《眼睛与仿生学》教案1

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眼睛与仿生学(精选5篇)

眼睛与仿生学(精选5篇)

眼睛与仿生学(精选5篇)第一篇:眼睛与仿生学眼睛与仿生学一、教学目的:1.学习本文说明事物的顺序和交错运用举例和比较两种说明事物的方法。

2.了解一些仿生学的知识,激发学生对科学的兴趣。

二、教学重点、难点:1.重点: 课文说明的顺序及分析说明、综合说明等说明方法。

2.难点: 本文主体部分的“横式结构”及分类说明的结构和方法。

三、教学时数:两课时四、教学步骤:第一课时词语注释:*明察秋毫:比喻目光敏锐,连极小的事物都能看清。

察:看到。

秋毫:秋天鸟兽身上新长的细毛。

*别具一格:另有一种独特的风格。

轻而易举: 形容事情容易做。

视野: 眼睛看到的范围。

仿生学简介:仿生学是近一二十年发展起来的一门属于生物科学与技术科学之间的边缘科学。

它把各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究,希望在技术发展中能运用这些原理和机理,最后目的是要实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机器等。

生物界各种丰富多彩的功能,具有极其复杂的精巧的结构,其奇妙程度远远超过迄今为止的许多人、物、机器,因此在工程科学的进一步发展中,人们需要向生物寻找启发和进行模拟是很自然的,这种努力有广阔的前景。

