die Ausfahrt) und am Minuspol wieder aus dem äußeren Stromkreis ersetzt (genauso viele Wagen, wie am Parkhausausgang herausfahren, können durch die Einfahrt ins Parkhaus eindringen und die Parklücken füllen).

�

Bauanleitung für ein "Parkhaus-" oder "Fähre-Modell":

Quelle: Physik - Mittelstufe; Dorn, Franz / Bader, Hannover 121991

Vorgang im Kristallgitter (vereinfacht)

Arbeitsanweisungen:

Deine Aufgabe ist es, eine Schaltung zu bauen, bei der eine Klingel ertönt, wenn Licht auf einen Fotowiderstand fällt. Dir steht dafür eine Spannungsquelle mit 3 V Spannung zur Verfügung.

1. Überlege Dir gemeinsam mit Deiner Tischgruppe wie der Plan einer solchen Schaltung aussehen müsste und zeichne ihn hier ein:

Hilfen:

a. Orientiere Dich an dem Schaltplan, den Du an der Tafel siehst. b. Verwende folgende Schaltzeichen:

2. Baue nun die von Euch gefundene Schaltung auf Deinem Steckbrett nach.

Achte dabei genau darauf, dass Du Basis, Collektor und Emitter bei dem

Transistor korrekt zuordnest. Wenn Du

fertig bist, lass Deine Schaltung von Deinem rechten Tischnachbarn/ Deiner

Tischnachbarin kontrollieren. Anschließend hole Dir eine 4,5V - Batterie vom

Lehrerpult und überprüfe Deine

Schaltung auch in der Praxis.

3. Ertönt Deine Klingel, wenn Licht auf den LDR fällt und verstummt das Klingeln, wenn Du den Fotowiderstand verdunkelst? Dann hole Dir nun eine vorbereitete Platine vom Lehrerpult und verlöte Deine Bauteile darauf. Gehe vorsichtig mit dem heißen Lötkolben um, und achte darauf, dass der Lötzinn gut zerfließt.

4. Abschließend schraube die Klingel auf die Platine und befestige auch die Batterie darauf. Wenn Du fertig mit Deinen Arbeiten bist, räume Deinen

Arbeitsplatz auf und hilf anschließend Deinen MitschülerInnen bei ihrem Bauteil.

Lösung der Aufgabe 1:

Entwurf der Leiterplatte

Ein Mitglied der „Halbleiter-Familie“: Der Fotowiderstand (LDR)�

In der Technik verwenden wir verschiedene sog. „Halbleiter“. Halbleiter verdanken ihren Namen

ihrer spezifischen Leitfähigkeit, die zwischen der von Leitern und der von Isolatoren liegt. Der

LDR (Fotowiderstand) ist einer von ihnen. Im Unterschied zum Ohmschen Widerstand ist sein

Widerstandswert nicht konstant, sondern nimmt mit zunehmender Helligkeit ab. �

Name:������������������ Der Fotowiderstand wird auch als LDR bezeichnet. Diese Abkürzung kommt aus

dem Englischen und steht für Light Dependent Resistor (dt.: licht-abhängiger

Widerstand).�

Schaltzeichen:�

Symbol:���������������� RF oder LDR (in der Literatur verschieden)

Einheit:���������������� Der LDR ist ein Widerstand.

Widerstände haben die Einheit Ώ. [R] = Ώ

Kennlinie:�

�������

Anwendung:������������ Fotowiderstände dienen der Umformung optischer in elektrische Signale.

Black – Box – Methode (für den NTC-Widerstand)

Schaltplan der Black-Box mit NTC-Widerstand

Fachtipps:

1. Einführung des LDR anhand eines Steuerungsbeispiels (besonders geeignet für Unterrichtsstunden am Montag morgen):

��� Der vorgeschlagene Unterrichtseinstieg (Black - Box mit LDR zur Steuerung eines Kassettenrecorders) bietet eine gute Gelegenheit, die aktuellen Erlebnisse und Probleme der Jugendlichen und ihre - in diesem Alter - oft besonders komplexe psychische Situation mit einzubeziehen:�

��� Viele Lernende - besonders der 9.und 10. Jahrgangsstufe - befinden sich in einer Entwicklungsphase, in der sie sich von der elterlichen Bindung lösen müssen und möchten, da für sie der schulische Abschluss, die Berufsfindung und damit der Beginn einer neuen – selbstständigeren Lebensphase – bevorsteht. Unstimmigkeiten mit den Eltern und Abwehrhaltungen auch gegenüber anderen Autoritäten sind in dieser Lebensphase keine Seltenheit. Sie sollen mit dem folgenden Einstiegsvorschlag humorvoll berücksichtigt werden:

��� Der Lehrende beginnt die Unterrichtsstunde mit meinem Unterrichtsgespräch. Er erkundigt sich durch gezielte Fragen bei den SchülerInnen nach ihren „Partyerlebnissen“ am letzten Wochenende u. nach den Reaktionen ihrer Eltern auf eine späte nächtliche Heimkehr. Die Jugendlichen berichten kurz von ihren Erlebnissen (z.B. Mutter liegt nachts immer wach, bis Sohn/Tochter nach Hause kommt; Eltern äußern sich empört über die späte Heimkehr...).�

��� Der Lehrer/die Lehrerin greift die Erzählungen auf und erzählt (die jeweilige Situation nachmachend) von seinen/ihren eigenen Erfahrungen: Sie/Er hätte - wenn es mal wieder später geworden sei - ganz leise das Hause betreten, habe kein Licht gemacht und sei auf Socken die Treppe bis ins Schlafzimmer hinaufgeschlichen. Erst hier - scheinbar ungehört und in "Sicherheit" - habe er/sie es gewagt, die Nachttischlampe anzuknipsen. Doch dann...

