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政策解读:普通高中物理教学装备配置标准新增微型教学扫描隧道显微镜
发布时间:
2025/08/29
近日,教育部发布了普通高中数学、物理、化学、生物学、地理、通用技术和信息技术7个学科教学装备配置标准(以下简称“配置标准”),健全中小学装备配置标准体系,规范和引领全国普通高中学校教学装备的科学配备,加快推进基础教育高质量发展。
配置标准以服务教育强国建设为根本遵循,依据普通高中课程方案和课程标准,结合实验教学实际需求,旨在解决“为何配”“配什么”“怎么配”“配得好”等问题,为必修、选择性必修和选修课程的实践性教学提供有力支撑。标准研制坚持系统思维,既注重夯实共同基础,又充分考虑差异化需求,通过基本配置与选择配置相结合的多样化方案,满足基础性实验、拓展性实验和创新性实验等不同层次教学需求。聚焦教育数字化战略部署,着力推进教学装备智能化升级,新增数字化、智能化、绿色化教学设备,加快构建信息化实验教学环境。同时,严格把控装备质量安全标准,科学设定技术参数指标,明确教学性能要求,强化安全环保规范。在应用层面突出育人导向,配套提供实验实践活动指导建议,切实促进教育装备与课程标准、教学实践的有机融合。
配置标准的实施应用,将对提升高中办学条件、夯实基础学科建设、培育学生科学素养和创新精神发挥积极作用。
微型教学扫描隧道显微镜在普通高中物理教学中的应用与前景分析
核心应用场景
1. 原子成像
微型教学扫描隧道显微镜(STM)可让学生直接观察石墨、金属等材料的原子像排列,这种直观的原子级成像弥补了传统光学显微镜的不足,帮助学生提高对“物质微观结构”的具象认知。
2. 量子隧穿效应
STM基于量子隧穿效应的原理,学生通过调节探针与样品间距等参数,可实时观测隧道电流变化,验证隧穿概率与势垒宽度的指数关系。例如,北京十一学校通过STM实验演示石墨原子图像,学生可自主操作获得5 nm×5 nm区域的原子像,直观理解隧穿效应的原理。


3. 谱学分析
高端教学型STM集成锁相放大模块,支持一阶微分隧道谱(dI/dV)测量,学生可探究材料表面电子态密度分布。例如,在CrSBr二维材料实验中,通过谱线分析验证其带隙特性(1.5 eV)。
4. 跨学科融合实践
微型教学扫描隧道显微镜(STM)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,提高学生对量子科技的理解和认识。
微型教学扫描隧道显微镜的普及,标志着我国高中物理教育从宏观现象向微观本质的跨越式发展。通过政策引导、课程创新与技术迭代,该设备将成为培育未来科学家的重要工具,为“科技强国”战略提供基础教育支撑。
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