八年级生物仿生学
安庆四中八年级生物《了解仿生学》教案
《了解仿生学》教案授课教师：张宇选题背景：了解仿生学，就是了解“仿生学”的内涵及对人们思维启迪的作用。
过去学习《了解仿生学》采用传统的讲授法，“先生讲学生听”，犹如一池平静的水面，激不起涟漪，引发不出学生的多向思维，更谈不上科学情感、创新意识和能力的培养。
为了改变这一状况，根据生物科学的课程改革精神，借助学校网络信息技术优势，进行信息技术与生物学科课程整合的教学。
学生运用网络信息技术在自主学习获取生物物种奇特现象及仿生学应用事例等信息的过程中，拓宽视野，以了解仿生学的概念、范围和对人们创造思维启迪的意义，并借此激发学生热爱自然、崇尚科学思想情感，达到学生能够自主学习，培养学生创新意识及获取信息、分析、处理信息和应用信息技术的能力。
教学目标：①了解什么是仿生学、仿生学涉及的范围及对人类创造性思维启迪的意义。
②通过《了解仿生学》实例的自主学习与思考，创新思维活跃，科学探究情感专注，能积极地运用信息工具表述仿生学原理的大胆假想和见解；③能获得网络信息技术的运用方法和获取信息，分析处理信息的能力。
教学重点：1、运用信息技术表述仿生学的大胆假想和见解2、获得网络信息技术的运用方法和获取信息，分析处理信息的能力。
教学难点：运用信息技术表述仿生学的大胆假想和见解课时：一课时教学过程设计：1、重组网络资源：课前针对初中学生认知水平，由学生和教师共同从英特网上收集整理通俗性、启迪性、趣味性较强的仿生学知识制作成有关网页，并进行分类。
2、教学过程的设计是网络教学的第二个重要环节，是保证基于网络的自主学习活动高效有序开展的依据。
（1）、任务：①围绕《什么是仿生学》查找相关网页阅读并摘取自己感兴趣的信息（含图片），进行分类整理放到自己的计算机上；②根据自主学习心得，用Power Point工具描述自己的假想设计并说明理由。
- 1 -（2）、自主学习活动流程的设计（不包括评价活动课的设计）一、教学中学生活动与评价共分四个阶段：第一、为准备阶段（可安排在课前完成）。
仿生学的例子大全及原理
仿生学的例子大全及原理仿生学是一门将自然界中的生物系统和生物机制应用到工程和技术领域的学科。
它的研究对象涵盖了动物、植物和微生物等各种形态和生理功能的生物。
在不同的领域中，仿生学都有着自己特定的应用和原理。
下面将介绍一些典型的仿生学例子及其原理。
1. 鸟类飞行的仿生学原理鸟类的翅膀结构和飞行方式一直是人类所向往和模仿的对象。
仿生学在航空领域中，通过研究鸟类的翅膀结构和飞行姿态，设计出了更加轻盈和高效的飞行器。
蝴蝶机器人采用了仿生设计的翅膀，可以实现类似于蝴蝶飞行的机动性。
2. 蜘蛛丝的仿生学原理蜘蛛丝是一种坚韧而轻巧的材料，在工程领域中，蜘蛛丝的仿生设计被应用于建筑和纺织等领域。
研究人员通过分析蜘蛛丝的分子结构和纤维排列方式，设计出了更加轻盈和强韧的纺织材料，使得建筑结构更加稳定，纺织品更加耐久。
3. 蝌蚪的游泳动作的仿生学原理蝌蚪在水中游泳时的动作非常灵活和高效。
仿生学在水下机器人设计中借鉴了蝌蚪的游泳原理，设计出了更加灵活和高速的水下机器人。
通过模仿蝌蚪的身体形态和尾巴运动方式，实现了机器人在水中的高效移动。
4. 蓮花叶面的仿生学原理蓮花叶能够抵御水滴的粘附，这是因为其表面上具有微小的凹凸结构。
仿生学在涂层和表面处理领域中，借鉴了蓮花叶的原理，设计出了具有抗粘附性和自清洁性的材料。
这些材料可以应用于防污染、防结冰等领域。
5. 蚁群行为的仿生学原理蚂蚁在寻找食物和组织行动时，能够通过简单的局部交流实现整体的复杂行为。
仿生学在人工智能领域中，借鉴了蚂蚁的群体行为原理，设计出了分布式智能系统。
这些系统能够通过分布式节点之间的局部交流和协作，实现复杂的任务分配和决策。
以上只是仿生学在不同领域中的一些应用例子和原理，并不是详尽无遗。
随着科学技术的进步，仿生学在多个领域中的应用将会更加广泛。
通过借鉴自然界中的智慧和生物机制，可以帮助我们解决很多实际问题，并推动科技的发展。
生物仿生学的研究与应用
生物仿生学的研究与应用生物仿生学（Biomimicry）是指借鉴自然界中的生物系统、结构、过程，来解决人类所面临的问题，进而实现人类社会中各个领域的创新。
从字面意思上看，生物仿生学是生物学和工程学的结合体。
人类受惠于自然界中的无穷智慧和设计，生物仿生学是一种追求自然智慧的过程，也是一种寻求人工技术和自然生物的对接点。
生物仿生学不仅能够将人们与自然的联系进行深入的挖掘，而且能够在以自然为基础的创新基础上，引领社会的可持续发展。
一、仿生学在材料方面的应用仿生学最早的应用可以追溯到1960年代，当时人们开始研究树脂和塑料的结构和形状，以期能够将树脂和塑料更好的运用于工程中。
但是，最近20年来，仿生技术已经进入了全新的阶段，人们开始更好的理解微生物和昆虫的融合功能，利用这些概念来创造新的智慧型材料。
