14.生活中的仿生设计
初中综合实践活动《动技术 14.生活中的仿生设计》优质课教案_9
生活中的仿生设计——利用VJC机器人绘制图形一、教学目标知识目标：1、掌握用多次循环完成循环结构的程序设计，并掌握多次循环的参数设置技巧2、能使用多次循环设计程序，让机器人走正方形、正六边形等图形3、了解多次循环自动生成的JC语言代码的含义技能目标：1、培养学生的自主学习的能力。
2、培养学生发现问题,分析问题,解决问题的能力。
3、通过探究实践，让学生深入掌握相关的技能方法4、培养学生艺术鉴赏的能力。
情感目标：培养和提高学生学习的积极性和主动性。
表达学生内心最想讲的话，进行适当交流沟通。
二、教学重点和难点教学重点：多次循环的程序结构及模块的功能教学难点：多次循环模块的程序结构生成的语言代码程序的含义三、教学课时：一课时四、教学策略设计本节课程利用仿生设计在功能领域机器人的视频导入，激发学生对VJC机器人画图的兴趣，进而探索在编程中解决重复操作的方法，以小组竞争的方式，比拼学生完成的速度和质量，让学生在成功中增强信心，在失败中总结经验。
最后展示学生的程序总结循环结构的使用技巧。
【教学过程】：一、激趣导入引语：生活中有很多仿生的设计，大到建筑设计例如鸟巢，小到酷似老鼠形态的鼠标，在功能性的仿生设计中，已经出现了很多仿照人类运动的机器人，那么下面来观看一段视频，看看机器人能做什么？播放视频文件“机器人绘图”引出新课目标：让机器人绘出美丽的图形联想VB程序的三种结构：顺序结构、循环结构和选择结构设问：VJC程序是否也有这三种结构呢？展示“走正方形”程序，观察流程图程序，有哪些是重复的操作？能否优化程序，提高编程效率呢？引出新课多次循环二、多次循环模块1、讲演展示控制模块库的四个模块，强调循环结构可以优化重复操作讲解多次循环模块的设置方法及图标的表示2、学生练习编程让机器人行走正六边形的轨迹思考：1>循环设置重复几次？2>每次循环机器人转多少度？转向时间是多少？学生程序展示解读JC代码，学生了解其意义三、机器人绘图学生强化训练练习要求：使用VJC编程使机器人行走出一下轨迹正六边形、正八边形、正三角形小组竞赛：在限定时间内，完成机器人绘图的时间最短，即为获胜小组四、拓展练习使用VJC编程使机器人行走出正五角星思考：如何让五角星期中一个尖角位于正上方？提示：起点的选择，仿真中的初始角度学生小组竞赛，展示最先完成的学生程序五、小结本节课同学们掌握了使用循环结构替换程序中的重复操作。
14.生活中的仿生设计
观察是借助一定的 工具，调动眼、耳、鼻、 舌、手等一切感觉器官 认识对象的过程。
观察是认识事物的 门户和源泉，人的智力 活动是从观察开始的， 一切发明、创造、发现 也都始于观察。
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观察的基本步骤
第一步：留意周围的事与物，确定观察对象。 第二步：准备好观察工具。 第三步：针对观察到的现象进行思考，思考时
作 品
欣
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创意作品要求
1、要标明作品名称。 2、要画出简图。 3、对作品进行简要的说明。
成果分享
各小组确定一个发言人，以小 组为单位上台进行成果交流展示。
谢谢
作
落叶沙发
品
欣
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大蒜调味瓶
作 品
欣
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松果吊灯
作
开花吊灯 品
欣
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作
叶脉吊灯
Hale Waihona Puke 品欣赏作
蘑菇小夜灯
品
欣
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作
竹子纸吸管
品
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作
香水瓶
品
欣
