Light-Crystal Spread

作品简介

第一学期的毕业展。主题是在自制的化学晶体中加入美感,通过不同光线照射产生新颖的美丽的视觉效果。

乙酸钠单晶

经过展示,得到了许多同学和Guardian的认可的喜欢。项目的准备耗时大约一个月。

整个展都是以晶体来展现,每一个晶体都是通过长期试验培养出来的。晶体培育的原理是在饱和溶液中,不能再溶入物质。而随着溶液中的水蒸发,就会有物质析出。不同物质的微观结构不同,就导致不同溶液析出晶体的形状就会有差异,从而在差异中找到美感。

磷酸二氢钾与硫酸铜单晶

我的创新

艺术形式

首先是科学与艺术的结合。我喜欢化学实验中无限的可能性,也喜欢艺术创作中的多元化,也正是这两点让我尝试着把它们结合起来。

硫酸铝钾
晶体制作

传统的晶体制作是通过纯溶液的析出,是比较单调的。因为只要是相同的物质制作出来的晶体就会是相同的。所以我想到了混合溶液。通过不同物质的交叉混合能出现更多的可能。于是我开展了很长时间的实验。其中也经历了很多失败。最终结果很出乎意料,因为真的出现了很多形状特别的晶体,我也对此展开了研究。

不同晶体之间的差别是因为“晶格”不同,有的是十二面体形状的,有的是三棱锥状的,这些是物质本身已经确定的,属于物质的性质。而当我从两种物质的混合饱和溶液中析出晶体时的确有了新发现,也会在接下来的时间里更进一步加大研究

重铬酸钾和硫酸铬钾混晶

项目详情

about 4-Aesthetic Sensation/8-Self Regulation

我的创作理念就是通过一次头脑风暴产生的。由于我很喜欢美术,也很热爱并擅长化学,所以我在做这次项目之前的最初想法是将化学和艺术结合。经过一段没有任何想法的时期,我选择用头脑风暴来解决这个问题。于是我在简单的分析之后发现了我可以拿出化学中可变化性大,色彩丰富,形态各异的实验来展示。也就想到了晶体学。在化学的世界中每一种物质在不同的温度条件,气压大小,浓度高低下都会呈现不同的样子,于是我利用这一点来展开各式各样的实验,最终也成功的挑选出了几个优秀的成果来展示。项目开始的头脑风暴环节是必不可少的,它能让我理清并拓宽思路,对我的项目很有帮助。

这个展览是和艺术相关的原创作品,自然不能缺少个人的创造。我在化学中物质的多变性里看到了多元化的美,并把它看成一种艺术元素,围绕它做出大量的的实验和设计。也正是因为这是个非常新颖的艺术形式,没有前车之鉴的情况下也经历过大量的失败,当然也因此经常有惊喜出现。

在项目开始前,我就有了一个较大的目标,也就是在项目中以化学和艺术为主体,将二者有机的结合在一起。而在项目中我的方向也是一直围绕着这个目标,最终的成果也比较好的呈现出了我最初的想法。 这个项目的实验性很强,也因此成品的不确定性很大,也导致了很大一部分的失败。而有一个关于晶体学的实验通常要耗时五天到一个月不等,也就证明我需要投入大量的时间在这个项目里。我在项目开始之前就意识到了这一点,所以我提前做了一个实验安排表,把需要长时间观察的实验排在前面,并加入了实验有70%失败的可能,并排布更多的时间。在实验结束的时候我做了简单的回顾:过程中我一直按自己的安排工作,也如同刚开始思考的,其中的确出现了一部分失败的实验,但是因为我给自己留下的备用时间足够充足,我很准时的完成了所有的实验。

END

Rainbow Solution

戳戳下面,看个有趣的作品放松一下吧~

https://www.bilibili.com/video/BV1JC4y1s7MX

作品简介

这个作品是一个科普性质的趣味试验记录,主题是彩虹溶液。使用常见的食物和日用品为原料制作化学实验,成品中有尽量多的颜色出现,并组合成彩虹色。

这个milestone是在Fundamental chemistry课堂上的。我是这堂课的助教,所以我制作这个视频有两个目的。第一个是因为我喜欢化学,我会乐于完成所有和化学相关的项目。第二个就是为班上的其他学习者打样,这样在指导他们的时候会方便很多。