根据国际仿生学协会（AIS）的数据，现在超过30%的仿生学研究是关于新型材料的开发和应用。
面对全球变暖等环境问题，人们需要寻找一种新材料来替换现有石化材料制成的塑料。
仿生材料已经实现了大规模产业化，例如：仿石膏墙板、石膏粉饰等工业材料已经广泛使用。
仿生学已经在材料新能源方面得到了全面应用，例如太阳能电池板可以复制蝴蝶翅膀上的光学反射特性，利用颜色滤光分层的功能来提高太阳能电池板的效率。
仿生学的材料应用不断涌现，它们具有非常广阔的应用领域，一定会在人类经济发展中发挥越来越重要的作用。
二、仿生学在建筑领域的应用生物的结构和形态可以说是建筑中的最佳灵感源泉。
仿生学的新发现一直在推动建筑行业的发展，建筑设计者利用仿生的方式创造出更加舒适和高效的设计方案。
例如冬季（在寒冷气候中），建造的住宅和建筑物的热损耗为常见问题，通过仿生学，人们可以复制北极熊皮毛的保暖特性，制作出舒适的室内环境；建筑物中的风洞试验现在也在良好地借鉴蝙蝠翅膀的形状和翼面结构，随着技术的不断发展，仿生学对建筑的影响将日益显现。
三、仿生学在机器人领域的应用仿生学最初的起源也是在机器人技术的发展过程中。
仿生学的例子
仿生学的例子仿生学的例子（1）：蝙蝠与雷达蝙蝠会释放出一种超声波，这种声波遇见物体时就会反弹回来，而人类听不见。
雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。
在各种地方都会用到雷达，例如：飞机、航空等。
仿生学的例子（2）：苍蝇与小型气体分析仪令人厌恶的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。
苍蝇的嗅觉个性灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。
但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢原先，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。
若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。
大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。
因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器的结构和功能，仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。
这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。
就是把十分纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。
这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。
利用这种原理，还可用来改善计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
仿生学的例子（3）：鲸的前鳍--神奇能量的秘密！座头鲸前侧有垒球般大突起的前鳍，能够划过水面，让它悠游在海洋里。
但根据流动力学原理，这突起就应会妨碍前鳍的运动。
根据他的研究，费雪为风扇设计具突出边缘的叶片，叶片划过空气的效率比一般标准的风扇高百分20。
他成立一家叫鲸鱼能量的公司来生产他的产品，很快地会将这项节能的技术授权给世界各地的公司工厂。
但费雪心中的大鱼是风力能源。
他相信只要加一些结节在涡轮机的叶片上将会改善整个产业，使得风力的价值更胜以往。
八年级动物仿生学知识点
八年级动物仿生学知识点动物仿生学是仿效动物的生物学、结构和功能，掌握动物仿生学的知识对于设计新型机器设备、解决生命科学问题等方面起到了很大的推动作用。
对于生物学的学习来说，动物仿生学无疑是在生物知识的进阶上又一个重要的分支。
以下是八年级动物仿生学的主要知识点：一、仿生学的定义和意义动物仿生学是将有机体在进化过程中形成的先进适应机制转化成生产生活中的机械和电子系统的一种科学。
它的意义在于可以提高现代人类对于机械装置的认识与控制能力，从而提高自然资源的利用效率，推进科技发展。
二、动物仿生学的研究内容1.动物的结构特征：以动物身体上的生理结构，如羽毛、鳞片、真皮组织、骨骼、肌肉等仿造机器装置。
2.动物的适应机制：通过对动物的适应机制深入了解，提取特殊的机能，将其应用到与人类环境无关的生产或生活实践中。
例如猎豹的奔跑机制可以仿效和应用到轮式机器，提高速度和加速度。
3.动物的环境感知能力：动物的环境感知能力十分强大，仿生学将借鉴这一能力，制造更智能的机器，营造更加智能和舒适的环境。