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作
仙人掌杯垫
品
欣
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作 品
草莓、芒果、猕猴桃果汁盒 欣
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印度莲花寺
作
品
欣
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多哈市政事务和农业部办公大楼 作
品 欣 赏
迪拜棕榈岛
作
品
欣
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台北101大厦
互动：他们都产生了哪些仿生创意？
从形、根、茎、叶、花、果实、颜色、结 构等进行了仔细观察、积极思考及大胆联想， 产生了指示牌、雨伞、拐杖、船帆、发饰、建 筑、储物盒、招蜂箱、节能建筑、太阳能电池 板等等仿生创意。
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爱 因 斯 坦
14.生活中的仿生设计
隔音、隔热、阻燃、 防潮、防震等优点
色彩仿生
总结色彩在仿生对象中的作用，探 索和发现其特定的功能和形式规律，吸 取大自然色彩的优点，将其运用于产品 的色彩设计中，使产品的色彩既适应产 品的功能又具有和谐的美感。
生活中的仿生设计
授课人：杜爱治 单位：泉州外国语学校
小鸟
萤火虫
人工冷光
自然界中一些发出的光都并不热， 所以人类就把它称为“冷光”。在 众多的发光动物中，萤火虫就是其 中的一类。科学家通过萤火虫的光 ，发明了一种不伤眼的光——人工 冷光。 并可在充满爆炸性瓦斯的 矿井中使用。
（萤火虫）
（人工冷光）
隔音隔热阻燃防潮防震等优点色彩仿生色彩仿生总结色彩在仿生对象中的作用探索和发现其特定的功能和形式规律吸取大自然将其运用于产品的色彩设计中使产品的色彩既适应产品的功能又具有和谐的翼凤蝶及其仿生应用迷彩服表面表面肌理仿生肌理仿生自然物表面的纹理质感和组织结构特征属性发挥产品的实用性以及表面纹理的审美情感体验即为产品的肌理仿生设计
4我来做一做
要求： 以小组为单位，根据一种自然物
设计一件课堂小结
1.仿生设计的概念 2.五种不同类别的仿生设计
（注意：这几种仿生设计既可以单独存在，又可以一起紧密联 系来设计产品。）
3.分别对仿生对象和产品进行训练
刺 猬
刺
刺猬笔插
猬
它的主体是一个没有棘刺 却有着很多小洞的刺猬，
笔 插
将铅笔插满这些洞后，
俨然成了刺猬身上的刺，使其活灵活现。
刺猬笔插，采用木头材质
蝴蝶
法蓝瓷
设计师以柔美的色彩与线条，勾勒出蝴 蝶或动或静的姿态，看似精致却又充满张力， 看似飞舞却又静谧优雅。杯盘上，翩翩起舞的 蝴蝶，似乎正收敛它那微微颤动的翅膀，栩栩 如生地停驻在朵朵水仙上，动中有静，静中带 动。将蝴蝶的“形美”与“神美”于瓷器的方 寸之间表露无遗。
初中综合实践活动《动技术 14.生活中的仿生设计》优质课教案_14
生活中的仿生设计教学设计一、教材内容分析术产品设计中最有挑战性而又最能表现设计者的聪明才智和创造力的环节。
在整个模块教学中有着非常重要的地位。
“生活中的仿生设计”这一节总共有三个内容：设计分析、生活中的仿生设计、方案的比较和权衡。
生活中的仿生设计课本上列举了7 种：“形”、“色”、“声音”、“功能”、“结构”、“意象”、“质感”构思法。
本着以学生为主体，让学生亲身体验技术设计过程的技术课教学理念，本课时是以学生参与技术设计实践活动为主，以案例讲解模仿法中的仿形法和仿生法的特点为辅。
二、学生学情分析1. 本节课的教学对象是高二年级学生，刚刚接触本课程还属于参与设计的初始阶段，模仿性强，具有强烈的求知欲和表现欲，思维也较少受到束缚，敢于尝试，敢于批判，敢于超越。
2. 在实际生活中，利用模仿法设计出来的日用品数不胜数，对于高二的学生来说并不陌生。
因此本节课用了大量的日用品案例，贴近生活，从而减少学生对方案的构思的畏惧感。
3. 经过前面章节的学习，学生已经对技术与设计有了一定的了解，并且积累了一些产品设计的实践经验，为学生学习如何利用模仿法对产品进行设计奠定了良好的基础。