探索人和眼睛奥秘的仿生学研究工作,称为视觉仿生,属于感觉仿生学范围。

感觉仿生学是目前仿生学发展的重点。

课文是根据有关材料改写的一篇科学说明文,介绍人和动物的眼睛的不同结构和功能及从中得到的重要启示,使读者对仿生学有了较形象的了解。

课文结构:第一部分(1-3自然段)概括说明研究各种不同构造的眼睛的意义。

1.以人眼为例,说明眼睛对感知外物的重要作用。

2.说明眼睛感知外物的基本原理。

3.说明各种动物眼睛构造不同及研究它的重要意义。

第二部分(4-14自然段)具体说明对各种构造不同的眼睛的研究情况及已经或即将取得的成果。

第一层(4-9自然段)人眼及动物一般眼睛的研究及意义。

4.人眼的功能及重要参考价值。

5.对人眼的研究已取得和即将取得的成就。

眼睛与仿生学 教案

眼睛与仿生学 教案

眼睛与仿生学教案教案标题:眼睛与仿生学教学目标:1. 了解眼睛的结构和功能,以及与仿生学的关系。

2. 掌握仿生学在眼科领域的应用和发展。

3. 培养学生的科学探究能力和创新思维。

教学内容:1. 眼睛的结构和功能:a. 眼球的组成和各部分功能的介绍。

b. 视觉系统的工作原理和视觉信息的传递过程。

c. 眼睛与大脑之间的协调作用。

2. 仿生学在眼科领域的应用:a. 仿生学的基本概念和发展历程。

b. 仿生学在人工智能、机器视觉和眼科医疗中的应用案例。

c. 仿生学技术对眼科领域的影响和未来发展方向。

教学步骤:1. 导入:通过展示一张眼睛的结构示意图引起学生的兴趣,提出关于眼睛和仿生学的问题,激发学生的思考和探索欲望。

2. 知识讲解:a. 通过多媒体展示和简单的解说,介绍眼睛的结构和功能,帮助学生建立起对眼睛的基本认识。

b. 通过案例和实例,讲解仿生学在眼科领域的应用,引导学生了解仿生学的概念和发展历程。

3. 小组讨论:a. 将学生分成小组,让他们讨论和分享自己对眼睛和仿生学的理解和认识。

b. 引导学生思考仿生学技术在眼科医疗中的应用优势和挑战。

4. 实践活动:a. 设计一个简单的实验,让学生通过观察和记录眼睛的结构和功能特点,加深对眼睛的理解。

b. 引导学生利用仿生学的思维,设计一个解决眼科问题的创新方案。

5. 总结反思:a. 让学生展示他们的实验结果和创新方案,并进行互动讨论。

b. 引导学生总结本节课所学的知识和经验,思考仿生学对眼科领域的潜在影响。

教学评估:1. 课堂参与度:观察学生在小组讨论和实践活动中的积极程度和合作情况。

2. 实验报告:评估学生对眼睛结构和功能的理解和实验结果的准确性。

3. 创新方案评估:评估学生对仿生学思维的运用和创新方案的合理性和可行性。

教学延伸:1. 组织参观医院或科研机构,让学生亲身了解眼科医疗和仿生学技术的应用现状。

2. 鼓励学生阅读相关科普书籍或科学论文,拓宽对眼睛和仿生学的了解。

2024版《眼睛与仿生学》教案

2024版《眼睛与仿生学》教案
三维视觉技术 介绍三维视觉技术的发展趋势,如结构光、立体 视觉等技术在三维重建、虚拟现实等领域的应用。
3
视觉与多传感器融合 探讨如何将视觉信息与其他传感器信息融合,提 高系统的感知能力和鲁棒性。
2024/1/29
18
2024/1/29
05
眼睛疾病与治疗方法
19
常见眼睛疾病类型及症状
远视
看不清近处的物体, 容易出现眼疲劳、 视物模糊等。
数据整理
教授学生如何对收集到的数据进行分类、整理,以便后续分析。
2024/1/29
数据分析
引导学生运用统计学方法对实验数据进行分析,如计算平均值、 标准差等,以揭示数据背后的规律。
25
实验结果展示和讨论
结果展示
鼓励学生以图表、报告等形式展示实验结果,提高结果呈现的直观 性和易读性。
结果讨论
组织学生对实验结果进行讨论,探讨可能的原因和影响因素,培养 学生的批判性思维。
2024/1/29
定期检查
定期进行眼科检查,及早发现并 治疗潜在的眼睛问题。 03
注意眼部卫生
04 保持手部清洁,避免用脏手揉眼, 减少眼部感染风险。
22
2024/1/29
06
实验操作与数据分析
23
实验操作注意事项
2024/1/29
安全规范
01
在进行实验前,务必确保所有学生了解并遵守实验室安全规定,
巩膜
位于角膜后方,构成眼球外壳, 维持眼球形状。
睫状体
位于虹膜后方,分泌房水,维 持眼内压力。
角膜
位于眼球前部,呈透明状,具 有保护眼球内部结构的作用。
2024/1/29
虹膜
位于巩膜前方,含有色素,可 调节瞳孔大小,控制光线进入 眼内。

眼睛与仿生学教案

眼睛与仿生学教案

眼睛与仿生学教案第一章:引言1.1 课程背景眼睛是生物体中最重要的感官器官之一,它使我们能够看到周围的世界。

在本次课程中,我们将探讨眼睛的结构和功能,并引入仿生学这一领域,了解如何从生物的眼睛中汲取灵感,设计出更先进的人工眼睛。

1.2 教学目标1.2.1 知识目标了解眼睛的基本结构及其功能掌握仿生学的概念及其在眼睛领域的应用1.2.2 技能目标能够运用所学知识分析人工眼睛的设计原理能够结合实例说明仿生学在眼睛领域的优势和挑战1.3 教学方法采用讲授、案例分析和小组讨论相结合的教学方法,引导学生从理论和实践两个方面深入理解眼睛与仿生学的关系。

第二章:眼睛的结构与功能2.1 眼睛的基本结构角膜瞳孔晶状体视网膜2.2 眼睛的功能视觉的形成过程视力、近视、远视、散光等概念2.3 案例分析:人眼的优势与局限性通过分析人眼在自然界中的优势和局限性,引导学生思考如何借鉴生物的眼睛设计出更先进的人工眼睛。

第三章:仿生学简介3.1 仿生学的定义仿生学的概念仿生学的发展历程3.2 仿生学的应用领域生物力学生物电子学生物材料学3.3 案例分析:仿生学在眼睛领域的应用分析人工眼睛的设计原理,探讨仿生学在眼睛领域的优势和挑战。