做学生-我的完美主义

这个作业的要求比较宽松,可以用文字加图片,视频,博客等方式上传。而我选择了最麻烦的方法,也就是提交视频,总共有以下几个原因。一是因为用视频指导会更直观、清晰;二是因为我可以通过多制作提升使用剪辑软件的技巧;三是在我上传的视频网站上会有其他化学爱好者给我提出建议,我可以经过过滤找到建设性的反馈,理解并适当尝试,也能助我做出更好的视频。

我的项目必须是完美的,至少在我看来是完美的,这是我给自己定下的标准。看起来也许比较宽松,但其实我对自己的标准很高。我决不允许任何一个细节有疏忽。如果我在剪辑视频的时候发现了一些前期的小错误,我也会毫不犹豫再次返回前期的项目并解决。直到最终的结果让我自己满意为止。因为只有自己完全认可自己的作品,别人才不会挑出你的毛病,这样向你提出的建议才是最有价值的。

做助教-我的方式方法

about 9-learning How to Learn

这次milestone对于其他学习者来说相对困难一些,因为题目里只说到调配彩虹溶液,并没有给出任何辅助条件,对于一些化学基础一般的学习者看到题目会感到非常迷茫。我的职务就是通过引导让他们自己理解并解决现有的问题。如果在这个时候一个学习者来问我:“这个项目好难啊,我该怎么做?”,有的助教可能会直接把答案告诉他,或者把步骤告诉他,让他按照传统的步骤完成。这显然是不负责任的做法,因为老师这样出题是有道理的,让学习者自己寻找方法解决是对他们的锻炼。我也遇到了不少来问我问题的学习者,他们也是没有思路。我会从尝试用抛砖引玉的方式引导他们。比如酸碱指示剂,如果直接说:

“用水煮紫甘蓝,水变蓝就可以直接用了”

这样是对学习者的不负责任,失去了探索过程的学习相当于浪费时间。

我的方法是从表层步步探索,通过逻辑循循善诱:

“我们通常用的酸碱指示剂多数是什么颜色的?”

“紫色”

“自然界有什么植物是紫色的,而且还容易买到?”

“紫甘蓝”

“有什么方法能让植物细胞里的主要成分转移出来,变成水溶液?”

“在水中加热,通过破坏细胞膜让细胞质在水中扩散,形成溶液”

两种方法,结果相同,都是学习者拿着紫甘蓝去煮水了,但是学习者所收获的不同。前者只是粗略的了解了这个步骤,而后者的收益是加固了之前学过的内容,通过自己的思路学习了新知识,更加有意义。

让学习者通过已有的知识和适当的引导,自己解决问题,这才是最好的学习方式。这个方法是我通过从小学到高中受到的教育的总结方法。不同老师会有不同的指导方式,我见过最多的就是把课本上的知识一一读出来,让我们通过重复和死记硬背的方法学习。这样的方式会让学生提高成绩,但是失去了学习的兴趣。没有兴趣的学习会让学生逐渐厌倦,显然是不可取的。我的方法是通过“发现”让学习者试着从“新发现”的角度去学习。比如居里夫人发现镭元素,普通的教育方式是直接告诉学生有一种元素叫镭,而我会尝试让学生从无到有,也就是通过引导让他们自己做实验,以已有的知识层层递进,并寻找到正确的方法。这样学习者得到的知识会更加稳固,也会是一个很特别的历练。教育首先要懂得同理心。

教导别人,首先要找到自己的位置。我的存在是让他们更好的吸收知识和了解他们的需求。所以我要以学习者为中心,满足一切能帮助到他们的。这里就需要很敏锐的记忆力。学习者都喜欢和我语音通话问作业题,他们的语速都很快,而且也不一定把每一个问题都说在点上,我需要快速的记录他们表达的关键点并站在他们的角度考虑问题。这样才能更好的尽到助教的职责。