三、动物仿生学的应用领域1.航空航天领域：仿效蝙蝠、鸟类、昆虫等动物，在飞行、制动、稳定和瞄准等方面开发应用。
2.机器人技术：仿效动物的四肢、感知系统和行为模式等部分设计和制造机器人。
3.建筑领域：仿效水母、蜘蛛等动物，用于制造新型建筑装置，提高建筑构造的韧性和可调性。
4.生物医学领域：仿效海星、章鱼、昆虫等动物，制造仿人、仿肢体的器械，随之提升医学技术。
总之，动物仿生学不仅提升了人类认识自然的能力和主动改造环境的能力，而且还探索和发现了很多知识和技术，为人类社会的各方面发展打下了基础。
仿生学的20个例子
仿生学的20个例子以下是仿生学的20个例子：1. 鲨鱼皮肤：模仿鲨鱼皮肤纹理的泳衣被称为“快皮”，它可以减少水流阻力，使游泳速度更快。
2. 飞鸟：飞机、直升机等飞行器的设计灵感来源于鸟类。
例如，莱特兄弟的飞机就是仿照鸟类的翅膀设计而成的。
3. 蝙蝠回声定位：模仿蝙蝠回声定位原理的雷达技术可以用于探测障碍物、跟踪目标等。
4. 蜻蜓翅膀：蜻蜓翅膀具有独特的结构，可以使其在飞行时自动调整角度和速度。
模仿蜻蜓翅膀的原理，可以设计出更轻、更高效的飞机和直升机。
5. 鱼类：鱼类的流线型身体可以使其在水中游得更快、更远。
模仿鱼类的身体结构，可以设计出更快的船只和潜水器。
6. 蜘蛛丝：蜘蛛丝具有很高的强度和弹性，可以用于制造高强度材料、生物材料等。
7. 蜜蜂舞蹈：蜜蜂通过特定的舞蹈来交流食物来源的位置信息。
人类通过模仿蜜蜂的舞蹈，可以更好地理解自然界的交流方式和生态系统的运作规律。
8. 蛇的热感应器官：模仿蛇的热感应器官，可以设计出用于寻找目标的红外线传感器。
9. 壁虎足部：壁虎足部具有粘附力强的特点，可以使其在垂直表面上攀爬。
通过模仿壁虎足部的结构和功能，可以制造出更可靠的粘附材料和表面材料。
10. 象鼻：大象的鼻子具有灵活、强壮的特点，可以用于挖掘、吸水等。
通过模仿象鼻的结构和功能，可以设计出更加实用的机械臂和工具手。
11. 鳄鱼夹子：鳄鱼的夹子具有强力的夹持力和自锁功能，可以用于夹持、固定等应用场景。
通过模仿鳄鱼夹子的结构和功能，可以制造出更加可靠的夹具和工具。
12. 鹿角：鹿角具有独特的结构和强度，可以用于防御和攻击。
通过模仿鹿角的结构和功能，可以设计出更加实用的材料和结构。
13. 蝴蝶翅膀：蝴蝶翅膀具有绚丽多彩的色彩和独特的结构，可以用于制造美丽的装饰品和艺术品。
通过模仿蝴蝶翅膀的色彩和结构，可以制造出更加美观的材料和表面处理技术。
14. 鼹鼠爪子：鼹鼠的爪子具有强大的挖掘能力，可以用于挖掘隧道和寻找食物。
仿生学(2)
智能机器人
生物计算机
第一代是示教再现型机器人， 机器人有部分电脑化控制能力， 但最后的决策仍然是人类。 第二代是感觉机器人，人类 指派任务以后，机器人有足够 自动化机器人从月球土壤中提取气体 的智慧完成工作，不必实时指 导。 第三代是智能机器人，机器 人几乎不必由人类控制
蛇形机器人
侧向运动时，蛇身体只有几个点接触地面，为了减
结构仿生是通过研究自然界植物和动物系统 的优异结构和功能特征，并有选择性的在设 计过程中借鉴和应用这些结构原理和特征。 力学仿生是研究并模仿生物体大体结构与精 细结构的静力学性质，以及生物体各组成部 分在体内相对运动和生物体在环境中运动的 动力学性质。
建筑与仿生
蛋壳、乌龟壳和贝壳等都有弯曲的表面，这 种“薄壳结构”的表面虽然很薄，但曲度均 匀，非常耐压。壳体在外力作用下，内力都 沿着整个表面扩散和分布。
智能材料
定义
指模仿生物系统中同时具有感知和驱 动双重功能的材料，又称机敏材料。 感知、反馈和响应是智能材料的三大要素。
仿生和智能材料
智能材料有哪些？
如变色玻璃、形状记忆合金、增韧氧 化锆陶瓷、正温度系数热敏陶瓷、陶瓷变 阻器以及合成弹性多肽等
正在研究的智能材料和系统
•能自诊断断裂的飞机机翼 •控制湍流和噪声的机械蒙皮 •人工肌肉和皮肤 •定向投药等
萤火虫与人工冷光
萤火虫发光过程中几乎不产生 热，发出的光是“冷光”，它 几乎能将化学能百分之百地转 变为可见光，而一只普通白炽 灯泡会把98％的能源变成热量 浪费掉。 通过对萤火虫发光器的研究， 分离出了荧光素和荧光素酶， 弄清了萤火虫发光的奥秘；发 明了既省电又明亮的日光灯和 冷光源，广泛地应用于怕热、 怕磁等工农业生产上。
仿生学的例子大全
仿生学的例子大全仿生学是一门研究生物学、工程学和设计学的交叉学科，它旨在从生物系统中汲取灵感，应用到工程和设计中。
在自然界中，有许多生物体和生物系统的结构、功能和机理都给人类带来了很多启发和帮助。
下面就让我们来看看一些关于仿生学的例子。
1. 鸟类的飞行。
鸟类的飞行一直是人类梦寐以求的事情，因为飞行给人类带来了无限的遐想。
在仿生学中，科学家们通过研究鸟类的翅膀结构和飞行原理，设计出了许多仿生飞行器。
