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南通大学附属中学建成纳米创新实验室

2018-11-26 10:24:15

10月9日,南通大学附属中学纳米创新实验室安装工作全部完成,教师培训工作也基本结束,至此,一间在国内尚属少见的高端纳米创新实验室终于顺利建成。

中学纳米创新实验室,目前在全国一些重点中学兴起,这种实验室旨在通过先进的纳米检测仪器,创建可供推广的纳米科学教育与传播课程,重点在实践性、实操性、实验性,以全新的科学探究式的教学方式做引导,把前沿的纳米科技与中学理科教学与实验室相结合,创建本校的纳米科技校本课程。

纳米实验室是跨学科实验室,可同时进行理化生的教学和实验

南通大学附属中学的纳米实验室实验可谓高科技实验室,可进行物理、生物、化学多学科教学实验活动。例如实验室配置的教学型扫描隧道显微镜在中学教学中可以应用广泛,比如物理学科中涉及到量子理论、诺贝尔物理学奖、物质的导电性能;化学教学中借助扫描隧道显微镜检测同族金属元素的原子半径大小,通过比较实验结果,帮助学生更直观地了解元素周期表的变化规律。

我们知道,中学初中和物理、化学课本中都提及了扫描隧道显微镜,其中在物理教学中有隧道效应和量子物理的理论,扫描隧道显微镜则作为隧道效应的验证和应用可以让学生直观理解这些抽象的概念;从化学课程中大家都知道世界是由微观粒子原子、分子、离子组成的,通过扫描隧道显微镜可以看到原子的形貌和测试原子和分子的尺寸大小。

通过使用扫描隧道显微镜、原子力显微镜可以看到原来光学显微镜或其他仪器不能看到的微观原子、分子及一些纳米结构等。在实验教学中不仅可以改变传统的模型教学,而让学生直观、形象地学习理化生基础知识,还可以培养学生团队合作精神和动手操作能力,提高学生纳米科技的理解。

南通大学附属中学纳米实验室的配置了的超微型教学纳米显微镜

在该校的纳米实验室里,引人注目的就是世界上的小的,超微型纳米显微镜,包括有扫描随点显微镜和原子力显微镜。

高科技的超微型教学扫描隧道显微镜

可以观察原子的真实微观结构;可以观测到导电材料的表面三维原子图像;分辨率达到pm级别(1pm=10-3nm);关键的是超微型一体化设计,安装简单,教学方便;可作为教具使用,携带方便,老师可以提携进任意一间教室为学生演示原子的形貌,所以是专为中学物理和化学、生物的教学实验而设计制造的。适用于初高中校本教材中纳米知识点的实验和教学,如“物质的组成“等,让学生看到真实的“原子”,是中学纳米实验室必备的的教学实验教具;

由于操作简单,学生们还可以动手进行纳米观察实验,通过自己设计的小实验,运用仪器的辅助,更好滴学习纳米科技知识,提高动手和创新的能力。

高科技的超微教学原子力显微镜

可与教学型扫描隧道显微镜配套使用,功能互补,特别具备可以观测多类纳米材料的真实表面微观结构;可以观测到纳米材料表面的三维立体图像;分辨率横向达到0.3nm,纵向达到0.05nm;金属隔音防尘箱;CCD成像系统。

学生可以自行制作多种样品,根据样品设计多种纳米实验方案,更适用于高中的物理和化学教学和初中的探究课教学。由于可供检测观察的样品较多,除满足日常理科教学实验外,更适合组织尖子学生组成科学探究小组,进行多种纳米科学实验。

由于该校纳米实验室的设备是可以在大学科研上使用的,所以,该校还计划与大学和企业合作,进行产学研项目研究,给学生提供科研式和研究是学习的条件,培养科学探究精神和创新能力,成为未来的科学家。


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