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說到煉金術(shù)，腦海中會浮現(xiàn)出閃爍的火焰、神秘的人物、奇異的配方和憧憬。我們無從得知黃金、萬能藥、長生不老藥是否真的出現(xiàn)，但現(xiàn)代化學(xué)卻由此誕生。這種材料在其與生俱來的神秘氣質(zhì)的加持下，將自身的美感與裝置藝術(shù)相結(jié)合，征服了每一位觀者。

誰說化學(xué)和藝術(shù)不能融為一體？我們用一場視覺盛宴，將未知的答案呈現(xiàn)給大家。這一切的背后，都有左振普老師對物理和化學(xué)的觀察和理解，以及對實(shí)驗(yàn)意義的思考。我們從實(shí)驗(yàn)中學(xué)到什么？是對瓶瓶罐罐的操控和觀察，還是對未知世界的不斷探索？世界樹項(xiàng)目的靈感來自哪里？

下面就聽小左老師給大家一一講解吧。

實(shí)驗(yàn)一下，你學(xué)到了什么？

作為一名數(shù)理化老師，我非常認(rèn)同實(shí)驗(yàn)是數(shù)理化學(xué)習(xí)的重要組成部分，但我個人并不太喜歡帶領(lǐng)學(xué)習(xí)者去做課本上設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。誠然，課本上的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)習(xí)者從現(xiàn)象和實(shí)踐的角度更好地學(xué)習(xí)和理解，滿足學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)，這很好；但由于既定的實(shí)驗(yàn)在步驟和結(jié)論上都是固定的，無疑缺少給學(xué)習(xí)者深入思考和進(jìn)一步探索的空間。實(shí)驗(yàn)的設(shè)置難道只是為了按照既定的步驟得到某個結(jié)果嗎？

在探索未知世界的過程中，實(shí)驗(yàn)無疑是打開神秘王國大門的鑰匙，每一次試劑的混合，每一次火焰的跳躍，都是我們探索大自然奧秘的勇敢嘗試。未知與期待、變化與驚喜構(gòu)成了大自然最吸引人的部分。在未知的學(xué)習(xí)與探索過程中，我們選擇在實(shí)驗(yàn)中同時將其穩(wěn)定性與多變性呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，幫助學(xué)習(xí)者體驗(yàn)整個過程。因此，在理化實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)習(xí)者需要從實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)出發(fā)，設(shè)計(jì)一個完整的實(shí)驗(yàn)，包括但不限于——儀器與實(shí)驗(yàn)耗材的準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)儀器與耗材的安全使用、結(jié)合安全考慮設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟、學(xué)習(xí)相關(guān)的整理定理與算法（包括誤差算法）、實(shí)驗(yàn)操作……在這個過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)各種問題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想或失敗，如未采集到所需的數(shù)據(jù)等。這時，我們需要回顧總結(jié)問題和原因，在安全范圍內(nèi)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，再次重復(fù)實(shí)驗(yàn)過程。

有時，這個過程可能要重復(fù)兩三次甚至更多次，有時，大家把能想到的所有可能性都檢查一遍，還是找不到問題所在，有時，因?yàn)椴痪邆涓倪M(jìn)的條件，選擇放棄。每次實(shí)驗(yàn)，大家的心情都會在滿懷期待、耐心探究、失望、無奈放棄之間隨機(jī)游走，誰也無法確切知道會發(fā)生什么……也會有莫名其妙的成功時刻——曾經(jīng)無數(shù)次失敗的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)者再次嘗試，準(zhǔn)備了4杯溶液樣品等待結(jié)果。這一次，一根頭發(fā)不小心掉進(jìn)了其中一杯樣品里。結(jié)果，只有沾有頭發(fā)的那一杯溶液成功了。那一刻，大家精神煥發(fā)，郁悶陰郁的心情瞬間沖天，充分體驗(yàn)到探索規(guī)律的不確定性和不可知性。設(shè)計(jì)——實(shí)驗(yàn)——回顧——再次探索——實(shí)驗(yàn)……在一次次嘗試改進(jìn)方案的過程中，每個學(xué)習(xí)者都有機(jī)會深化思考，獲得更多經(jīng)驗(yàn)。

為什么要設(shè)計(jì)“世界樹計(jì)劃”？

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如何打破學(xué)科壁壘，實(shí)現(xiàn)學(xué)科聯(lián)動、相互支撐，是學(xué)院一直堅(jiān)持的教育方向。基于此，不斷探索學(xué)科融合也是我一直在踐行的教學(xué)方向。過去，我做過很多數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)之間的融合課程設(shè)計(jì)，目的是補(bǔ)充單一學(xué)科課程內(nèi)容設(shè)計(jì)中知識結(jié)論分析的邏輯不完整性。通過補(bǔ)充一些來自另一學(xué)科的內(nèi)容，科學(xué)學(xué)習(xí)可以對知識本身有更全面、更清晰的理解，特別是補(bǔ)充一些課程標(biāo)準(zhǔn)中沒有涉及的數(shù)學(xué)思想和算法裝置藝術(shù)泉，從而為學(xué)習(xí)物理化學(xué)提供更高維度的思維方式。

