南通大学附属中学(2015年项目)
一、项目名称：3D打印创新实验室
二、项目方案
1、项目介绍
(1)背景：3D打印技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前正成为一种迅猛发展的潮流。3D打印技术未来的发展将使大规模的个性化生产成为可能，这将会带来全球制造业经济的重大变革。3D打印技术是一项前瞻性，战略性技术，其应用范围很广，从医疗卫生到工程制造的领域跨度非常大。3D打印技术已经为社会的发展带来了巨大的变革。
近年来，很多学校在摸索着创新教学模式，把3D打印系统与教学体系相整合。一方面3D打印机可以提高学生在掌握技术方面的优势，提高学生的科技素养。另一方面利用3D打印机打印出来的立体模型，显著提高学生的设计创造能力。随着3D打印机逐步降低门槛及应用领域扩大，3D打印机已经进入国内基础教育领域，以下就是3D打印机在国内教学上应用的方式：数学系的学生可以将他们的“问题”打印出来，并在他们自己的学习空间中寻找答案，比如打印一个几何体，让他们更的去了解几何内部各元素之间的联系。工程设计系的学生可以用它打印自己设计的原型产品进行测试，研究与探索。建筑系的学生可以用它简便快速的打印出自己设计的建筑实体模型。车辆工程的学生可以打印各种各样的实体汽车部件，便于测试。
本课题选题目的为顺应3D打印技术发展的前沿领域，依托3D打印技术和通用技术课程，研究和总结如何使两者有效结合，从而进一步激发学生的学习兴趣，更好的帮助学生理解和掌握通用技术课程的相关知识点。
(2)教室：每个桌上会配备3D打印机、电脑、3D建模软件，让学生切身感受3D打印的实现过程
(3)教具：与课程相结合的教具，让理论不再抽象，看得见、摸得到的知识
(4)课程案例-物理主题：在运用了3D打印之后，很多的物理问题可以通过3D打印机打印模型进行演示。我们通过3D打印出来的桥梁模型，让学生通过自己动手来模拟理解桥梁的结构，明白老师举例的桥梁事故的发生原因，更加深刻的了解学习物理的重要意义
(5)课堂互动：学生对课程表现极大的兴趣，踊跃与老师交流、3个小时的投入上课，让我们试听课程的专业对接教育机构的经销商，表示吃惊和称赞!
(6)学生作品：通过短短3个小时课程，学生收获了科普、常识等小知识，强化了传统物理化学等学科知识，并可以自己设计简单的3D模型，激发出无限的想象力，创作属于自己的作品!
南通大学附属中学(2015年项目)
一、项目名称：纳米科技创新实验室
二、项目方案
1、项目介绍
(1)背景：21世纪三大科技：信息技术、生物技术、纳米技术;纳米技术是21世纪科技发展的领头羊;纳米科技教育在世界各国的中小学发展迅猛，中国相对落后，急需加强纳米科技在中学教育中的地位;中学理科教学的个性化不够，培养创新能力的实验装备和方式不够。
南通大学附属中学纳米科技创新实验室，是一个融合了前沿纳米科技和中学理化生个性化教学的创新型项目。
(2)主要内容：南通大学附属中学纳米创新实验室，旨在运用世界上最先进的纳米检测仪器——教学型扫描隧道显微镜、原子力显微镜，结合中学物理、化学、生物的实验教学，建设纳米检测环境下基于科学思想和方法的、可供推广的纳米科学教育与传播方式和课程，丰富该校理化生课程的教学方式，推进前沿的纳米科学与中学教材及课程的整合，强化了该校理化生及探究课实验的直观性、趣味性和动手性，培养学生的探究精神和创新能力，跟上世界科技发展与科技教育发展的潮流。
(3)项目效果：
(1)将跨学科交叉的教学和实验，引进学校实验课程，使理科校本教学实验内容更丰富，教学能力更强;
(2)将先进的纳米科技概念、纳米材料和纳米检测等高科技，引入学校教学，开拓了学生的科学视野;
(3)将先进的教学理念和仪器设备引进学校实验课堂，提高中学教育的创新能力，激发学生的探索精神;
(4)将多种纳米实验课后的实践活动方案，引入学校教学，为学生提供了一个更广泛的实验实践平台。
2、建设方案
(1)实验室设计与配置
教师演示区
教师进行扫描隧道显微镜、原子力显微镜、生物全息显微镜的日常教学活动，包括介绍扫描隧道显微镜、原子力显微镜、生物全息显微镜的技术原理，演示显微镜的使用方法。
学生实验区