��� Der/die Lehrende knipst - ebenso wie in seiner Geschichte - eine Nachtischlampe an, die sich unmittelbar neben der Black-Box befindet. Aufgrund der erhöhten Lichtstärke schaltet der in der Black-Box befindliche und mit einem LDR kombinierte Transistor durch und nimmt so den Kassettenrecorder in Betrieb. Es ertönt eine - autoritär klingende - Stimme vom Tonband, die eine empörte Strafpredigt über die späte Heimkehr hält (hierbei sind der Phantasie keine Grenzen gesetzt; eine denkbare Aufnahme wäre z.B. folgende):�

��� "(Vorname des Lehrenden), jetzt bist Du schon wieder so spät nach Hause gekommen.� Es war abgemacht, dass Du spätestens um 24.00 Uhr wieder da bist..., und du hast dich wieder nicht daran gehalten! Und getrunken hast du bestimmt auch noch...! Und morgen früh kommst du dann wieder nicht aus den "Federn"! Was soll aus dir nur noch werden... ? Wohin soll das alles noch führen...?"��

��� Dieses vorgeführte technische Experiment bietet den Jugendlichen einen humorvollen Unterrichtseinstieg und fördert die Lernmotivation. Es hilft alters- bzw. entwicklungsbedingte "Abwehrhaltungen" der Lernenden gegenüber dem Lehrenden abzubauen und Solidarität zu stiften, indem es ähnliche Erfahrungen beim Lehrenden wie Lernenden aufzeigt.��

2. Einordnung in den größeren Unterrichtszusammenhang:

��� Die hier vorliegende Technikstunde bietet sich als Element einer Unterrichtsreihe über komplexere elektrische und elektronische Bauteile an. Sinnvoll dabei wäre es, in den vorangegangenen Stunden bereits die Wirkungsweise eines Transistors zum Thema zu machen und dann - mit dieser Doppelstunde beginnend - einen vierstündigen Komplex über „Halbleiter, die wichtigsten Elemente elektronischer Bauelemente“ anzuschließen.

��� Die ersten beiden Stunden dieses Unterkomplexes (hier vorliegend) beschäftigt sich vor allem mit der Funktionsweise eines LDR. Den Übergang zur nächsten Stunde bildet der NTC – Widerstand, während der PTC- Widerstand - in der anschließenden Doppelstunde - den Abschluss der Einheit über Halbleiter darstellt.�

3. Fächerübergreifender Unterricht:

Um die Wirkungsweise von Halbleiter-Bauelemente gut zu verstehen, bedarf es nur weniger, entscheidender Kenntnisse über den genauen Aufbau einer Kristallstruktur. Jede tiefere Auseinandersetzung mit den komplexen Vorgängen in einer Halbleiter-Kristallstruktur sollt daher dem Physikunterricht überlassen bleiben.�

Sehr zu empfehlen ist es jedoch, die vorliegende Unterrichtseinheit über Transistor und Halbleiter mit dem Lehrplan des Kollegen/der Kollegin in der Physik (eventuell auch der Chemie) zuvor abzustimmen, da so im Technikunterricht später bestimmte Kenntnisse bei den SchülerInnen vorausgesetzt und nur noch oberflächlich behandelt werden müssen.

4. Voraussetzungen:

��� Bei der hier vorliegenden Unterrichtsstunde werden bereits grundlegende Kenntnisse als bekannt vorausgesetzt (z.B. der Umgang mit dem Ohmschen Gesetz, die Kenntnis von Aufbau und Wirkungsweise eines Transistors und verschiedene praktische Fertigkeiten, wie Umgang mit Messgeräten, Abisolieren von Kabeln, das Löten oder das Ätzen von Platinen).�

5. Die Analogie zum Funktionsprinzip des Transistors:

��� Bei der Anwendung aller in dieser Unterrichtstunde verwandten Analogiemodelle, sollte auch ein Hinweis auf die Bereiche des Modells geschehen, in denen keine Analogie zum Original besteht. Wichtig ist dies bezüglich des....z.B. bezogen auf das dargestellte Größenverhältnis von "Basis-" und "Collektor-Emitter-Strom" oder auf die innere Wirkweise des Transistors selbst, die nicht über Ströme, sonder über Felder und Rekombinationsvorgänge von Ladungsträgern verläuft!

