一片荷叶引发的科学思考

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“毕竟西湖六月中，风光不与四时同。接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。”时下，荷花荷叶随处可见。荷叶，以优雅之姿吸引众人目光。

仔细观察荷叶表面，会发现水珠在荷叶上滚动自如，恰似晶莹剔透的珍珠，却不会浸润叶面，这便是荷叶效应。在广袤奇妙的大自然中，荷叶效应以其独特魅力，为科学教育提供了诸多发人深省的启示。

带领学生学会观察世界

荷叶效应的发现，源于对自然细致入微的观察。在科学教育里，培养学生的观察能力是重中之重。教师不妨带领学生来到池塘边，让他们近距离观察荷叶上水珠的形态变化，仔细留意荷叶表面的细微特征。通过这样的观察活动，学生能够逐渐学会用科学的视角看待周围世界，养成关注细节、敏锐洞察的能力。

好奇心是科学探索的原动力。当学生观察到荷叶效应后，好奇心被瞬间点燃。此时，教师应敏锐捕捉这一契机，引导学生提出各类问题，如“荷叶为何能让水珠滚动”“这种神奇现象究竟是如何产生的”等。这些问题将吸引学生主动寻找答案，推动他们深入探索科学的奥秘。

引导学生跨学科学习

荷叶效应涉及物理学、化学和生物学等多个学科领域，这一现象深刻凸显了跨学科融合在科学教育中的重要意义。

从物理学角度剖析，荷叶效应与表面张力、接触角等概念紧密相连。水珠在荷叶上滚动，是因为荷叶表面的特殊结构使水珠与叶面之间的接触角很大，进而产生较小的粘附力。学习这些物理概念，能帮助学生更透彻地理解荷叶效应的原理。

从化学层面来看，荷叶表面的化学成分是产生荷叶效应的关键因素之一。荷叶表面覆盖着一层蜡质物质，其低表面特性使得水珠难以浸润。了解这些化学知识，有助于学生认识物质性质对自然现象的影响。

从生物学视角出发，荷叶的生长环境和自身生理结构与荷叶效应息息相关。荷叶在水中生长，需适应水生环境，其特殊表面结构或许是在长期进化过程中逐渐形成的。研究荷叶的生物学特性，能让学生了解生物与环境的相互作用。

基于荷叶效应的多学科特性，在科学教育中开展跨学科教学是一种行之有效的方式。

教师可组织学生从不同学科角度对荷叶效应展开分析与讨论，引导他们综合运用物理、化学、生物等知识来解读这一现象。

这种教学方式不仅能助力学生更全面、深入地认识自然现象，还能有效培养他们的跨学科思维能力和综合运用知识的能力。

培养创新思维至关重要

荷叶效应的发现，为诸多领域带来创新灵感，如防水材料、自清洁表面等。在科学教育中，培养学生的创新思维至关重要，要让他们学会从自然中汲取灵感，进行创新设计。

教师可通过案例分析，向学生介绍基于荷叶效应开发的各类创新产品，让学生了解科学家和工程师如何从荷叶效应中获得启发，并将其运用到实际生活中。例如，展示具有自清洁功能的建筑材料、衣物面料等，让学生真切体会创新的力量。

随后，组织学生开展创意设计活动，以荷叶效应为灵感，设计新型产品或解决实际问题的方案，如设计自动清洁窗户、防水性能更佳的背包等。在这一过程中，学生需充分发挥想象力与创造力，提出独特设计方案，同时还要考量方案的实际可行性与实用性，从而有效培养解决实际问题的能力。

从自然之美与科学探索的起点，到观察与好奇心的培养、跨学科融合、创新思维的激发，荷叶效应为科学教育带来了丰富启示。在科学教育中，我们应充分利用这些启示，引领学生走进大自然，探索科学奥秘，提升他们的科学素养和综合能力，为其未来发展奠定坚实基础。

（作者金晓霞系西北师范大学科学教育方向博士研究生，莫尊理系西北师范大学二级教授、博士生导师）