在科学探索的浩瀚星空中,诺贝尔化学奖犹如一颗璀璨的星辰,照亮了人类认知化学奥秘的征途。2019年,John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham和Akira Yoshino三位科学家因研发锂离子电池技术而荣获此殊荣,他们的发现不仅重塑了能源格局,更引领我们步入了“移动能源时代”。
为了让同学们对锂元素有更为直观和深入的认识,不再仅仅局限于书本知识的抽象理解,李文波老师带领课程学生踏上了山西省地质博物馆的探秘之路。在这里,同学们通过实地观察不同锂矿石的实物标本,体验锂离子电池在各类设备中的实际应用,亲自探寻锂元素的来源与广泛用途。

探究一:锂矿石——发现“能源魔法师”的原料
进入博物馆,同学们首先被引导至矿物岩石展厅。在这里,一块块锂辉石(LiAlSi₂O₆)标本静静地“躺”在展台上,它们虽不起眼,却蕴含着巨大的能量。同学们仔细观察,记录下锂矿石的颜色、玻璃光泽、化学式以及它们的开采地。通过讲解员的介绍,同学们了解到锂矿石不仅是提取锂元素的重要原料,更是现代科技不可或缺的“心脏”——手机、电动车、太阳能板等高科技产品的核心部件都离不开它。

探究二:诺贝尔奖的“锂”程碑——电池革命小调查
随后,同学们来到“物华天宝”展示区域,这里不仅展示了元素周期表的奥秘,更通过实物和模型,揭示了每种元素在现实世界中的独特用途。同学们的目光迅速被锂元素所吸引,围绕在锂元素的展示区,仔细观察着锂离子电池及其应用产品的实物与模型。从智能手机到电动汽车,从便携式电子设备到大型储能系统,锂离子电池以其高能量密度、长寿命、环保等优点,成为了现代社会的能源支柱。同学们通过任务卡上的问题,积极探究锂离子电池的工作原理、发展历程以及在不同领域的应用情况。

探究三:未来能源挑战——废旧锂电池如何回收利用?
在研学的最后阶段,同学们将目光投向了未来能源的挑战——废旧锂电池的回收利用。随着锂离子电池的广泛应用,废旧电池的回收与再利用已成为亟待解决的问题。同学们分组讨论,提出了多种回收方案,包括物理分离法、化学提取法以及生物降解法等。通过查阅资料,同学们逐渐形成了对废旧锂电池回收利用的全面认识,并深刻意识到环保与可持续发展的重要性。
通过此次实践研学活动,同学们可以亲眼观察、亲手探索、亲身体验,将抽象的化学知识转化为直观的感受和深刻的理解。山西省地质博物馆的实物展示不仅激发了同学们的学习兴趣,更培养了同学们的观察力、思考力和实践能力。

化学不只是试管里的反应,更是驱动医疗突破、能源转型、材料升级的底层引擎。当抽象理论与实际应用深度交融,同学们的思维挣脱固有框架,学会用科学逻辑剖析现象本质,在解决真实问题的过程中锤炼出创新思考能力,这种影响潜移默化,既赋予他们观察世界的科学视角,也为未来职业发展注入理性思维与创新基因。
撰稿:李文波 摄影:任梓轩 责任编辑:任欣