��� Bezüglich des "Parkhaus-" oder "Fähre-Modell" muss hingegen unbedingt daraufhingewiesen werden, dass es sich beim Valenz- oder Leitungsband nicht um unterschiedliche räumliche Bereiche handelt (auch die freien Elektronen befinden sich zwischen den Atomrümpfen). Die Darstellung der beiden "Bänder" als verschiedene räumliche Ebenen soll allein verdeutlichen, dass an den nun freien

Elektronen infolge der Wärmebewegung Arbeit verrichtet worden ist. Sie besitzen also mehr Energie als sie Bindungselektronen, sind "energetisch" angehoben.

6. Weitere praktische Vertiefung für sehr schnell arbeitende SchülerInnen:

��� Sollten einige SchülerInnen die vorgesehene praktische Arbeitseinheit in deutlich weniger als der dazu vorgesehenen Zeit erledigt haben, so bietet es sich an, diesen zur weiteren Beschäftigung, das Auflöten der soeben zusammengesteckten Schaltung auf eine Platine aufzutragen. Die hierfür erforderlichen Platinen sollte der Lehrende bereits schon fertig geätzt mitbringen, da der Ätzvorgang selbst nicht eigener Inhalt dieser Unterrichtsstunde sein kann und unter diesem Gesichtspunkt zu viel Zeit in Anspruch nehmen würde.

7. Hinweise zur gestellten Hausarbeit:

��� Bei der gestellten Hausarbeit ist es den SchülerInnen nicht möglich alle Bauteile der Schaltung selbständig zu erschließen. Zu erwarten ist es, dass die Lernenden bezogen auf die einzelnen Erschließungsschritte analog zur letzten Arbeitseinheit mit der Black-Box vorgehen. Sie werden auf diesem Wege auf einen Schaltplan kommen, der sich von dem aus der letzten Stunde nur darin unterscheidet, dass in diesem nun der LDR durch ein anderes Bauteil ersetzt worden ist, das statt auf Licht dieses Mal auf Wärme reagiert.�����

��� Didaktisch von großer Bedeutung ist es, dass der Lehrende die SchülerInnen für ihre Erschließungsleistungen lobt, ihnen also ein Erfolgserlebnis vermitteln. Anschließend kann er dann auf die gefundenen Ergebnisse aufbauen und den SchülerInnen erklären, warum die enthüllte Schaltung in der Black-Bock noch ein weiteren Bauteil, den Basisspannungsteiler enthält. Die SchülerInnen lernen so ein weiteres Bauteil der Elektrotechnik kennen, ohne zuvor in� ihren Erschließungserfolgen gemindert worden zu sein.�

8. Merkzettel:

��� Allgemein bietet es sich für den Technikunterricht an, den SchülerInnen jeweils am Ende der Unterrichtsstunde� einen Merkzettel mit den wichtigsten Inhalten der vergangenen Stunden mitzugeben. Die Lernenden haben auf diese Weise die Möglichkeit, sich während des Unterrichtes ganz auf die Erklärungen durch den/die LehrerIn, auf die Folien, Tafelbilder und Experimente zu konzentrieren und stehen nicht in der Gefahr, beim Mitschreiben wichtige Inhalte zu verpassen.

Medien und Material

1. Literatur zur Einarbeitung und Vertiefung:

• DORN, FRANZ/BADER, FRIEDRICH, Physik - Mittelstufe, Hannover 121991, 352ff;

• DORN, FRANZ/BADER, FRIEDRICH, Physik – Oberstufe Gesamtband 12/13, Hannover 51990, 81ff;

• EUROPA LEHRMITTEL, Elektrotechnik / Elektronik, 31996, 145ff;

• HERR, HORST (HRSG.), Technische Physik, Lehr- und Aufgabenbuch, Haan-Gruiten 1997, 423ff.

�

2. Benötigtes Material

� Schwarzen und gelben Tonkarton für die Black-Box;

� Schere und Klebeband;

� 1x Pappkarton;

� Paketband;

� Tafel und bunte Kreide;

�

� Kassettenrecorder und besprochenes Tonband;

� Fön;

� Nachtischlampe;

� Spielzeugautos fürs Parkhausmodell;

�

� Steckbretter (nach Anzahl der SchülerInnen);

� LDR (nach Anzahl der SchülerInnen +1);

� NTC-Widerstand (1x);

� Transistoren (nach Anzahl der SchülerInnen +2);

� Basisspannungsteiler (1x);

� 3V-Batterien (nach Anzahl der SchülerInnen);

� 4,5-V Batterie (1x);

� 6V-Batterie (1x);

� Klingeln (nach Anzahl der SchülerInnen);

� Summer (1x);

� Kabel;

� Messgeräte;

� Leiterplatinen für die Black-Box (2x);

� vorbereitete Leiterplatinen für die SchülerInnen;

� Lötkolben und Lötzinn;

�

� Arbeitsblätter für praktische Arbeit (nach Anzahl der SchülerInnen);

� Merkblätter (nach Anzahl der SchülerInnen);

� Folien:

- Erschließungsschritte der Black-Box mit LDR;

- Analogie Funktionsprinzip eines Transistors;

- Vorgänge im Kristallgitter;