偶爾看到一些跨學(xué)科的融合比較膚淺，比如用繪畫去承載其他非藝術(shù)學(xué)科的內(nèi)容，雖然形式上的交織比較淺薄，但還是給我啟發(fā)，由此我開始思考，能否有更深層次的融合與呈現(xiàn)。

化學(xué)有它自己獨(dú)特的美，有的瞬間絢爛，如不同顏色的火焰，有的持久穩(wěn)定，如不同物質(zhì)的結(jié)晶。我之前在不知名的實(shí)驗(yàn)室里培育過一些無機(jī)鹽晶體，不同的物質(zhì)因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)的不同，呈現(xiàn)出不同的顏色和幾何結(jié)構(gòu)，有的像沙子一樣沒有形狀，有的則呈現(xiàn)出立方體、正八面體等非常神奇的形狀。所以我決定利用化學(xué)本身的美，嘗試將化學(xué)與藝術(shù)融合，用我們在實(shí)驗(yàn)室培育的晶體作為原料，創(chuàng)作一個藝術(shù)裝置。

有了整體概念，接下來就是選擇藝術(shù)裝置。化學(xué)是研究微觀世界的學(xué)科，裝置藝術(shù)是呈現(xiàn)宏觀世界的一種方式。在現(xiàn)代科學(xué)的理解中，宏觀世界與微觀世界并不是線性的大小關(guān)系，更像是一個神奇的閉環(huán)——比如通過觀察和研究粒子來分析宇宙，就像佛家說的一粒沙中有三千大千世界，那么我們能否嘗試用微觀化學(xué)技術(shù)來呈現(xiàn)宏觀世界？

這讓我想起了北歐神話中的世界樹。一棵樹承載著九個不同的世界，有的氣勢磅礴，有的白雪皚皚，每個世界都有著鮮明的地貌。我們可以用不同的結(jié)構(gòu)、不同的色彩來呈現(xiàn)九個世界的特點(diǎn)，這非常符合我的設(shè)計(jì)需求。更重要的是，世界樹是整個美歐神話的世界觀，它描繪的是北歐神話體系中的整個宇宙。我們用微觀的化學(xué)來呈現(xiàn)北歐神話的世界觀，在微觀世界與宏觀世界的碰撞與聯(lián)系的意義上，呼應(yīng)了前沿理論科學(xué)與宗教對世界的共同認(rèn)識。如此奇妙的組合，非常吸引我們。

世界樹的制作過程

一開始我的想法是，根據(jù)我們已成功培育的水晶來設(shè)計(jì)九界，但進(jìn)展非常緩慢。不只是學(xué)生，就連我自己也沒有什么好的新點(diǎn)子，感覺只能是挑選所需顏色的水晶，然后堆疊起來。這時我才意識到自己在用過去的成果束縛學(xué)生。于是我就讓他們在想象中畫出九界的樣子，然后再思考如何去實(shí)現(xiàn)。他們不需要考慮我們現(xiàn)有的材料能否實(shí)現(xiàn)，而是在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上研究和培育新的水晶作為材料。他們仿佛解開了束縛自己的枷鎖，只用了一節(jié)項(xiàng)目課就完成了大部分初步設(shè)計(jì)。

之后我的工作就變成了指導(dǎo)他們查閱資料，根據(jù)他們的設(shè)計(jì)研究什么晶體才符合他們的設(shè)計(jì)需求，研究如何培育這些他們從未見過的晶體，最重要的是對物質(zhì)和培育過程進(jìn)行安全性評估，確保整體方案的安全性。

在隨后的一段時間里，同學(xué)們向我展示了很多讓人眼前一亮的設(shè)計(jì)——不僅是美觀的設(shè)計(jì)，還有意圖、使用的材料、如何實(shí)現(xiàn)……他們的考慮周全超出了我的想象。他們研究了很多我從未見過的化學(xué)物質(zhì)，研究這些物質(zhì)在什么條件下能形成我們需要的晶體，它們是否足夠堅(jiān)硬，在正常條件下是否穩(wěn)定。在這個過程中，我既定的思維也被打破了。在晶體培育中，我會認(rèn)為不符合物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的晶體就是失敗的。這種情況經(jīng)常發(fā)生，可能是因?yàn)闈舛瓤刂撇缓茫蛘唠s質(zhì)沒有清理干凈，或者僅僅是因?yàn)橹車鷾囟群蜌鈮旱淖兓伎赡軐?dǎo)致晶體出現(xiàn)缺陷。但在我同學(xué)眼里，不完美的晶體也有獨(dú)特的美。相反，他們在設(shè)計(jì)中需要的正是這些被我視為次品的晶體。制作出來的成品，大多都是用這些不完美的晶體作為材料。