我需要足够的专业水平才能做好助教。所以每次上课前我都要提前熟练这堂课的内容,这样学习者问我问题才能及时有效地回答。

END

The Periodic in Iodine Clock

先双手献上我的作品,请可可爱爱的专家老师看一看这视频呀~

https://www.bilibili.com/video/BV1dZ4y1W79u

作品简介

第二学期数学项目。主题用一个实际问题来讲述周期性和三角函数。热爱化学的我没加思索就选定了一个化学中比较冷门的试验——碘钟实验来制作。因为碘钟实验的现象是一个烧杯中的液体从蓝紫色逐渐变为琥珀色,然后经过一段时间变回蓝紫色。这一个循环称作一个周期,这个反应会持续50-300个周期不等,每一个周期的时间是几乎相同的。而我要探究的就是每个周期的相似处和不同,以及用函数图像将这个反应的周期性体现出来。

经过前期的思考,我准备从头到尾自己做实验并采集数据,因为我希望这里的数值是我自己测量的,能使误差最小化。

函数图像周期性

整个项目从采购药品、做实验、采集数据、计算到剪辑视频,耗费将近一个月的时间。这是没日没夜的一个月,也是沉浸在化学和数学喜悦中的一个月。

我的新发现

变通-自创单位解难题

从前化学课上提到“碘钟实验”最多就是研究到实验的颜色变化。我要在一个从未有人探索过的领域找到答案,无疑是一件难事。其中最难的是数据处理的部分。

在化学中,有一个单位叫吸光度。它的含义是溶液吸走了多少光,和溶液的颜色与透明度相关。我的试验数据正好需要这个单位,因为碘钟实验研究的就是颜色变化。但是这个数值需要用专业仪器测量,也就是分光光度计。这个仪器最便宜的也需要上万元,实在不符合我这个穷酸学生的标准啊。我想到了另一种办法来解决。

试验录制现场

我将实验全程录像,是使用固定机位和固定灯光的摄影方法。最后把原本录下来的彩色视频变为黑白。每一个颜色都有自己的编码,这个编码的数值代表在这种颜色中,红绿蓝三种颜色的数量。于是我就利用这个数值来判定某一时刻溶液的“吸光度”。因为这个数据只能在一次实验内有效做对比用,所以我给它起名为“溶液灰度”。这也算是用比较巧妙地方法解决了一个棘手的难题。

碘钟实验中的“大、小”周期
坚持-不懈计算见真功

“溶液灰度”看似简单,实际复杂得很!简单说就是在视频里截图看看数值大小,其实步骤远远没有想象中的那么简单哦。

首先,为了数据的精确,我需要在每0.25秒截一次屏,并记录颜色代码。这就意味着3分钟的试验视频需要我测量二百四十次数据,两次数据需要提取整理一分多钟,这个步骤我耗费将近三小时。你以为到这就结束了?其实还没完,这个颜色代码是以十六进制的形式展现的,为了最后把数据放进平面直角坐标系中我需要把每一个测量完的数据从十六进制转换为十进制,这是一个更加浩大的工程。每一个数值都要被带进一个二元二次方程手动计算。这个环节我连续熬了三个晚上才结束。这个环节需要格外认真,因为一个数值的细微差别就会导致后期绘图以及分析时和现实有很大差距,这也就是人们常说的“一步错,步步错”。

十六进制的测量结果

可见,完成一个完整的理科课题需要足够的耐心,细心。

项目详情

about 8-Self Regulation

有关这个项目,抛开化学数学知识和创新性思维,剩下可以说明的就是自我调节了。

首先,我在项目开始前就给自己立下了一个极具挑战的目标,也就是通过周期性函数发现一个以前从来没有人研究的课题,并用通俗易懂的方式让观看视频的人理解它。这就是我为自己设立的目标。经过我的努力,我也完成了它。因为从前从未有人尝试用周期型函数来表示碘钟实验。

前期,我也想到过这个项目会比同样题目的其他人耗费更多的时间,所以我为自己设立了几个项目内DDL。这其中也加入了其他课程、作业的时间,经过推算,只有每天的晚7点到12点有大块时间做这个项目。我为自己设定的计划是在三天内完成一次成功的试验并录像,十天内进行初步数据处理,十二天内函数模型建立完毕,十五天内写好文案并录制背景音,二十一天剪辑视频并上传Bilibili。最终提前两天按时完成了项目。

