課程資訊
課程名稱
分子美學
Molecular Aesthetics 
開課學期
113-2 
授課對象
 
授課教師
金必耀 
課號
Chem3044 
課程識別碼
203 34180 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期一6,7,8(13:20~16:20) 
上課地點
新202 
備註
兼通識A7*。。A7*:物質科學領域。可充抵通識
總人數上限:50人 
 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

數珠串綴構奇珍,巧手連成分子身。
美學課程添妙趣,立體思維見匠心。
結構精微奪造化,天工遜色藝絕倫。
探微知著求真諦,分子世界韻無垠。

近年來國際間興起一股風潮,要將文藝復興時代後逐漸分離的科學(Science)、 技術(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Art)與數學(Mathematics)等不同領域重新交流與融合,常稱為蒸氣(STEAM)運動,這個趨勢不斷地蓬勃發展,並且交叉滲透到學術界與教育界。人類文明最重要的核心概念是萬物由原子分子組成,認識原子分子是現代知識份子該具備的基本素養,原子分子遵循著一定的自然律,在奈米空間呈現出特定的排列與特別的節奏,可以激發我們審美的本能與情緒,感受這些特殊的式樣,是分子之美。本課程將以微觀分子世界為載體,結合適當的科學史與幾何學,介紹微觀世界分子之美,透過實際動手做,闡釋分子內的基本鍵結概念與結合規律,運用日常生活常見的串珠工藝,建構出美輪美奐的串珠分子模型,不僅可以正確表示奈米世界的空間秩序,模型本身更可以呈現奈米世界構築之美。

我們發現傳統的串珠工藝與微觀的立體世界的密切關聯,經過十餘年的努力與探索,認識到數學串珠是一種硬殼球堆積模型,並將數學串珠應用到各種奈米結構。在國內外舉行了數百次科學藝術的串珠工作坊與講演,經驗告訴我們,親自動手製作分子模型,可以更清楚地認識分子的鍵結與空間的排列方式,以及強化實作者對三維空間的感覺,而由奈米世界所啟發出來的許多串珠結構本身,就是一個精美的科學藝術品,不但可以怡情養性,隱含於其中的數學與科學原理,更能讓人進一步沈思自然的奧妙。本課程將這些成果與經驗轉換為一個完整的課程,融合科學、數學、工藝與藝術,並將自造者精神融入到教學中,讓學生動手做,手腦並用,感受奈米世界構築之美。 

課程目標
本課程是一門有關奈米空間秩序的科學藝術課程,將透過動手做的實作活動,並介紹相關的人文、歷史、數學幾何與科學等背景知識,學生親自構建出各種奈米結構的模型,從而學習到相關的數學與科學知識,不僅可提高學生對於數學與科學的興趣,培養其科學人文的素養。這個課程將以幾何與對稱為核心,從日常生活所接觸的材料出發,讓學生運用傳統的立體珠串工藝,構建各種與奈米世界有關的硬殼球疏堆積模型與長桿桁架結構,從而認識與各種奈米構築有關的數學、幾何、化學與人文概念。

真正了解結構化學需要認識第三個維度,而建構出能代表晶體中原子排列的模型,是不可能被過分強調的!這裡我們指的是學生真正的組出模型,而不是只看已經做好的模型,不管這模型是多麼的精美。— —A. F. Wells (The Third Dimension in Chemistry)
 
課程要求
本課程共含十三次授課,可依實際情形增加與減少次數,並依需要進行一到兩次的討論與實作技術交流,期末將舉行一次數學藝術品展覽。每週上課一次,時間為三個小時,每次依據實作部分的複雜度,先進行一小時到一個半小時的背景介紹, 剩餘時間進行動手做活動。前幾週所製作的是基本結構,少於一兩百個珠子,可以在課堂上完成動手做活動;從第六週起,開始比較複雜的空間結構,含有數百到數千個珠子,將透過適當地模組化,分組讓數個同學一起合作,並在兩次授課間完成。除了課堂指定結構外,修課同學必須以適當的奈米結構為範本,設計自己的數學藝術作品,可與修課老師或是助教討論實現的難易度,兩至三人合作,也可以獨立完成,並撰寫一至兩頁的數學藝術品介紹,完成之作品將在期末展覽。 
預期每週課後學習時數
Office Hours
 
指定閱讀
 
參考書目
 
評量方式
(僅供參考)
   
課程進度
週次
日期
單元主題
無資料