第四章:人工眼睛的设计与研发4.1 人工眼睛的类型及工作原理植入式人工眼睛人工角膜隐形眼镜4.2 人工眼睛的研发技术与挑战材料选择光学系统设计生物相容性4.3 案例分析:人工眼睛的研究进展及应用前景分析近年来人工眼睛的研究进展,探讨其在临床应用中的前景。

第五章:总结与展望5.1 本课程的主要收获回顾本课程所学内容,总结眼睛的结构与功能、仿生学在眼睛领域的应用以及人工眼睛的设计与研发等方面的知识点。

5.2 仿生学在眼睛领域的未来发展趋势展望仿生学在眼睛领域的未来发展趋势,激发学生对相关领域的关注和兴趣。

第六章:仿生眼睛的案例研究6.1 仿生眼睛的原理与应用理解仿生眼睛是如何模仿自然界中的生物眼睛探讨仿生眼睛在不同环境和应用中的使用案例6.2 高级仿生眼睛技术研究高级仿生眼睛技术如机器学习和在仿生眼睛中的应用分析这些技术如何提升仿生眼睛的性能和功能第七章:仿生眼睛的材料科学7.1 生物相容性材料介绍用于制造仿生眼睛的生物相容性材料探讨这些材料如何适应生物体内的环境7.2 新材料的发展与挑战分析新材料研发对仿生眼睛发展的影响讨论在材料科学中面临的挑战和未来的发展方向第八章:仿生眼睛的生物力学8.1 仿生眼睛的力学特性研究仿生眼睛在生物体内的力学行为探讨如何优化设计以适应生物体的力学环境8.2 生物力学模拟与测试介绍用于测试仿生眼睛生物力学性能的方法和技术分析测试结果对仿生眼睛设计和改进的意义第九章:仿生眼睛的临床应用与伦理考量9.1 仿生眼睛的临床测试与评估探讨仿生眼睛在临床测试中的过程和方法分析临床数据对仿生眼睛安全性和有效性的影响9.2 伦理考量与法规遵循讨论仿生眼睛研究和发展中的伦理问题介绍相关法规和标准,以及如何在这些框架下进行研究和应用第十章:未来视角:仿生眼睛的愿景10.1 长期发展趋势预测仿生眼睛在未来几十年内的技术发展趋势探讨这些发展如何改变我们对视觉健康的理解和治疗方式10.2 创新与突破分析可能的创新点和突破性技术激发学生对仿生眼睛领域未来创新的思考和探索重点和难点解析六、仿生眼睛的案例研究理解仿生眼睛是如何模仿自然界中的生物眼睛探讨仿生眼睛在不同环境和应用中的使用案例七、仿生眼睛的材料科学介绍用于制造仿生眼睛的生物相容性材料分析新材料研发对仿生眼睛发展的影响八、仿生眼睛的生物力学研究仿生眼睛在生物体内的力学行为探讨如何优化设计以适应生物体的力学环境九、仿生眼睛的临床应用与伦理考量探讨仿生眼睛在临床测试中的过程和方法讨论仿生眼睛研究和发展中的伦理问题十、未来视角:仿生眼睛的愿景预测仿生眼睛在未来几十年内的技术发展趋势分析可能的创新点和突破性技术在六至十章中,重点关注仿生眼睛的原理、材料科学、生物力学、临床应用与伦理考量以及未来的发展趋势。

《眼睛与仿生学》教案

《眼睛与仿生学》教案

《眼睛与仿生学》教案一、教学目标1. 让学生了解眼睛的结构和功能,理解视觉的形成过程。

2. 使学生掌握仿生学的概念,了解仿生学在生活中的应用。

3. 培养学生运用科学知识解决实际问题的能力,激发学生对生物学的兴趣。

二、教学内容1. 眼睛的结构和功能2. 视觉的形成过程3. 仿生学的概念4. 仿生学在生活中的应用5. 实践活动:设计一个仿生产品三、教学重点与难点1. 重点:眼睛的结构和功能,视觉的形成过程,仿生学的应用。

