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2021年3月18日

把香蕉留给电化学

贡献:阳光注热水爆炸

我认为教学的艺术是一种舞台表演;良好的教学需要有效的身体和声音交流技巧,在听众面前进行演讲和流畅的自发,充满信心。在不同的学术课程中,实验室课程的教学往往需要准备和预防,以确保参与者的学习体验和安全。然而,在通常的课堂环境之外教授实验课的复杂性确实涉及到以前可能没有考虑到的不确定性。我不是演员,但这可能就像在一个完全不同的舞台上表演,没有排练。想象一下这样的噩梦吧!作为坦桑尼亚阿鲁沙和莫什地区基西米里中学(Kisimiri Secondary School) a -level化学教师的特邀讲师,我有机会避免这种噩梦,通过使用两种常见的物品:香蕉和钉子,在为期一周的电化学工作坊中练习舞台表演艺术。

梅鲁山高耸于坦桑尼亚基西米里中学校园之上。孙hwi Bang摄

在设计工作坊的过程中,我受到启发,提出了一个很容易适用于参与教师的课堂设置的教学方案。很快,我就明白了实现这一抱负的一个必要条件,就是要在以教师为中心的学习活动和以学生为中心的学习活动之间取得良好的平衡。总之,这个项目需要多种多样的教学方法,包括演讲、讨论、实践实验。在这里,前两种情况可以在不知道发生地点的情况下进行相当的预测和准备。黑板和粉笔的简单组合就可以完成这项工作,不需要光束投影仪和屏幕。然而,在另一个国家准备一个实验环节确实包含了大量的未知进行化学实验。乘坐国际航班时,行李中有几瓶化学粉末和少量跳线,这可能会引起航空公司安检人员不必要的注意。因此,那些通常的实验材料可能不适合,尽管它们的教育价值是肯定的。

在化学课上,就像在全球开发工程中一样,根据当地可用的资源调整设计可以简化过程。

我越是试图以我所期望的完美水平来准备亲自动手的实验课程,我就越担心可能出现的意外情况。我忽略了这个研讨会的本质,它是向当地的化学老师提供一个电化学教学计划,这样他们就可以把它纳入自己的课堂设置。然后,我开始拥抱不确定性的美好,因为如果教材很难准备,那些老师在将工作坊的材料应用到自己的课堂上时,也会有类似的问题。因此,我决定不使用正式的实验室设备和化学品,而是设计一个只需要水果、指甲和小苏打等容易获得的家庭用品的实验室。

灯光本身可能不是最亮的,但利用当地资源制造香蕉电池的想法似乎照亮了房间里的每个人。

电化学车间包括氧化还原反应和腐蚀。令人惊讶的是,我收集的家庭用品展示了每节课的关键思想。例如,通过使用从家庭厨房获得的新鲜香蕉,解释了电解质的概念。镀锌和铜钉作为电极。把这些电解质和电极结合起来,我们就有了制造香蕉电池所需的一切。虽然理论上我知道香蕉电池应该可以点亮LED灯,但在实际实验中,只有经过测试才能知道。在配置了多个香蕉电池的串并联连接后,我们终于看到LED发出微弱的光。灯光本身可能不是最亮的,但利用当地资源制造香蕉电池的想法似乎照亮了房间里的每个人。

三个香蕉电池连接在一个串行电路中产生2.86 V的电压,这足以为一个发光二极管供电。图片:Sun Hwi Bang

这次经历给我上了一课,让我认识到适应环境的价值和使用当地材料进行设计的必要性。在化学课上,就像在全球开发工程中一样,根据当地可用的资源调整设计可以简化过程。对我来说,它把带着可疑物品飞行的不可能前景变成了一个有趣的课程,学生们可以用家用物品重复。结果证明,顺利而吸引人的教学表现的关键在于使用当地可获得的材料,包括香蕉和钉子。


关于作者

Sun Hwi是2020年E4C研究员,美国宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程博士候选人。他获得了南加州哈维马德学院的工程学学士学位,并积极参与在哥斯达黎加偏远社区实施微型水力发电机。随后,他在密歇根大学(University of Michigan)获得了航空航天工程硕士学位,专注于自适应材料和结构。他目前的博士研究之一是利用当地可获得的材料开发可持续的复合砖制造。

标签:教育项目教育资源当地生产研究奖学金

阳光注热水爆炸

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