科学·技术·社会　动物与仿生 (2)

1、动物与仿生学,教学目标,知识与技能 知道什么是仿生，知道人类如何利用仿生学原理进行发明创造。 过程与方法 通过阅读资料分析仿生案例，提高学生分析问题，解决问题的能力 情感态度与价值观 激发学生热爱科学，热爱自然,勇于探索的科学精神。,华为手机是我国自主研发的一款智能手机，因其在生产设计时采用多项专利技术，其个项性能均领先于苹果手机和三星手机，特别是其独有的5G技术，领先其它国家各种品牌，令欧美国家羡慕不已。 我们刚才看到的就是华为手机一项专利技术应用仿生平行双摄像头，双感光元件带来双倍进光量，使其夜拍画质显著提升。,想一想,同学们你能举出哪些仿生学的例子？ 什么是仿生呢？ 人类如何从自然界获得

2、启发并进行发明创造的呢。,有一次鲁班进深山砍树木时，一不小心，手被一种野草的叶子划破了，他摘下叶片轻轻一摸，原来叶子两边长着锋利的齿，他的手就是被这些小齿划破的，他还看到在一棵野草上有条螳螂，两个手臂上也排列着许多小齿，所以能很快地磨碎叶片。鲁班就从这两件事上得到了启发。他想，要是运用这样齿状的工具，不是也能很快地锯断树木了吗？于是，他经过多次试验，终于发明了锋利的锯子，大大提高了工效。,鲁班造锯,观察生物体,生物模型,科学模型,仿生设计,科学家通过对动物的认真观察和研究，模仿动物某些结构和功能来发明创造各种仪器设备，这就是仿生。,仿生应用,结构仿生,结构仿生是通过研究生物的构造，建造类似生物

3、体或其中一部分的机械装置，通过结构相似实现功能相近.,龟壳的背甲呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。虽然它只有2 mm的厚度，但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点：用料少，跨度大，坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形，举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。,蜂窝结构的优点主要有：承受力强，构造精巧、适用而且节省材料，人类利用这个原理发明散热器.,材料仿生是指模仿生物的各种特点或特性而研制开发的材料,科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作

4、用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。 早在40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了荧光灯，使人类的照明光源发生了很大变化，特别是在矿井中，荧光灯被宽泛利用。,功能仿生人类模仿生物的某项功能进行的仿生设计，典型代表是仿生机器人,1,长颈鹿的皮肤紧致、厚实，紧紧箍住了血管，起到保护作用。科学家从中受到启发，研制了飞行服“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置，抗荷服可以充入一定量的气体，将飞行员的腹部、腿部绷紧，以减缓血液向下肢流动，从而保证脑部供血。,人造地球卫星的控温系统，就是模拟蝴蝶调节体温的方式设计的。蝴蝶可以利用身体表面上的小鳞片来调节体温。每当阳光直射、气温上升时，鳞片自动张开，以减少阳光的辐射角度，从而减少对阳光热能的吸收；当外界气温下降时，鳞片自动闭合，紧贴表面，让阳光直射鳞片，来增加吸收的热能。 模拟蝴蝶这一调节提问的方式，科学家为人造卫星设计控温系统，是卫星的精密仪器能在太空中正常工作。,仿生造型设计,有些设计者利用一些动物形状设计日用品和建筑，如右图所示，就是利用刺猬设计出来的笔筒，可爱的造型，为生活带来了乐趣,未来发明家,根据本课所学，模仿仿生学步骤，利用仿生学原理，自己完成一项发明或设计。,课后作业,大自然是人类最好的老师，只要我们用心