三、教学目标1. 知识与技能（1）认识仿生学的构思的含义；（2）了解模仿法的仿生的特点；了解我们身边的仿生学。
（3）能灵活地运用仿生进行方案的构思，说出仿生学的应用。
2．过程与方法（1）通过丰富的生活案例引入，理论解析，理解模仿法在产品构思中的应用；（2）通过组织设计与制作手机支撑架的实践活动，引导学生能灵活地运用仿形法和仿生法进行方案的构思。
3. 情感态度与价值观（1）通过大量的设计案例，激发学生的创作灵感，培养模仿创新的思维，并从中享受创造的快乐；（2）通过亲身设计感受构思方法对灵活构思的帮助并在构思过程中领悟：做个善于观察生活的有心人。
四、教学重点与难点重点：理解并运用模仿法进行方案或产品的构思；难点：组织手机支撑架的设计活动，使活动产生较好的实际效果，让每一位学生都积极参与到活动中去。
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。
14生活中的仿生设计
10种高度仿生的机器人 视频
欣赏：仿生设计的产品
05、软体机器人
运用“3D OEN 软件”设计一个 仿生的作品，谁来操作？
总结：
2、仿肌理质感
?自然生物体的表面肌理与质感， 不仅仅是一种触觉或视觉的表象， 更代表某种内在功能的需要，具 有深层次的生命意义，通过对生 物表面肌理与质感的设计创造， 增强仿生设计产品形态的功能意 义和表现力。
仿生物表面肌理与质感的设计
3、仿生物结构
? 生物结构是自然选择与进化的重要 内容，是决定生命形式与种类的因 素，具有鲜明的生命特征与意义。 结构仿生设计通过对自然生物由内 而外的结构特征的认知，结合不同 产品概念与设计目的进行设计创新， 使人工产品具有自然生命的意义与 美感特征。
02、仿生机器鱼， 能做到在陆水行走
1、仿生物形态
? 仿生物形态的设计是在对自然生物体，包 括动物、植物、微生物、人类等所具有的 典
? 型外部形态的认知基础上，寻求对产品形 态的突破与创新。
? 仿生物形态的设计是仿生设计的主要内容， 强调对生物外部形态美感特征与人类审美 需求的表现。
仿生物形态设计
仿生物色彩的设计
6、仿生物意象
?生物的意象是在人类认识自 然的经验与情感积累的过程 中产生的，仿生物意象的设 计对产品语义和文化特征的 体现具有重要作用。
仿生物意象的设计
7、仿生物声音
? 广义的生物声学还涉及生物组 织的声学特征、声音对生物组 织的效应、生物媒质的超声波 性质、超声波的生物效应及超 声剂量学等方面内容。
什么是仿生设计？ ） （新兴边缘学科
（谁来回答？）
? 仿生设计学，亦可称之为设计仿生学 （Design Bionics）,它是在仿生学和设
14.生活中的仿生设计
授课人：杜爱治 单位：泉州外国语学校
小鸟
萤火虫
人工冷光
自然界中一些发出的光都并不热， 所以人类就把它称为“冷光”。在 众多的发光动物中，萤火虫就是其 中的一类。科学家通过萤火虫的光 ，发明了一种不伤眼的光——人工 冷光。 并可在充满爆炸性瓦斯的 矿井中使用。
（萤火虫）
（人工冷光）
以海豚的外皮组织结构为仿生对象的泳衣设计
法国里昂机场主楼
船桨
鱼尾服装的设计
3我来说一说
要求： • 以小组为单位，确定一种动物或植物作为仿生对象， 经过小组讨论，总结仿生对象的主要特征的关键词。 • 说出该生物相关的仿生产品及其选取该生物的哪些特 征。
仿生产品的确立与分析
在进行仿生形态设计时，要根据设计物 的目的、功用、使用环境、适用人群等 诸多因素来综合考量和选取仿生对象。
4我来做一做
要求： 以小组为单位，根据一种自然物
设计一件生活用品，并且完成表格的填写。
参考：书签、笔筒、水杯、文具盒
5课堂小结
1.仿生设计的概念 2.五种不同类别的仿生设计
（注意：这几种仿生设计既可以单独存在，又可以一起紧密联 系来设计产品。）
3.分别对仿生对象和产品进行训练
火箭设计应用了水母的反冲原理
荷叶表面不沾水的原理图示及其在产品中的应用
形态仿生
形态仿生是产品仿生设计中应用较 为普遍的一种仿生形式。
手与耙（耙的功能） 手与游标卡尺（测量功能）
手与钳子（捏的功能）
结构仿生