比如，著名的“翼龙”无人机就是受到了翼手目动物的启发而设计的，它可以在空中滑翔，具有很好的飞行稳定性和机动性。
2. 蜘蛛丝的强度。
蜘蛛丝是自然界中最坚韧的材料之一，它的强度比钢还要高。
在仿生学中，科学家们研究蜘蛛丝的结构和制造原理，开发出了一种叫做“生物纺丝”的新技术，可以用来生产高强度的纤维材料，广泛应用于航空航天、医疗器械和防弹衣等领域。
3. 花朵的自清洁表面。
许多植物的叶片和花瓣表面都具有良好的自清洁性能，它们可以在雨水或露水的作用下迅速清洁自己的表面。
在仿生学中，科学家们研究了植物表面微纳结构的特点，设计出了一种叫做“莲花效应”的新材料，可以应用于自清洁涂料、自清洁玻璃等产品中，大大提高了产品的使用寿命和清洁效果。
4. 鱼类的游泳姿势。
鱼类在水中的游泳姿势非常优美，它们可以在水中迅速、灵活地移动。
在仿生学中，科学家们研究了鱼类的游泳原理，设计出了一种叫做“鱼雷”的新型水下机器人，它可以模仿鱼类的游泳姿势，具有很好的水动力性能和机动性能，可以应用于海洋探测、水下作业等领域。
5. 蝴蝶的色彩。
许多蝴蝶的翅膀上都具有非常美丽的色彩，这些色彩是由于翅膀表面的微结构和光学效应所产生的。
在仿生学中，科学家们研究了蝴蝶翅膀的色彩形成机理，设计出了一种叫做“结构色”的新型颜料，可以应用于化妆品、纺织品、油漆等产品中，具有非常好的光泽和色彩效果。
总结。
以上这些例子只是仿生学在工程和设计领域中的一部分应用，实际上仿生学还涉及到许多其他领域，比如医学、材料科学、能源等。
人教版八年级上册生物《科学技术社会 动物与仿生》(一等奖课件) (2)
蜂
蜂
窝
窝
纸
墙
芯
板
蜂巢结构与加气混凝土砌块
斯洛文尼亚的蜂巢住宅联合体
设计模仿蜂巢结构的韵律,并能巧妙的运用 遮阳板和自然通风来控制整年的内部环境。
美·能跳跃翻腾的“海豚潜艇”
苍蝇与高灵敏小型气体分析仪
苍蝇没有鼻子但嗅觉特别灵敏？ 苍蝇靠分布在一对触角上的
嗅觉感受器（内含上百个嗅 觉神经细胞）来分辨气味
将微电极连在活苍蝇的嗅觉 神经上，并放大其神经电信号 ，递给分析器；分析器一经发 气味物的信号，便发出警报。
现该仪器也被改进安装在
宇宙飞船的座舱里，检测舱内 气体成分。
小型气味分析仪
鸽眼雷达系统
鸽眼能感应光磁，完 成定向导航，应用于 雷达等导航设备
水母耳与风暴预测仪
水母的耳：
（细柄上的小球)中有小 小的听石，上面布满神 经感受器，能听到风暴 产生时发出的次声波 （由空气和波浪摩擦而 产生，频率为8赫兹-13 赫兹，传播比风暴、波 浪的速度快）。
“水母耳”风暴预测仪 可提前15小时左右预报风暴
萤火虫与人工冷光
萤火虫发光过程中几 乎不产生热，发出的 光是“冷光”，它几 乎能将化学能百分之 百地转变为可见光， 避免以热能散失掉。 通过探究萤火虫发光 的奥秘—荧光素和荧 光素酶；发明了既省 电又明亮的日光灯和 冷光源，广泛地应用 于怕热、怕磁等工农 业生产上。
蜘蛛与装甲
生物学家发现蜘蛛丝的 强度高，相当于同等体积 的钢丝的5倍。
蝴蝶与人造地球卫星
人造卫星
仿生蝴蝶的调温方 式，设计了人造卫 星的控温系统，使 卫星上的精密仪器 ，在外界温度为200 ℃ ~2000℃ 环境下正常工作。
什么是仿生学
什么是仿生学
仿生学（Bionics）是一门研究生物体结构、功能和生理过程，以及将从生物体中获得的原理应用到技术和工程领域的学科。
仿生学的目标是通过模仿自然界的设计和工作原理，创造出更有效、更智能、更适应的技术和系统。
仿生学的主要原则包括：
1. 生物体结构和功能的理解：仿生学关注于深入研究各种生物体的结构和功能，了解它们是如何适应环境、执行任务和解决问题的。
2. 生物体的适应性：仿生学强调生物体对环境的适应性和生存成功的原因。
这包括在不同环境中生存、繁殖和适应的机制。
3. 生物体的生物学原理：仿生学试图理解并应用生物学原理，如进化、自组织、能量转换等，以解决工程和技术上的问题。
4. 应用于技术和工程：仿生学将从生物体中获得的原理应用于技术和工程领域，创造出新型材料、先进传感器、智能机器人等。
仿生学的应用领域包括但不限于：
1. 仿生材料：制造具有类似生物体结构和性质的材料，如仿生纤维、仿生液体等。
2. 仿生机器人：设计和构建模仿生物体运动和行为的机器人，以改善在复杂环境中的操作和导航。
3. 仿生传感器：开发仿生传感器来模拟生物体的感知机制，用于检测环境中的信息。
4. 仿生计算：利用生物体的信息处理方式，设计新型计算方法和算法，如神经网络和进化算法。
5. 仿生医学：利用仿生学原理来设计医学设备、人工器官和生物医学材料。
6. 仿生建筑：设计建筑物和结构，模仿自然界的优化结构，以提高能效和可持续性。
仿生学的发展促使了生物学、工程学和计算机科学等多个领域之间的合作，为技术创新提供了新的思路和方法。
