2021年3月18日
把香蕉留给电化学
贡献:孙惠邦
我认为教学艺术是一种舞台表演;好的教学需要有效的身体和声音交流技巧，以便在观众面前进行演讲和流畅的自发，并充满信心地进行。在不同的学术课程中，实验室教学往往需要准备和预防措施，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，没有彩排。想象一下这样的噩梦!作为坦桑尼亚阿鲁沙和莫什地区Kisimiri中学a级化学教师的邀请讲师，我有机会避免这个噩梦，并在为期一周的电化学研讨会上练习舞台表演艺术，使用两种常见的物品:香蕉和钉子。
梅鲁山耸立在坦桑尼亚的基西米里中学校园。图片来源:Sun Hwi Bang
在设计研讨会的过程中，我受到启发，提出了一个教学计划，可以很容易地适用于参与教师的课堂设置。很快，我就明白了实现这种雄心的必要条件是在以教师为中心和以学生为中心的学习活动之间取得良好的平衡。换言之，该项目需要多种教学方法，包括讲座、讨论和实践实验。在这里，前两种情况可以在不知道发生地点的情况下进行预测和准备。黑板和粉笔的简单组合就可以完成这项工作，而不需要光束投影仪和屏幕。然而，在一个不同的国家准备一个实验室，确实包含了大量的未知进行化学实验。乘坐国际航班时，行李中装有瓶装化学粉末和少量跳线，可能会引起航空公司安检人员不必要的注意。因此，那些常见的实验材料可能不适合，尽管它们的教育价值是肯定的。
在化学课程中，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。开云全站app登录官网入口下载
我越是努力准备以我所期望的完美水平亲自动手的实验环节，我就越担心可能出现的意外情况。我忽略了研讨会的本质，那就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融入到自己的课堂设置中。然后，我开始拥抱不确定性的美丽，因为那些老师会有类似的问题，将研讨会的材料应用到自己的课堂上，如果教材很难准备。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用物品的实验室。
这盏灯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让房间里的每个人都感到高兴。
电化学车间包括氧化还原反应和腐蚀。令人惊讶的是，我收集的家庭用品证明了每次讲座的关键思想。例如，通过使用从住宅厨房获得的新鲜香蕉，解释了电解质的概念。镀锌和铜钉用作电极。通过将这些电解质和电极结合起来，我们拥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能够点亮LED，但在实际实验中，我们永远不会知道，直到我们测试它。在配置了香蕉电池的多个串行和并行连接后，我们终于看到LED发出微弱的光。这盏灯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让房间里的每个人都感到高兴。
三个香蕉电池连接在一个串行电路中产生2.86 V电压，足以为一个发光二极管供电。图片:孙辉邦
这次经历给我上了一堂小课，让我明白了适应环境的价值和使用当地材料进行设计的必要性。在化学课程中，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。开云全站app登录官网入口下载以我为例，它把带着可疑物品飞行这一站不住脚的前景变成了一个有趣的课程，学生们可以用家用物品重复这一过程。顺利和吸引人的教学表演的关键在于使用当地可用的材料，包括香蕉和钉子。
作者简介
孙辉，美国宾夕法尼亚州立大学材开云体育官方料科学与工程博士研究生，2020年E4C研究员。开云全站app登录官网入口下载他获得了南加州哈维穆德学院的工程学学士学位，并积极参与在哥斯达黎加偏开云全站app登录官网入口下载远社区实施微型水力发电机。之后，他完成了密歇根大学航空航天工程硕士学位，专注于自适应材料和结构。开云全站app登录官网入口下载他目前的博士研究重点之一是使用当地可获得的材料开发可持续的复合砖制造。
