【遼海版】《綜合實(shí)踐活動》九年級上冊7.1 仿生發(fā)明探知路

7.1仿生發(fā)明探知路遼海版九年級上冊教學(xué)目標(biāo)實(shí)踐意識：理解和掌握生物仿生的基本原理和技巧，包括對生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的理解和應(yīng)用。學(xué)會運(yùn)用生物仿生學(xué)的原理進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，解決生活中的實(shí)際問題。培養(yǎng)動手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，通過實(shí)踐操作提高技能和素質(zhì)。教學(xué)目標(biāo)社會責(zé)任：培養(yǎng)環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展的理念，認(rèn)識到生物仿生學(xué)在資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)方面的重要作用。通過生物仿生學(xué)的案例教學(xué)和實(shí)踐，了解生物多樣性的重要性，培養(yǎng)尊重生命、保護(hù)生態(tài)平衡的價值觀。關(guān)注社會熱點(diǎn)問題和人類發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，培養(yǎng)社會責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)精神，積極參與社會公益活動和科技創(chuàng)新。通過小組討論、案例分析和實(shí)踐操作，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力，勇于提出自己的觀點(diǎn)和建議，為社會發(fā)展做出貢獻(xiàn)。新知導(dǎo)入大家發(fā)現(xiàn)過生活中有哪些科技技術(shù)、機(jī)械設(shè)備長得有些動物嗎？比如飛機(jī)像鳥等，這些都屬于仿生學(xué)范疇，我們一起來了解一下這個神奇的寶藏學(xué)科吧！新知導(dǎo)入新知講解仿生設(shè)計學(xué)，亦可稱之為設(shè)計仿生學(xué)（DesignBionics），它是在仿生學(xué)和設(shè)計學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科，主要涉及數(shù)學(xué)、生物學(xué)、電子學(xué)、物理學(xué)、控制論、信息論、人機(jī)學(xué)、心理學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械學(xué)、動力學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、色彩學(xué)、美學(xué)、傳播學(xué)、倫理學(xué)等相關(guān)學(xué)科。仿生設(shè)計學(xué)其研究范圍非常廣泛，研究內(nèi)容豐富多彩。仿生設(shè)計活動準(zhǔn)備生活中仿生設(shè)計的作品覆蓋了很多領(lǐng)域，例如服裝設(shè)計、生活用品、機(jī)器設(shè)計、分子材料、軍事等領(lǐng)域都有仿生設(shè)計的運(yùn)用讓我們?nèi)チ私庖幌掳?我想去博物館了解仿生設(shè)計的作品。我想上網(wǎng)查閱......活動過程根據(jù)自己的興趣組建活動小組。組名是___________________，組長是_____________________。組員是_______________________________________________?？萍挤律芯拷M

