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位置 > 首页 > 学校新闻 > 海淀凯文学子“捏”出了一波精美的分子模型~

海淀凯文学子“捏”出了一波精美的分子模型~

发布时间:2020-07-21 | 浏览次数:

橡皮泥从指间划过,

牙签彼此手拉手,

串起了一个个灵动的分子,

呈现了一个精美的微观世界

……

这既是空间感知的深刻体悟,

也是科学之美的心间流淌,

更是一场美的盛宴。

  

在北京海淀凯文学校九年级化学课期末的项目式学习中,海淀凯文学子进行课堂学习、分组讨论、计算机模拟构建、分子遴选、模型制作和手册制作。

  

正如爱因斯坦所言,科学家以最适当的方式画出一幅简化的和易领悟的世界图像。其中,“世界图像”即科学家头脑中的模型,因此,模型建构就是对科学知识进行本质的特征分析。

教学过程中的模拟分子模型

  

如何体会模型建构的方法?又如何领悟模型建构的科学美?海淀凯文学子利用日常生活中的彩泥、牙签、面签、话梅、水果等常见材料来制作分子模型,如咖啡因、肾上腺素、多巴胺、丙氨酸、福尔马林等,让知识活跃于现实,提高动手能力,培养创新思维,形成终身发展的关键品质。


Cecilia Yang、Sally Han同学制作的分子模型

  

授课教师Iris Zhang说:“在化学键和分子几何结构这一章,同学们从学习写化合物的名称、化学式,到解锁2D结构画法,再到3D几何结构判断,最后能制作出原子半径相对大小、化学键相对长度和键角角度都精准的分子几何结构球棍模型,将知识和思维形式深化,进而提升了解决实际问题的能力。”

Rocky Zhou同学制作的咖啡因水果话梅分子模型

Nancy Wang同学以彩泥制作的分子模型

  

在了解共价化学键类型的基础上,海淀凯文学子系统地学习了共价化合物路易斯结构画法(G.N.Lewis Structure)。在讨论与合作中,同学们还有惊喜发现:“我们学会使用元素周期表来计算化合物的价电子总数,并结合路易斯提出的八隅体规则(Octet Rule)排布好所有的价电子,准确判断出是否有孤对电子,双键、三键的行程等。最意外的是,我们还找到了一些不满足八隅体规则的特例,发现了路易斯结构共振式的存在!期待在下一学年化学课中有更深入的学习,获得更多的答案!”


Frank Qi同学以彩泥制作的丙氨酸分子模型


Mary Cheng同学以彩泥制作的苯环分子模型


Kevin Yang同学以量角器精准测量,制作多巴胺分子模型

  

从分子的化学式到2D分子结构,再到3D几何结构的探索,同学们使用了Simulation软件,这在网课期间对学习的理解和深入有很大帮助。“我们用电脑构建模拟分子的三维结构,更直观地了解分子的空间几何结构,也理解了价层电子对互斥理论(Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory)。”海淀凯文学子总结道。如今,大家能预判每个中心原子是否是三角平面、正四面体或是三角金字塔等结构。


Kathy Pan同学制作的醋酸分子手册(节选)


David Liu同学制作的分子手册(节选)


Sally Han同学制作的甲醛福尔马林分子手册(节选)

  

制作分子手册时,海淀凯文学子更彰显出设计感。无论是资料的搜集,还是内容的整理,亦或是再次创作,每本分子手册都具有可视性和极大的信息量。在看到同学们所提交的作业后,授课教师Iris Zhang评价道:“大家的完成度和专业度都很高,我看到每名学生都将理论和实践紧密结合,所学的知识体现在了项目细节上,将这一学年的知识融会贯通。我仿佛看到了一个个小小科学家!”


Mary Cheng同学制作的苯环分子手册(节选)


Kevin Yang制作的多巴胺分子手册(节选)


Cecilia Yang同学制作的肾上腺素分子手册(节选)

  

于是,在多姿多彩的化学世界中,同学们体会千变万化的分子结构,在动手实操中去诠释,去演绎,提升化学学科素养,提高宏观辨识与微观探析能力,发现微观世界之美。


Rocky Zhou同学制作的咖啡因分子手册(节选)


Nancy Wang同学制作的分子手册(节选)


Frank Qi同学制作的分子手册(节选)

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