仿生学是一门模仿生物的特殊本领
仿生学是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学科技。
仿生学的例子：1、人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。
2、人们根据蛋壳发现拱形的承受力量，发明了薄壳建筑。
3、人们模仿蜻蜓发明了直升机。
4、人们根据章鱼发明烟雾弹。
5、变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。
6、防水衣服是仿荷叶造的。
7、人们模仿袋鼠跳跃，发明越野车。
8、人们模仿某些贝壳制成外壳坚硬的坦克。
9、从鱼类在水中自由升降得到启示，发明了潜水艇。
10、模仿袋鼠的育儿袋，发明了育儿箱。
11、人们从萤火虫那儿得到启发，发明了人工冷光。
12、人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究——步行机。
13、根据蝴蝶发明了迷彩服。
14、苍蝇---小型气体分析仪。
15、人们模仿蒲公英，发明了降落伞。
16、鲨鱼-----泳衣17、蝙蝠超声定位器的原理--探路仪”。
18、蓝藻--光解水的装置19、动物的爪子---现代起重机的挂钩 20、鸟----飞机21、动物的鳞甲------屋顶瓦楞 22、鱼的鳍------桨23、螳螂臂，或锯齿草----锯子 24、苍耳属植物----尼龙搭扣。
25、龙虾-----气味探测仪。
26、壁虎脚趾------粘性录音带27、人们模仿蝙蝠发明了雷达。
28、水母--水母耳风暴预测仪仿生学是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学科技。
仿生学的例子：1、人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。
2、人们根据蛋壳发现拱形的承受力量，发明了薄壳建筑。
3、人们模仿蜻蜓发明了直升机。
4、人们根据章鱼发明烟雾弹。
5、变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。
6、防水衣服是仿荷叶造的。
7、人们模仿袋鼠跳跃，发明越野车。
8、人们模仿某些贝壳制成外壳坚硬的坦克。
9、从鱼类在水中自由升降得到启示，发明了潜水艇。
10、模仿袋鼠的育儿袋，发明了育儿箱。
11、人们从萤火虫那儿得到启发，发明了人工冷光。
八年级生物仿生动物教案
八年级生物仿生动物教案教案题目：八年级生物仿生动物教案教学目标：1. 了解生物中的仿生学概念，并理解仿生学在技术和工程领域中的应用。
2. 了解仿生动物的基本特征和结构。
3. 通过仿生动物的学习，培养学生的科学观察和思维能力。
4. 发展学生的合作学习和创新能力。
教学重点：1. 仿生学概念和应用。
2. 仿生动物的特征和结构。
教学难点：1. 仿生动物的应用案例分析。
2. 学生合作学习和创新能力的培养。
教学准备：1. 生物教科书和参考书籍。
2. 视频或图片资料，展示仿生动物的案例。
3. 实验器材：显微镜、玻璃片、草叶等。
4. 团队合作学习活动的准备。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入仿生学的概念和背景知识，通过提问或简短讲解让学生了解仿生学的定义和应用领域。
二、知识讲解（15分钟）1. 讲解仿生动物的概念和基本特征，包括外形、运动方式、适应环境等方面。
2. 展示一些具有代表性的仿生动物案例，并解释它们的特点和应用领域。
三、实验探究（20分钟）1. 将学生分成小组，每个小组选择一个仿生动物进行观察和分析。
2. 每个小组使用显微镜观察该动物的细节结构，并记录下来。
3. 学生讨论并描述该动物的特征，以及可能的仿生应用。
四、合作学习活动（15分钟）1. 将学生分成小组，每个小组负责研究一个仿生动物的应用案例。
2. 学生在小组内共同讨论并总结出该案例的特点、优势和局限性。
3. 每个小组轮流向全班展示他们研究的仿生动物案例，并与其他小组进行互动和讨论。
五、归纳总结（10分钟）1. 整理学生对仿生动物的学习成果，归纳出仿生动物的特点和应用案例。
2. 引导学生思考仿生动物的启示和未来发展方向。
六、拓展延伸（5分钟）1. 鼓励学生自主阅读相关文章和书籍，了解更多的仿生动物案例和应用领域。
2. 布置学生撰写一篇关于自己感兴趣的仿生动物的研究报告。
教学反思：本节课通过引入仿生学概念和实际案例，培养了学生对仿生动物的认知和探究能力。
生物仿生学及其应用研究
生物仿生学及其应用研究当人们展望未来科技的发展时，生物仿生学无疑是一个备受关注的领域。
生物仿生学，简称生物学仿生技术，即从生物体中吸取灵感，研究其结构、特性、行为并仿造它们来制造物品或开发应用。