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學(xué)習(xí)者陳述 - 設(shè)計(jì)和制作

中庭

又稱米德加德，位于世界樹的中心，是人類居住的世界。

中庭世界最初并沒有任何設(shè)計(jì)圖紙，更像是一個偶然的產(chǎn)物。

一開始確定的材料只有一種，就是我們上學(xué)期做的草酸鐵鉀晶體，氧化后變成了黃綠色晶體，跟土壤的顏色很接近。后來我們做了兩個底盤，一個是綠色的四氯銅酸鈉晶體，一個是藍(lán)色的六水硫酸鎳銨晶體，但嘗試組裝后發(fā)現(xiàn)效果并不是很理想。

這時，意外發(fā)生了，硫酸鎳銨材質(zhì)的底盤不小心壞了，在嘗試補(bǔ)救無果后，我們想，何不就此善加利用，于是嘗試將兩種物質(zhì)拼接在一起，做成藍(lán)綠色的底盤，看上去就像是大陸和海洋。

然后我們把“土壤”撒在上面，再放一些四氯銅酸鈉碎片，就得到了最終的結(jié)果。

最后，經(jīng)過一次又一次的意外、失敗和創(chuàng)新，我們得到了這個由綠色、棕色、黃色和藍(lán)色組成的完美世界，代表著人類的生命。

精靈之地

它也被稱為阿爾夫海姆 ()，與阿斯加德 () 位于同一頂層。

考慮到精靈世界的特性，我們采用了硫酸銅來制作。我們最初的想法是利用硫酸銅晶體在漏斗中培養(yǎng)成晶簇的形狀。（后來失敗了）

然后我們又有了新的想法，用氯化鈉和四氯銅酸鈉混合的底盤，用硫酸鎳銨和硫酸錳制成晶體。硫酸錳的結(jié)晶方法很特殊，難度極高，因?yàn)樗淖畲笕芙舛仍?5度左右，所以沒辦法用變溫的方法結(jié)晶（加熱：加熱攪拌振蕩，冷卻：室溫不需設(shè)備凍結(jié)。），只能用蒸發(fā)水分的方法。特別巧的是，上學(xué)期儲存了一個學(xué)期的硫酸錳溶液，一直沒有結(jié)晶，我們失敗后才發(fā)現(xiàn)，它只是結(jié)晶了而已。但硫酸錳的壽命很短，才用了一個星期，就已經(jīng)“老”了，變成了乳白色。

巨人之地

本作品旨在模擬北歐神話九域中的巨人之地約頓海姆。在神話記載中，巨人之地遍布巖石和懸崖。結(jié)合這些特點(diǎn)，一個荒涼原始、崎嶇而又史詩般的巨人之地環(huán)境逐漸在我腦海中形成。結(jié)合這種想象，我立刻想到了英國威爾特郡索爾茲伯里的巨石陣。最終我選擇用這種類似巨石陣的場景來表達(dá)我們對巨人之地的思考和想象。

材料準(zhǔn)備：

在材料構(gòu)思初期，我們想到了碳酸鈣，這是我們地球上很常見的物質(zhì)，也是我們熟知的石灰、大理石，以及一些動物骨骼的主要成分，我們想用這種材料來體現(xiàn)巨人國荒涼的環(huán)境和緩慢的文明的特點(diǎn)。

生產(chǎn)流程：

制備碳酸鈣：取適量氯化鈣，加水配成氯化鈣溶液，再將適量碳酸鈉按一定比例加入氯化鈣溶液中，反應(yīng)，配成碳酸鈣氯化鈉溶液。然后濾出碳酸鈣，用手捏成小方塊，自然晾干。再用一部分未晾干的碳酸鈣作為黏合劑，砌成巨石陣造型。

矮人之國

靈感：北歐神話中，矮人是這個世界的工匠裝置藝術(shù)泉，考慮到鍛造需要礦山，所以靈感來源于《霍比特人：五軍之戰(zhàn)》中的矮人礦山。

材料：伴生礦石和金屬，實(shí)驗(yàn)室里有鉍金屬，可以利用。

鉍金屬：一種低熔點(diǎn)金屬，晶體形狀為方形。

制作方法：將一根長晶核放入熔融的鉍金屬中靜置，等待結(jié)晶，重復(fù)此動作，可得到兩根長晶體。將熔融的鉍金屬倒入蒸發(fā)皿中，等待凝固，當(dāng)中間尚有部分液態(tài)鉍金屬時，將液態(tài)鉍金屬倒出，重復(fù)此操作，可得到兩根碗狀的鉍金屬殼。將一根長晶體立于碗狀殼的中央，在周圍倒入少量液態(tài)鉍金屬，等待凝固，對余下的兩根重復(fù)此操作，將兩根長晶體合攏，在接縫處倒入少量液態(tài)鉍金屬，等待凝固。

