微言微语,随便整理如下:
关于科学教育
在这个世界上,所有现实存在的物质都是由元素周期表中的各种元素所组成的。两个或者两个以上的原子彼此连接而成,就得到了分子。如果这个分子中至少有两种不同的元素,它又被称为化合物。神州的课本上还用着“单质”的术语(这个词除了在物质分类上出现,貌似也别无他用),其实单质就是element,很容易和“元素”的意义混淆在一起。物质的宏观分类和微观描述有所不同,如果仅仅把这些知识当作教条来记忆,再加上没有运用数学思维,完全有可能因概念混淆而学得稀里糊涂。
把化合物聚在一起,驱动整个化学体系的,是静电力。目前人类对这种力的作用有一些了解,比如它们有多强,它们随着距离的增加减弱得有多快,它们能够以多快的速度在空间中传递……等等。对这些问题,可以用现代数学语言来精确描述。而静电力究竟是什么东西,至今仍旧是一个完全未解之谜。如此基础的东西,对它“是什么”的问题人类却是基本上一无所知,这的确是一件很奇妙的事。但是,对“静电力是如何作用”的了解,也足以让我们能够创造性地运用这种原子间彼此连接的方式,比如通过分析未知物的组成和结构来了解它,或者构造出新物质。
在此意义上,可以说,分子结构就是原子的建筑学。分子具有三维形状,化学结构式只是人们把它简化后的二维表达。至于常见的,并令学生头痛的分子式或化学反应方程式,那已经是符号化的抽象表达了。如果不了解物质的结构、组成、性质和相互作用的基本原理,那么就谈不上理解化学反应。在这个层面上,记忆化学反应方程式(符号)有什么意义呢?成百上千万种化学反应,以什么理由只记忆那些方程式呢?就为了考试吗?为什么不一劳永逸地学好原理呢?这才是学习化学的意义所在啊!
按照学科发展和分类的逻辑,可说化学是应用物理学,生物是应用化学。所以,扎实的物理学功底是学好化学和生物学的基础。这并非耸人听闻的还原论。换言之,物理老师可以不能教化学,而化学老师必须懂物理,能教物理也很正常。然而,存在于神州的事实是,数理化学科,初中老师不能教高中,高中老师也没法教初中。为啥?因为这些老师并不教科学和数学,而是教学生如何应对考试——他们只研究这个。时间长了,或许他们就只有能力这样做了。
下图为刚做的分子模型。说实话,在华东理工大学学4年的化学,我还真没亲自动手做过这样的模型。神州人的学习,至今都是靠想象,看黑板、背书,刷题,会考试,会重复别人的话(哪怕并不知道自己在说什么)就以为学到“知识”了。而SCIENCE GROUP的孩子们,就这样从事实出发来学习。因为,真正理解,才算是学会,才谈得上提高能力,也才能以之来成就自己的人生。
不得不说,做分子模型的确是很烧脑又很好玩的游戏,其中有数理化知识的应用,设计的灵感和创造的快乐尽在其中。也算是弥补哈我儿时没有乐高的缺憾吧。
CPK coloring
氯化钠面心立方晶体
水分子间的氢键
甲烷的Ball and stick model和Space filling mode
苯
白色——左:冰的晶体结构;右:C-60富勒烯











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