李蕾韓為為，張小明，李小虎小組成員相互討論，確定本組活動的主題，并制訂活動計劃活動準(zhǔn)備仿生調(diào)查活動計劃表活動時間2023年11月1日活動地點(diǎn)自然博物館活動準(zhǔn)備筆記本、簽字筆、相機(jī)、調(diào)查路線……成員分工李蕾：組長、組織調(diào)查活動、負(fù)責(zé)全組同學(xué)安全和紀(jì)律工作韓為為：記錄及攝像張小明：收集、查找資料李小虎：組織發(fā)言活動流程確定主題——查找、收集資料——確定調(diào)查地點(diǎn)——出發(fā)前準(zhǔn)備必要物品——實(shí)地調(diào)查——分析數(shù)據(jù)——總結(jié)匯報可能遇到的困難及解決的辦法1.合理安排時間，以免交通不便影響調(diào)查進(jìn)程。2.準(zhǔn)備少量現(xiàn)金，以備不時之需。3.遵守交通規(guī)則，以防出現(xiàn)交通意外。4.保持手機(jī)暢通，方便與老師和其他成員及時聯(lián)系?；顒舆^程查閱從人類誕生至今，人類文明發(fā)展就離不開對大自然的探索與模仿。自然界形形色色的生物給了人類很多啟發(fā)。古人從鋸齒草得到啟發(fā)發(fā)明了鋸子，今天人們模仿蜻蜓的飛行原理設(shè)計發(fā)明了直升飛機(jī)。仿生大大地開闊了人們的眼界，顯示了極強(qiáng)的生命力。大家先行動起來，通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館等途徑查找關(guān)于仿生發(fā)展歷史的資料，并記錄在表格中吧!活動過程查閱__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________飛機(jī)的仿生發(fā)展歷史：仿生學(xué)家一直以來都在關(guān)注飛鳥翅膀的微觀結(jié)構(gòu)和空氣動力學(xué)性能，這些研究為飛機(jī)的設(shè)計提供了許多啟示。世界上最早的飛機(jī)是由萊特兄弟制造的，他們在1903年成功地完成了人類首次動力飛行。自那時以來，飛機(jī)設(shè)計和制造技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，現(xiàn)代飛機(jī)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)超音速飛行和環(huán)球航行。隨著科技的進(jìn)步，未來的仿生飛行器將更加高效、靈活和環(huán)保。仿生查閱記錄表活動過程調(diào)查仿生在生活中的研究成果已頗為可觀，就讓我們一起來調(diào)查一下仿生在生活中的應(yīng)用吧!將調(diào)查內(nèi)容填寫在表格中仿生調(diào)查記錄表名稱仿生來源應(yīng)用領(lǐng)域盲人探路儀蝙蝠醫(yī)療領(lǐng)域維可牢尼龍搭扣蒼耳生活領(lǐng)域仿蜘蛛絲纖維蜘蛛軍事、醫(yī)療保健等領(lǐng)域...知識卡片根據(jù)蛙眼的原理和結(jié)構(gòu)，發(fā)明了電子蛙眼將電子蛙眼和雷達(dá)相結(jié)合，雷達(dá)的抗干擾能力大大增強(qiáng)，能像蛙眼一樣，敏銳迅速地跟蹤飛行中的真目標(biāo)。電子蛙眼還廣泛應(yīng)用于機(jī)場上，在機(jī)場，它能監(jiān)視飛機(jī)的起飛和降落，若發(fā)現(xiàn)飛機(jī)將要發(fā)生碰撞，能及時發(fā)出警報。活動過程通過調(diào)查，大家可以體會到仿生在我們的日常生活中已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。比如鳥巢的建造方式是模仿鳥類的巢穴結(jié)構(gòu)，以達(dá)到高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的效果。你知道下面四幅圖中的作品是模仿什么制造的嗎?寫出自己的答案。調(diào)查活動過程調(diào)查解放軍迷彩服水下無線攝影機(jī)靈感源于蝴蝶

靈感源于魚

活動過程調(diào)查靈感源于水黽

水上漂浮指南針卡塔爾市政辦公樓靈感源于仙人球

活動過程以小組為單位，選出調(diào)查中感興趣的設(shè)計，做一次深入了解。分析名稱：_________________________________________________________設(shè)計靈感：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________設(shè)計原理：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

維可牢尼龍搭扣

蒼耳。蒼耳是一種植物，其果實(shí)上的刺可以緊緊地附著在動物或人的皮膚上，使其難以脫落。這種設(shè)計啟發(fā)了維可牢尼龍搭扣的發(fā)明者，他們想要制造一種類似蒼耳果實(shí)的搭扣，能夠牢固地固定物體，同時又可以輕松地松開。