起初我也想到了如果每一天晚上都要面对一个项目持续四个多小时,这期间压力一定会大大增加。所以计划中在这四个小时中分散加入了近半小时的休息时间。但经过两天的工作后,我发现一旦一个人面对他爱做的事情,即便时间很长,身体很容易疲惫,内心也不会感到枯燥,有压力,反而是对生活中其他压力的释放。我在做理科项目的时候永远都是怀着享受的态度在工作的。也许这就是热爱的力量吧。

END

Nature&Future

项目简介

这个项目是由我和Grace一起完成的艺术公益项目。通过展示艺术装置让人类意识到自然环境的宝贵。

我们的出发点

我们定下这个主题是因为我看到了现代社会随着人类文明的进步的同时,我们的环境被化工业所影响,严重污染了大自然,许多野生动物的家园被破坏,导致了很多。如果接下来人类没有保护环境的意识,我们的后代就是直接的受害者。这个现象是我们都不希望看到的,所以我想尝试从不同维度上将这个理念带入自己的内心,真正理解这个问题的重要性,这是我希望达到的。

我们的理念

我们以设计出三个艺术品为目标,通过三个不同的维度来向人类展示当今地球的样子。为的是唤醒人类内心对大自然的依赖,让人们主观上开始注意保护环境。

三个维度:海洋、森林、冰川。

磕磕绊绊

但是项目开始后,我们就由于材料的限制停滞不前了。再加上我们两个的思维被“艺术”禁锢了,总是想到美感很重要,也因此我们的想法很容易就被自己否定。当时给我的感觉是出师不利,两个人都没有新的想法产生。

直到过了一段时间,我在上化学课时Skylar提及到了有关化工排放对环境污染的时候,我意识到我们的思维太局限了。材料并不是阻碍项目进展的理由,因为材料就是人创造的,我们可以通过化学概念中的“新物质”来打破常规条件。也很好的将“化工污染” 这个主题代入我们的作品中,更好的体现化工业的不规范排放对地球的危害程度。

内容

海洋

一个试管,由底部到上层灌着从深到浅的蓝色药品,这就是融化的塑料。既是海洋的颜色又是世界上最难降解的材料,就是这个作品的特点。表现了海洋垃圾终将湮没大海,大海不再碧蓝,而是一片污浊。

森林

一个集气瓶,底部埋着三分之一的黑色灰土,上方斜插两株枯黄的树枝。我的制作过程是在一个不透风的箱子里将一堆干树枝和鲜绿叶焚烧,等到氧气不足自然熄灭,最后放入集气瓶中稍加摆放。表达了人类的过度砍伐导致森林大火不能自然熄灭,蔓延扩散至上千万公顷,对全球变暖的影响极大,也直接导致空气中氧气含量减少。是最需要加大人为控制和防范意识的灾害。作品中的枯枝烂叶正代表不受控制的森林大火带来的景象。

冰川

一个大烧瓶,里面有一个淡蓝色的小冰川,旁边有薄薄一层水。这是过饱和乙酸钠的凝结核试验,最初定型的时候是一座完整的冰山,每经过一天就会融化五十分之一左右,大概在两个月之后就会完全融化,这是一个固定且缓慢的反应。也很好的表现了冰川融化的过程,虽然看似缓慢,但是如果不多加保护,距离全部融化也是很快的。

项目详情

about 4-Aesthetic Sensation/14-Collabroation

首先这是个以艺术为根本的公益项目,所有设计都是通过美学的考量得到的。我创造了化学和艺术的交融。通过化学冰川融化的“动态美”来表达保护环境的重要性。我的创作背景就是在科技水平日新月异的现代社会,环保成了被人类忽略的重要问题。以化学仪器作为艺术品的基本框架是为了描述地球就是一个巨大的,混乱的容器。这个容器持续上千亿年都处于比较正常的内部循环,但直到人类文明开始走向更高的位置的时候,我们也不小心打破了这个循环。

这个项目是我和Grace共同完成的。我们两个有明确的分工和友好的合作。我主要负责化学反应和材料,她主要负责美学设计。我们两个的合作比较成功。

END