生物仿生学的应用涵盖了各个领域，包括机器人、材料制造、建筑、医学等。
本文将从生物仿生学的基本概念、技术原理及其应用研究展开探讨。
一、生物仿生学的基本概念生物仿生学，又称“仿生学”或“生物学仿生技术”，是一门综合性学科，涉及生物学、物理学、化学、工程学、计算机科学等多个学科。
人们从生物界中发现并利用自然界化学、生物学、物理学诸多知识和现象，例如，从动物皮毛中得到对防水的仿品，从荷花叶上得到结实的圆环和弯曲的仿品，从蜜蜂巢中得到熟肉的空腔结构等。
动物的形态、结构、生理功能和行为等各方面都具有很大的“智慧”和实用意义，因此成为了人造物品的优秀设计模板和机器的重要灵感来源。
二、生物仿生学的技术原理在生物仿生学技术的过程中，最主要的技术原理是模仿自然界构造与智慧。
模仿自然对象构造与形态的常用途径包括：直接模仿、间接修改和直接截取。
直接模仿：以某种生物体为参照，仿照其体形、骨骼、肌肉构造，实现机器人的构建；间接修改：利用优良的结构原理，改变其繁杂、不易生产的特点，实现改进；直接截取：只保留生物体的某个部分，把它制作成具有生物特性的物品。
无论是哪种途径，生物仿生学的技术原理都是从自然界中汲取优秀的设计和形态原则，从而实现技术创新。
三、生物仿生学的应用研究生物仿生学在各个领域的应用研究也越来越显著，下面主要介绍它在医葯、建筑、材料制造、机器人及能源等领域的应用。
1. 医葯领域生物仿生学在医葯领域的研究主要集中在仿造和捕捉自然界中的微小结构和小分子的特性。
例如，仿造蜘蛛丝结构的腕带，使其具有超弹性和防水性，能应用于手术缝合；仿造水母的毒液，研发新型药品等。
此外，在医用材料和人工器官等方面也有广泛应用。
2. 建筑领域生物仿生学在建筑领域的应用主要体现在建筑物的形态结构、节能环保及抗灾抗震等方面。
仿生学
信息仿生
青蛙与电子蛙眼
青蛙的视觉系统
由透镜（晶状体） 在视网膜上形成光 学图像后，经过视 细胞、双极细胞、 输出细胞（神经节 细胞）而送往大脑 中枢
信息仿生
水母耳与电子耳
“水母耳”风暴预测仪
水木耳可提前15小时左右预报风暴。它由 喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动 转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。 将这种仪器安装在船的前甲板上，喇叭做 360°旋转。当它接收到8赫兹－13赫兹的 次声波时，旋转自动停止，喇叭所指示的 方向，就是风暴将要来临的方向。指示器 还可以告诉人们风暴的强度。 这对航海与 渔业生产有重要意义。
拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生
拟态仿生
拟态仿生 动物的拟态与保护色
拟态仿生
拟态仿生
坦克的迷彩着装
拟态仿生
拟态仿生
坦克的迷彩着装
三色迷彩的德国“豹”I坦克在电视成像下的效果
力学仿生
.生物与造船
.生物与飞机
.生物与建筑
力学仿生
生物与造船
体形的模仿
模仿鳕鱼、鲇鱼外形建造的“复仇号”帆船
力学仿生
生物与飞机
昆虫与飞机
驾控很昆 驶制复虫 仪比杂飞 还目，行 好前其时 的角翅 飞度膀 行的的 自变运 动化动
昆虫翅膀的运动
力学仿生
生物与飞机
昆虫与飞机
飞机仿造蜻蜓的翅膀配重防止振颤
力学仿生
生物与建筑
澳 大 利 亚 悉 尼 歌 剧 院
薄壳结构
艺 术 珍 品
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力学仿生
生物与建筑
东 京 中 银 舱 体 楼
仿生学的相关领域
仿生学是一门建立在多学科边缘上的综合
性学科，包括生理学、神经学、医学、化 学、数学、电子学、信息学等学科。
仿生学
嗅敏检测仪
嗅敏电阻是一类以SnO2为主体 的金属半导体，它是一种表面
效应很强的材料。
萤火虫与人工冷光
萤火虫发光过程中几乎不产生 热，发出的光是“冷光”，它 几乎能将化学能百分之百地转 变为可见光，而一只普通白炽 灯泡会把98％的能源变成热量 浪费掉。
通过对萤火虫发光器的研究， 分离出了荧光素和荧光素酶， 弄清了萤火虫发光的奥秘；发 明了既省电又明亮的日光灯和 冷光源，广泛地应用于怕热、 怕磁等工农业生产上。
壁虎开颅后，在大脑内相应的
脑区、位点植入电极，待伤口
愈合后，就可以对其大脑发出
南京航让其按照研究人员的指令运动。
感觉仿生
水母耳与风暴预测仪
“耳”（细柄上的小球) 中有小小的听石，上面 布满神经感受器，能听 到风暴产生时发出的次 声波（由空气和波浪摩 擦而产生，频率为8赫 兹-13赫兹，传播比风 暴、波浪的速度快）。
“水母耳”风暴预测仪 可提前15小时左右预报风暴
感觉仿生
蝙蝠与超声波
蝙蝠的捕食
蝙蝠的声纳信息处理
仿生学
植物 鱼类 鸟类 哺乳动物