工业设计师结合不同的设计目的，寻 求生物结构与产品的潜在相似性进而对其 模仿，将其应用于产品设计中，从而形成 了产品的结构仿生设计。
刺 猬
刺
刺猬笔插
《项目一任务一生活中的仿生设计》学历案-初中劳动技术浙教版九年级上册
《生活中的仿生设计》学历案（第一课时）一、学习主题《生活中的仿生设计》——初中劳动技术课程。
本节课的主题将围绕仿生设计的概念及其在生活中的应用展开，让学生初步掌握仿生设计的原理，体验设计与制作的乐趣，培养学生的动手实践能力与创新意识。
二、学习目标1. 知识与理解：了解仿生设计的概念、原理及其在生活中的应用，认识不同仿生设计实例。
2. 技能与操作：学会观察、分析仿生设计的特征，并尝试进行简单的仿生设计制作。
3. 情感态度与价值观：培养学生对仿生设计的兴趣，增强学生的创新意识与环保意识。
三、评价任务1. 课堂表现评价：观察学生在课堂上的参与度、积极性及对仿生设计原理的理解程度。
2. 作品评价：评价学生仿生设计作品的创意性、实用性及制作过程的规范性。
3. 自我反思评价：引导学生对学习过程进行反思，总结收获与不足。
四、学习过程1. 导入新课（5分钟）通过展示生活中常见的仿生设计实例（如仿生鱼鳍鞋、仿生鸟翼飞机等），激发学生的兴趣，引导学生思考这些设计背后的原理。
2. 概念讲解（10分钟）讲解仿生设计的概念、原理及其在生活中的应用，让学生明确本节课的学习目标。
3. 实例分析（15分钟）分析几个典型的仿生设计实例，如蜻蜓的翅膀与飞机机翼的仿生关系，蜘蛛网的结构与防弹衣的仿生应用等，让学生了解仿生设计的具体应用。
4. 动手实践（20分钟）学生分组进行简单的仿生设计制作，如制作一个简单的仿生鱼鳍手模或一个仿生昆虫造型的灯具等。
教师巡回指导，帮助学生解决制作过程中的问题。
5. 作品展示与交流（10分钟）学生展示自己的作品，并与其他同学进行交流与分享，互相评价作品。
6. 课堂总结（5分钟）总结本节课的学习内容，强调仿生设计在生活中的应用及意义，引导学生思考如何将所学知识应用到实际生活中。
五、检测与作业1. 课堂检测：通过小测试或问答的方式检测学生对仿生设计原理的理解程度。
2. 课后作业：让学生收集生活中其他仿生设计的实例，并尝试用所学知识进行分析，写一篇简短的报告或心得体会。
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吉祥结 吉祥如意 大吉大利
如意结：如意自在 随心所欲
方 胜 结： 方 胜 平 安 一 帆 风 顺
盘长结：回环延绵 长命百岁
团 锦 结： 团 圆 美 满 锦 上 添 花
Байду номын сангаас
双钱结：好事成双 财源茂盛
同 心 结： 比 翼 双 飞 永 结 同 心
祥 云 结 ： 祥 云 绵 绵
瑞 气 滔 滔
平 结
中国结,全称为中国传统装饰结,是中 华民族流行千载的手工编织艺术品。其始 于上古，兴于唐宋，盛于明清。中国结由 于年代久远，其历史贯穿于人类史始终， 漫长的文化沉淀使得中国结渗透着中华民 族特有的，纯粹的文化精髓，富含丰富的 文化底蕴。“结”字也是一个表示力量、 和谐，充满情感的字眼 。“结”与“吉 ” 谐 音，“吉” 有着丰富多彩的内容，福、 禄、寿、喜、财、安、康无一不属于吉的 范畴。
千千结里有学问
中国结不仅具有造型、色彩之美，而 且皆因其形意而得名。中国结,不同的结有 不同的寓意。讲究的是上下一致、左右对 称、正反相同、首尾可接。其魅力所在便 是“以结寓意，以结表情”，左盘右绕的 式样确是各与千秋，正所谓“图必有意， 意必吉祥”。如盘长结 、双钱结等，体现 了我国古代的文化信仰及浓郁的传统色彩， 体现着人们追求真、善、美的良好的愿望。 以下是常见的几种编结方式及其对应的含 义：
探寻美 发现美 创造美
讨论其中最引人注目的部分是什么图形？
学习目标：
对中国结的文化内涵有一定的了解和认识 掌握平结的基本编制方法，并在此基础上尝试编织
更多富有变化的结饰
能够运用材质、造型、色彩等方面的知识，对编制 的结进行装饰与美化
培养动手操作能力，感受劳动创造美的乐趣
中国结的历史渊源
平结是以一线或一物为轴，将另一线的两端绕轴穿梭而成。 因其美观小巧，常用来编手链或提带，也可用于编立体玩偶。
天不老，情难绝， 心似双丝网，中有千千结