提供专用课桌和仪器设备，学生制作样品(如DVD光盘)和利用显微镜测试样品的空间，利用扫描隧道显微镜、原子力显微镜和生物全息显微镜观察石墨原子的六边形网状结构、DVD光盘的内部结构、硬币的表面结构、金原子簇等操作实验。
学生体验区
提供专用课桌和配备文字说明的纳米样品及纳米生活用品，展示各种各样的纳米材料：如纳米领带，纳米袜子，纳米清洁海绵，聚苯乙烯小球膜，磁性微球，碳纳米管等。
学生讨论区
实验完毕后教师与学生的心得交流，例如在实验中收获了哪些成果，学习到了什么知识，实验过程中遇到了什么问题，为何会产生误差，应该如何避免等一系列问题探讨;学生间还可以互相汇报实验报告，把自己做出的实验成果一一展示。
学生阅读区
有阅读区数十本纳米科技书籍，可供学生在实验中查找资料，阅读相关纳米科技书籍。
(2)实验室核心仪器设备
创新纳米实验区里拥有世界前沿的技术：纳米触控技术和纳米检测技术，纳米制备技术，以全班50人参加实验计，所需使用的教学仪器主要包括：
教学型扫描隧道显微镜(T-STM101)
(1)世界上中学通用的纳米实验室实验仪器，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);超微型一体化设计，安装简单，教学方便;
(2)目前世界上最小的最先进的纳米教学仪器，专为中学物理和化学、生物的实验教学设计，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”;
(3)操作简单，适用于学生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。
T- AFM_3600B 科研型原子力显微镜
(1)可以辅导学生制作多种样品，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。
(2)由于此仪器是可以在大学科研上使用的，所以，中学还可以与大学和企业合作，进行产学研项目，可以协助大学的科研项目，并使学生在科研小助手的活动中，培养科学探究精神和创新能力，成为未来的科学家。
教学型高端原子力显微镜(T-AFM101)
(1)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;可以观测导电和不导电的纳米材料表面的三维立体图像;分辨率横向达到1.0nm，纵向达到0.2nm;无需调整激光和探测器;无须安装系统，直接连接电脑和打开软件即可。
(2)可以辅导学生制作多种样品，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。
(3)由于此仪器是可以在大学科研上使用的，所以，中学还可以与大学和企业合作，进行产学研项目，可以协助大学的科研项目，并使学生在科研小助手的活动中，培养科学探究精神和创新能力，培养小小科学家。
(4)相比同样的原子力显微镜(3600B)，科技含量更高，技术国际领先，是高端教学型原子力显微镜，引进瑞士技术，国内组装，体积小、携带和使用都极为简单，特备是操作上简单易学，适合学生独自操作和实验。
数码液晶显微镜
(1) 为纳米实验区进行纳米探究实验研发的数码液晶显微镜，与传统光学显微镜相比，具有功能兼容性强、直观显示、操作简单、易上手等特点;
(2) 适用于与扫描隧道显微镜做比对教学实验，数码液晶显微镜可观察到微米级的物体，也可以进行微纳米的教学探究和实验。与扫描隧道显微镜一起用于人教版的物理、化学、生物实验和探究实验。
三、项目维护和反馈
1、项目维护
(1)设备仪器安装维护。公司技术人员负责安装及技术培训，直至学校负责教师能掌握使用仪器;
(2)培训部负责对上课教师的实验室使用培训，包括仪器的使用和纳米课程的指导;
(3)组织学校老师参加在苏州总部的教师培训班学习;
(4)组织学生纳米科技知识竞赛
2、使用反馈
经过对该校100名学生的问卷调查，喜欢纳米试验课的学生占100%;问卷十名教师，觉得学校应该开设纳米实验课程的占87%。尽管纳米科技实验室建设是全新的创新项目，但是已经受到全国多个省市重点学校的使用，并获得一致好评。
四、案例展示
南通大学附属中学 纳米实验室装修效果图
南通大学附属中学 纳米实验室上课情形