維可牢實(shí)際上是兩條尼龍帶，它們共同扮演蒼耳的角色，其中一條涂有涂層，上有類似芒刺的小鉤，另外一條的上面則是數(shù)千個小環(huán)，鉤與環(huán)能夠牢牢地粘在一起。活動過程這樣的設(shè)計為我們的生活帶來了哪些便利?分析______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________維可牢尼龍搭扣的粘扣功能可以幫助人們更快地穿戴衣物，例如在冬季，可以更快地穿上保暖衣物。維可牢尼龍搭扣可以方便地將物品固定在一起，例如將手機(jī)和錢包固定在背包內(nèi)，避免物品在背包內(nèi)晃動或掉落。維可牢尼龍搭扣可以幫助將不同材料、厚度和大小的物體牢固地粘合在一起，可以在很多場景下提高物體的牢固性和安全性知識卡片仿生設(shè)計，是以自然界萬事萬物的“形”“色”“音”“功能”“結(jié)構(gòu)”等為研究對象，有選擇地在設(shè)計過程中應(yīng)用這些特征原理進(jìn)行的設(shè)計，主要可以從仿生物形態(tài)、仿生物功能、仿生物色彩、仿肌理質(zhì)感、仿生物結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行巧妙設(shè)計。拓展延伸仿生設(shè)計是來自于“大自然的驚喜”，我們一起來看看仿生設(shè)計在各個領(lǐng)域的設(shè)計吧！拓展延伸拓展延伸仿生設(shè)計學(xué)的研究內(nèi)容仿生設(shè)計學(xué)其研究范圍非常廣泛，研究內(nèi)容豐富多彩，特別是由于仿生學(xué)和設(shè)計學(xué)涉及自然科學(xué)和社會科學(xué)的許多學(xué)科，因此也就很難對仿生設(shè)計學(xué)的研究內(nèi)容進(jìn)行劃分。這里，我們是基于對所模擬生物系統(tǒng)在設(shè)計中的不同應(yīng)用而分門別類的。歸納起來，仿生設(shè)計學(xué)的研究內(nèi)容主要有：拓展延伸仿生設(shè)計學(xué)的研究內(nèi)容1.形態(tài)仿生設(shè)計學(xué)研究的是生物體（包括動物、植物、微生物、人類）和自然界物質(zhì)存在（如日、月、風(fēng)、云、山、川、雷、電等）的外部形態(tài)及其象征寓意，以及如何通過相應(yīng)的藝術(shù)處理手法將之應(yīng)用于設(shè)計之中。2.功能仿生設(shè)計學(xué)主要研究生物體和自然界物質(zhì)存在的功能原理，并用這些原理去改進(jìn)現(xiàn)有的或建造新的技術(shù)系統(tǒng)，以促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代或新產(chǎn)品的開發(fā)。拓展延伸仿生設(shè)計學(xué)的研究內(nèi)容3.視覺仿生設(shè)計學(xué)研究生物體的視覺器官對圖像的識別、對視覺信號的分析與處理，以及相應(yīng)的視覺流程；他廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、視覺傳達(dá)設(shè)計和環(huán)境設(shè)計之中。4.結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計學(xué)主要研究生物體和自然界物質(zhì)存在的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理在設(shè)計中的應(yīng)用問題，適用于產(chǎn)品設(shè)計和建筑設(shè)計。研究最多的是植物的莖、葉以及動物形體、肌肉、骨骼的結(jié)構(gòu)。課堂總結(jié)本次活動中，我們講解了仿生設(shè)計的概念，仿生學(xué)是一門研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、行為、演化等，并將這些研究成果應(yīng)用于工程技術(shù)、建筑、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域的新興學(xué)科。通過了解與生物仿生相關(guān)的領(lǐng)域，我們成立研究小組，并確定了各成員之間的分工，明確了調(diào)查主題。我們制定了仿生調(diào)查活動計劃表，以便更好地進(jìn)行調(diào)查活動。課堂總結(jié)在多方面查閱資料后，我們了解了生物仿生的歷史，掌握了一些生物仿生的常識，感悟了生物仿生的發(fā)展史，領(lǐng)略了生物仿生給我們生活帶來的便利。我們還完成了仿生查閱記錄表，記錄了生物仿生相關(guān)的知識點(diǎn)和應(yīng)用案例。課堂總結(jié)各小組依據(jù)調(diào)查計劃，到調(diào)查地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，并完成了調(diào)查記錄表。通過實(shí)地調(diào)查，我們更加深入地了解了生物仿生在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用情況，并記錄了各種仿生設(shè)計的靈感和設(shè)計原理。針對常見仿生設(shè)計進(jìn)行分析，我們掌握了仿生設(shè)計的靈感和設(shè)計原理，充分發(fā)揮了自己的想象力，拓展了自己的思維。我們還完成了分析記錄表，記錄了自己對仿生設(shè)計的理解和看法。課堂總結(jié)通過本次綜合實(shí)踐課程，我們不僅了解了生物仿生的歷史、常識和發(fā)展趨勢，還掌握了仿生設(shè)計的靈感和設(shè)計原理。通過小組合作和實(shí)地調(diào)查，我們提高了團(tuán)隊(duì)合作能力和實(shí)踐能力。通過分析仿生設(shè)計案例，我們拓展了自己的思維和創(chuàng)新能力。這些知識和技能將對我們今后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生積極的影響。板書設(shè)計仿生發(fā)明探知路實(shí)踐活動：一、了解與生物仿生相關(guān)的領(lǐng)域，然后成立研究小組，確定各成員之間的分工，明確調(diào)查主題，仿生調(diào)查活動計