二 仿生学的研究方法
生物体 生物模型
数学模型 技术模型
技术装置
三 仿生学在工程技术中的应用
感觉仿生 结构仿生 拟态仿生 力学仿生 化学仿生 整体仿生 仿生材料
感觉仿生
探索人和动物感觉系统奥妙的仿生学研究工作， 称为感觉仿生。
视觉仿生 听觉仿生 嗅觉仿生 触觉仿生 味觉仿生 感觉仿生已经成为目前仿生学的发展重点。
结构仿生是通过研究自然界植物和动物系统 的优异结构和功能特征，并有选择性的在设 计过程中借鉴和应用这些结构原理和特征。
力学仿生是研究并模仿生物体大体结构与精 细结构的静力学性质，以及生物体各组成部 分在体内相对运动和生物体在环境中运动的 动力学性质。
八年级上生物-仿生学(用)
萤火虫
蜻蜓 “美洲狮”直升机
蝙蝠的回声定位
雷达
蜘蛛
钢索大白鲨索普Fra bibliotek悉尼歌剧院 乌龟
长颈鹿
宇航员
“响尾蛇”导弹
青蛙
电子警察
其他例子
拱形结构类 专家发现，恐龙巨大的躯体、长颈和
粗长尾巴的重力中心是在腰部，身体的重量通过 身体重心传递到粗壮的四肢上，整个身体的上部 犹如一座拱桥。从力学角度来看，它的确是一种 承受巨大负荷的理想结构的造型，这便是建筑史 上“拱形结构”的历史渊源。该仿生建筑的特点， 是用料省，坚固耐压，外观美观大方。 薄壳结构类 生物界的各种蛋壳、贝壳、乌龟壳、
海螺壳以及人的头盖骨等都是一种曲度均匀、质 地轻巧的“薄壳结构”。这种“薄壳结构”的表 面虽然很薄，但非常耐压。模仿它们壳体在外力 作用下，内力都沿着整个表面扩散和分布的力学 特征，在建筑工程中早已得到广泛应用。
嗅 敏 仪
狗鼻
跳跃器
莲花与 防水衣服
海豚船
仿生学
模仿生物的构造、功能 制造出对人类有用的东西， 这种科学叫做仿生学。
【初中生物】八年级生物复习资料之仿生
【初中生物】八年级生物复习资料之仿生
【—八年级生物之仿生】，仿生在具有生命之意，生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。
仿生这门技术的发展前景是非常广阔的。
针对仿生的有关问题，请思考回答：
（1）你指出展开人造研究所须要的广为科学知识和技能主要整体表现在哪些方面？
（2）人们模仿的结构原理制造了电子蛙眼，应用于雷达系统，因为它大而突出，对于物体感觉非常敏捷。
在自然界中，生物之间的信息交流就是普遍存在的，正是由于它们之间、和存有，并使生物之间的联系错综复杂，生物与环境沦为一个统一的整体。
通常动物群体间可以通过动物的、、去展开信息交流。
在夏季和秋季的清晨或雨后，在潮湿的树干、树桩上、落叶腐烂多的地方，甚至粪堆上很容易采到木耳或蘑菇，这说明真菌适于生活在环境下。
对我们养殖食物菌的启示是：在养殖食物菌时一方面要保持养殖场所的，另一方面要提供。
总结：关于信息拒绝接受、信息传达、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了非常大鼓舞。
可以列举的仿生学例子，例如将海豚的体形或皮肤结构应用领域至潜艇设计原理上。
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众所周知的例子
蝙蝠与声纳定位
鸟与飞机
船与鱼
对萤火虫和海蝇地发光原理的研究，获
得了化学能转化为光能的新方法，从而 研制出化学荧光灯等等。
肌理与质感仿生 （以纺织仿生为例）
亚马逊河流域的闪峡蝶因其翅膀的外壳和
基部翅瓣中特有的周期性多层结构，使周 身散发钻蓝的色彩，具有金属般的光泽。 受此启发日本帝人公司开发了光显色纤维。 在研究天然蚕丝结构和性能后，成功开发 了异形纤维和超细纤维等仿真丝纤维和纺 织品。 肉色袜
性质
仿生学是生物学、数学和工程技术学相
互渗透而结合成的一门模仿生物系统并 具有生物系统特征或类似特征的新兴边 缘科学。
仿生学的研究主要包括三个阶段
首先是根据工程技术的目标、任务进行生物
相关性的基础研究或者以生物学的发现与研 究成果为启示和基础筛选出对其他科学技术 有意义有价值的内存； 然后对基础研究的成果进行分析、综合，并 提炼、概括出相关理论和概念，揭示内在规 律，建立数学模型； 最后在前两个阶段的基础上进入具体模拟研 究、试验制造的应用研究阶段，最终创造出 人工化的成果。
母耳朵的结构和功能， 设计了水母耳风暴预测 仪，能提前15小时对 风暴作出预报，对航海 和渔业的安全都有重要 意义。
可恶的苍蝇给我们的启示？
免疫力（活蝇蛆可接种于伤口之中，起杀菌
清创，促进愈合之作用。 ） 平衡能力（飞行器的平衡） 嗅觉（传感器、捕蝇器） 棘毛的作用（减粘） 超强的生殖能力（苍蝇具有一次交配可终身 产卵的生理特点，一只雌蝇一生可产卵5-6次， 每次产卵数约100-150粒，最多可达300粒左 右。一年内可繁殖10-12代。每只雌蝇能产生 2000个后代，则100只雌蝇只需经过10个世 代，繁殖的总蝇数将达到2万亿亿个）
