生活中的仿生设计教学设计一、导入：老师：大家一起看图，图上有什么？学生：一束鲜花。老师：这不是真正的鲜花，而是模仿鲜花形态做成的花束香皂，引出本课生活中的仿生设计。二、教学目标1、知识与技能、知道什么是仿生设计。 、知道仿生设计的种类。 、能够自己制作简单的仿生设计产品。2、能力目标 培养学生独立思考能力 培养学生创新精神3、情感态度与价值观 从科技角度激发学生爱国热情，产生为祖国学习的动力。三、教学过程1、仿生设计的种类分别从四个方面举例说明仿生设计的种类：红裙子像哪种植物的颜色？引出色彩仿生定义。给出蘑菇图片引出形态仿生定义。给出铲土机机械臂猜想引出结构仿生定义。（铲土机机械臂模仿螳螂前臂的结构，实现可以自由伸缩的功能。）猜想雷达仿生于什么生物？引出功能仿生定义。（蝙蝠的喉头发出一种超过人的耳朵所能听到的高频声波，这种声波沿着直线传播，一碰到物体就迅速返回来，蝙蝠用耳朵接收了这种返回来的超声波，使其能作出准确的判断，引导蝙蝠飞行。而雷达正是运用了这一特性，科学家借助仿生原理，人类根据蝙蝠的回声定位系统制造出了雷达。） 总结仿生设计种类：色彩仿生、形态仿生、结构仿生、功能仿生。2、仿生设计的定义根据以上案例得出仿生设计的定义：通过研究自然界生物系统的优异形态、功能、色彩、结构等特征，并有选择性地在设计过程中应用这些原理和特征进行设计。3、详细举例加深理解，发散思维。色彩仿生设计较容易理解，举两个例子：迷彩服仿生于变色龙，美女的服装色彩仿生于老虎。（变色龙周身长满了颗粒状的鳞片，具有能够随景变色的特异隐身功能。这种功能可以根据所处环境的不同色彩、亮度，随时改变其皮肤的颜色。科学家受变色龙变换肤色的启发，致力于研制涂料、染料等其他材料，以使这些材料能随着光照、热辐射或其他物理场变化而改变颜色。战士们穿上这种能够变色的服装，能够更好地隐蔽自己以保护自己的安全。）形态仿生先举一个莲花寺的例子，再以连线的形式出现三个案例。（莲花寺，印度首都新德里根据巴哈伊教教义，所有的礼拜场所都必须拥有九边形的圆状结构。其它巴哈伊教寺庙都通过圆顶设计达到了这一目的，而位于新德里的莲花寺看起来则与众不同。在莲花的启发下，建筑师构想出27块独立的大理石“花瓣”，每3块一组，由此构成9条边。道奇蝰蛇是美式超级跑车的代表，可谓是性价比最高的超级跑车。作为美国最凶险的蛇类之一蝰蛇，具备蛇类所有凶险的特征。道奇的蝰蛇以此设计作为突破口，外观的造型十分夸张，特意凸显了锐利的、精神的前脸和大灯。汽车前脸与蝰蛇面部的“三角和王字”形面部特征非常相似，给人以凶险的、威武凶猛的视觉感，如同一名勇士，随时准备进行生死搏斗。无论从名字、标志和车大灯，还是整体造型设计都像蝰蛇一样充满攻击性。）结构仿生：用锯子和蜂巢的案例说明，再给出梅花鹿、鱼和云杉树及其仿生物品连线加深理解。(1、相传有一次鲁班进深山砍树木时，一不小心，脚下一滑，手被一种野草的叶子划破了，渗出血来，他摘下叶片轻轻一摸，原来叶子两边长着锋利的齿，他用这些密密的小齿在手背上轻轻一划，居然割开了一道口子。他的手就是被这些小齿划破的，鲁班从这件事上得到了启发。他想，要是这样齿状的工具，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。鲁班给这种新发明的工具起了一个名字，叫做“锯”。这就是锯子的由来。2、这种蜂窝结构强度很高，重量又很轻，还有益于隔音和隔热。因此，现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。因此，这些航天器又统称为蜂窝式航天器。而且这些蜂窝式航天器都很节省材料。3、弹跳鞋专业名词弹跳器是一种源于中国高翘，由德国人研制开发的新型体育用品鞋。弹跳鞋集娱乐、健身、时尚于一体。运用仿生学原理，根据袋鼠的腿仿制而成，可以产生强力的弹性，推动运动者跳得更高。鱼身体的流线型给人们很大的启发，所以船的外部型线也做得流线型，能够很好的减少水的阻力。云杉树干底部直径显著增大,整个树干形成一个圆锥形,此外,云杉的根系极为发达。人们根据云杉对大风的适应性特点,把建造在山顶上的电视塔设计成类似的圆锥体,就能抵抗住大风袭击。）功能仿生：防毒面罩仿生于野猪鼻子、干电池仿生于电鱼和蝇眼照相机仿生于苍蝇的复眼举例说明。（1、防毒面具人类根据野猪鼻子发明了防毒面具。科学家经过研究发现，野猪闻到刺激性气味时，会拼命用嘴巴拱土。将土拱松后，野猪就把嘴巴和鼻子插进松软的泥土中。这样，含有毒气的空气经过土壤颗粒的过滤后，就变得不那么强烈了。所以，野猪能在毒气中安然无恙。英国制造的第一批防毒面具，原理就是仿照猪鼻子。这种防毒面具里装着木炭粒，用来滤掉毒气。此后，人们又多次改进了防毒面具的过滤材料，使其保护性能更好。但防毒的原理一直没变，所以猪鼻子的形状就一直保持了下来。2、电鳗尾部两侧的肌肉，是由有规则地排列着的600010000枚肌肉薄片组成，每枚肌肉薄片像一个小电池，只能产生150毫伏的电压，但近万个“小电池”串联起来，就可以产生很高的电压。19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，设计出世界上最早的伏打电池。也就是现在干电池的原型。3、苍蝇的复眼苍蝇的眼睛十分特殊,共有5只.其中,3只较小的是单眼,是感觉亮度强弱的,另外2只为复眼,每只由3000多个小眼组成.这众多的小眼都自成体系,有独立的光学系统和通向大脑的神经,这些小眼的视觉神经都能互相配合,既能协调一致又能独立工作.因此,蝇眼不仅有速度、高度的分辨能力,并且能从不同的方位感受视像,这也就是人们用蝇拍从背后打它也易被发现的原因。）科学家模仿苍蝇的复眼，制成了“蝇眼”照相机。这种照相机的镜头由1329块小透镜组成。它还可以拍摄电影的特技画面，使电影产生神奇的效果。人们仿效苍蝇复眼中小眼的蜂窝型结构制成了用于科研的“蝇眼照相机”，一次就能拍摄1329张照片， 其分辨率达4千条线。）4、畅所欲言让学生畅谈自己生活中接触到的仿生产品。5、让学生对图片给出的仿生设计产品的特点，有什么优点进行简要说明。 6、让学生运用仿生原理自己制作仿生产品。要求：可以根据老师给出的图上物品，也可以自己创意其它物品。