亡靈之地

靈感：這代表了北歐神話中的冥界，死者無法離開。它的靈感來自 中的地獄，那里的上方和下方都是“堅(jiān)不可摧的基巖”，給人一種無力感。頂部的靈感來自 Dash 第 9 關(guān)中的尖刺。

材料：鉍金屬、硫酸鋁鉀和硫酸鉻鉀混合晶體、鐵絲。

硫酸鋁鉀和硫酸鉻鉀的混合晶體：硫酸鋁鉀是一種具有八面體晶體形狀的物質(zhì)。當(dāng)將深紫色的硫酸鉻鉀添加到硫酸鋁鉀和水的溶液中時，它不會影響晶體形狀，但會使晶體染成紫色。顏色的深淺取決于所添加的硫酸鉻鉀的量。

生產(chǎn)流程：

天花板：將鐵絲彎成圓盤狀網(wǎng)校哪個好，中間留出稍大的空隙，將鐵絲盤與地面平行懸掛，將液態(tài)的鉍金屬倒在上面，使鐵絲盤下方形成尖刺狀的固態(tài)鉍金屬。

底座：將硫酸鋁鉀和硫酸鉻鉀按一定比例混合在燒杯中，融化，等待燒杯底部形成圓盤狀晶體。重復(fù)此操作直至融化，等待的時間比上一步略短，挑選較大、較規(guī)則的晶體，懸浮在一杯溶液的中間，等到它們長到大約半個指關(guān)節(jié)大小時，取出。將大晶體粘在底座上，將天花板懸掛在底座正上方。????????????????

霧之國

尼福爾海姆是北歐神話中九大世界的兩個原始世界之一，這里終年霧氣彌漫，氣候寒冷，世界第一泉赫維爾格米爾也坐落于此。

設(shè)計(jì)靈感：

源自《原神》中的龍脊雪山，我們最初的設(shè)計(jì)思路是利用硫酸銅組成一個圓形底盤，然后在上面堆疊其他晶體，形成山形，表面撒上無水碳酸鈉作為雪毯，形成類似冰山的形狀。底盤上有很多坑洼，用染色膠水固化，形成湖泊。

硫酸銅晶體。其晶體形狀可以呈現(xiàn)多種不同的形態(tài)，而片狀晶體是硫酸銅晶體最常見的形態(tài)之一，會呈現(xiàn)出美麗而深沉的深藍(lán)色。

氯化鈉晶體也是普通食鹽的主要成分，其晶體為白色立方體。

在三個底盤中，選擇了最合適的一個。

由于硫酸銅晶體的形狀，它無法堆疊起來，而如果想要制作出赫維爾格爾米爾湖，就必須在底盤上鉆一個洞。然而由于底盤結(jié)構(gòu)比較脆弱，如果你鉆了一個洞，整個底盤就會碎裂。

隨后就有了第二版的設(shè)計(jì)，依然使用了硫酸銅底座，但在底部增加了碳酸鈣材質(zhì)的底座，保護(hù)底座不受損壞。這次我們選擇了氯化鈉晶體來堆成山，因?yàn)檫@種晶體結(jié)構(gòu)非常規(guī)則，很容易堆疊。最終的結(jié)果就是大家眼前看到的樣子。

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火之國穆斯貝爾海姆

靈感：根據(jù)電影《雷神3》中的描述，火烈國充滿了巖漿以及巖漿凝固后的巖漿巖，所以模型的顏色以電影中火烈國領(lǐng)主的顏色為藍(lán)本，模型的造型則參考了游戲《幾何沖刺》中巖漿挑戰(zhàn)的封面。

材料及生產(chǎn)工藝：

A計(jì)劃用硫酸鈷銨晶體做基座，給人一種繁華的感覺，但是這個晶體太讓人失望了。

于是我們想出了 B 計(jì)劃。我們用和巨人國一樣的材料——碳酸鈣來塑造火山，并在碳酸鈣表面撒上碳粉，這樣至少看起來不是白色的。巖漿中紅色的部分仍然是硫酸鈷銨晶體，黃色的部分是亞鐵氰化鉀晶體。一周后，碳酸鈣脫水，碳粉變成灰色，恢復(fù)了巖漿巖石的顏色。

在小作老師的無敵實(shí)驗(yàn)室里，精彩的內(nèi)容依然每天上演，一個個精彩的世界正在共同開辟。

我們正在不斷招募學(xué)習(xí)者。我們期待與您一起探索新世界，發(fā)現(xiàn)新事物……

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