白蚁冢具有良好的通风、保温、保湿功能 锯齿草 与锯（鲁班） 瑞士猎人乔治从苍耳属植物获取灵感发 明了尼龙搭扣。
形态仿生
天鹅形的观光船 仙鹤音响
剪子
综合仿生
仿人机器人
肌肉和骨骼
——现代假肢
飞机的诞生
1870年，德国人奥托.利连塔尔制造了第
一架滑翔机。利连塔尔是十九世纪末的 一位具有大无畏冒险精神的人，他望着 家乡波美拉尼亚的鹳用笨ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的翅膀从他 房顶上飞过，他坚信人能飞行。1891年， 他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的 单翼滑翔机，自己还进行试飞；此后五 年，他进行了2000多次滑翔飞行，并同 鸟类进行了对比研究，提供了很有价值 的资料。
莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在
飞机的设计制作过程中，怎样使飞机拐 弯和怎样使它稳定一直困绕着他们。为 此，莱特兄弟又研究了鸟的飞行。例如， 他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落，靠 转动这只下落的翅膀保持平衡；这只翅 膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和 平衡。
如今飞机的平衡锤仿生了苍蝇的平衡棒
未来的飞机是个什么样？
太阳能 袖珍 房顶是飞机场 翅膀收缩调整 可以振翅 可以俯冲空中停止
汽车与仿生（案例之二）
形态仿生
汽车的功能仿生
螃蟹壳——轻而强
一种内部高压造型技术由此诞生。将金
属管置于模具中，高压状态下将液压液 体或气体注入金属管两端，使金属在 2400巴的高压下形成模具的形状。这一 技术保证了零件精准的尺寸和形状，在 充分利用空间、赢得更多轴力度和硬度 的同时减轻了重量。
方法
复制不是仿生学的研究目的，对生物系统
工作原理的本质认识、理解和应用是最终 目标。在这个过程中发散性地进行类比、 模拟和模型化是仿生学研究的主要方法， 数学模型是从生物原型到应用模型的关键。 但是对复杂生物系统的认识往往是一个长 期的研究过程，并依赖于先进科学技术的 支持，需要多学科的交叉、合作，所以仿 生学的研究是一个系统工程，存在相当大 的难度。
仿生学研究的分支
力学仿生、分子仿生、能量仿生、 信息和控制仿生等 电子仿生、机械仿生、建筑仿生、 化学仿生、人体的仿生、宇宙仿生等 形态仿生、形式美感仿生、功能仿 生、结构仿生、机理仿生、色彩仿生、 意象仿生
仿生设计
仿生设计学与旧有的仿生学成果应用 不同，它是以自然界万事万物的“形”、 “色”、“音”、“功能”、“结构” 等为研究对象，有选择地在设计过程中 应用这些特征原理进行的设计，同时结 合仿生学的研究成果，为设计提供新的 思想、新的原理、新的方法和新的途径。 仿生设计学作为人类社会生产活动与自 然界的锲合点，使人类社会与自然达到 了高度的统一，正逐渐成为设计发展过 程中新的亮点。
由乌龟想到的？
生命力强
静——寿命（生命在于运动？） 坚硬的外壳 （坦克） 中国人对乌龟的特殊意象？ 忍辱负重？高寿？忍垢偷生 ？
电子蛙眼
青蛙的眼睛很奇怪，他们看活动的东西
很敏锐，对静止的东西视而不见。人们 从中得到启示，发明了电子蛙眼。
保鲜膜
结构仿生
例如：食蝇草与发卡
结构仿生
白蚁冢与建筑仿生
汽车的骨架
在自然界，发泡材料出色的能量吸收性
能发挥最突出的例子是猫头鹰和大象的 头部，虽然象头只有几公斤，却能轻松 移动几百公斤的重量。 仿制轻骨架组织———发泡金属进一步 研究发现，泡孔组织结构的零部件强度/ 密度比极佳。如果向铝模具内充气或把 将要发生化学反应的小颗粒注入铝模具， 形成发泡铝的多孔组织，就能充分吸收 能量，缓冲和降噪。
我们的服装与仿生还有哪些关系？
孔雀裙、燕尾服、荷叶领、灯笼裤
变色龙与迷彩服
2008年奥运会上的高科技泳衣
美国华盛顿大学的研究人员正在试图揭
示蜘蛛吐出的水溶性蛋白质是如何变成 不溶的、强度比防弹背心还要坚韧的丝 的奥秘。科学家们已开始运用仿生学理 论研制人造蜘蛛丝。
功能仿生
水母的顺风耳，仿照水
仿生设计
——向自然学习
热爱自然、保护自然、自然和谐相处， 我们就会从自然中获得智慧和灵感
仿生学
在20世纪60年代，1960年9月13日，在美国
召开的第一届仿生学研讨会上，斯蒂尔博士 首次提出了仿生学(Bionics)的概念，并定义 仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系 统，或者使人造技术系统具有或类似于生物 系统特征的科学，简而言之，仿生学就是 “模仿生物的科学”。