2. 难点:视觉的形成过程,仿生学的原理及应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究眼睛的奥秘。

2. 利用多媒体演示,直观展示眼睛的结构和视觉的形成过程。

3. 案例分析法,介绍仿生学在生活中的应用。

4. 小组讨论法,培养学生合作交流的能力。

5. 实践活动,培养学生的动手能力和创新能力。

五、教学步骤1. 导入新课:通过展示一张眼睛的照片,引导学生关注眼睛的重要性,激发学生的学习兴趣。

2. 讲授眼睛的结构和功能:介绍眼球的各个部分及其功能,如角膜、瞳孔、晶状体等。

3. 讲解视觉的形成过程:阐述光线经过眼球各部分的作用,最终形成视觉的过程。

4. 引入仿生学概念:简要介绍仿生学的定义,引导学生理解仿生学的基本原理。

5. 案例分析:展示几个仿生学在生活中的应用实例,如雷达、潜水艇等,让学生了解仿生学的实际意义。

6. 小组讨论:让学生分组讨论,思考还有哪些领域可以应用仿生学,并分享讨论成果。

7. 实践活动:指导学生设计一个仿生产品,如仿生、仿生交通工具等,培养学生的动手能力和创新能力。

8. 总结与反思:对本节课的学习内容进行总结,强调眼睛的重要性,以及对仿生学的认识。

9. 布置作业:让学生结合所学内容,完成一篇关于眼睛或仿生学的作文。

10. 板书设计:眼睛的结构和功能角膜:保护眼球,折射光线瞳孔:调节光线进入量晶状体:折射光线,使图像清晰视网膜:感光,形成神经冲动视觉的形成过程光线:经过角膜、瞳孔、晶状体,折射作用图像:在视网膜上形成神经冲动:通过视神经传送到大脑仿生学应用实例雷达:模仿蝙蝠的回声定位潜水艇:模仿鱼类的呼吸系统仿生:模仿人类或其他生物的形态和功能六、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对眼睛结构和功能、视觉形成过程的理解。

眼睛与仿生学

眼睛与仿生学

眼睛与仿生学课堂教学设计Ⅰ一、教学目标(一)了解课文提及的人和动物的眼睛构造与功能的特点及其与仿生学的关系。

(二)理解本文的说明顺序,掌握分类、举例、比较等说明方法。

辨识分析说明与综合说明。

(三)领会说明文语言的科学性、准确性。

(四)培养学生对科普读物的阅读兴趣,使学生初步具备独立阅读和分析科普读物的能力。

二、难点、重点分析(一)本文是按什么样的说明顺序进行说明的?分析:本文说明顺序是由一般到特殊、由简单到复杂。

视觉仿生的依据是眼睛,而人们最熟悉、印象最深的,便是人的眼睛。

所以,作者从人眼的构造与功能及其在仿生学中的意义谈起,然后再谈一些动物的眼睛及其特殊功能。

这样的说明顺序易于为读者理解。

从眼睛的构造来说,一般眼睛的构造比复眼要简单,所以作者先从一般眼睛谈起,然后再介绍复眼的构造及其在仿生学中的意义。

这样由浅入深地说明事物,符合人们的认识规律。

本文的分析说明基本上有三个步骤:先说明某种眼睛的某种特点,然后说明仿生学意义,最后讲应用及科研情况。

眉目很清楚。

课文的整体结构采用的是“总—分—总”的形式。

开头1~3段是引言部分,总提人眼和动物眼睛在构造和功能上有许多特殊之处,从中得到的启示对发展现代科学技术有重要意义。

第4~14段是文章的主体部分,分别介绍了人眼和几种动物眼睛在仿生学上的作用。

这一部分可分为两个层次:第一层次(第4~9段),谈人眼以及动物一般眼睛的研究及其意义;第二层次(第10~14段)谈复眼的研究及其意义。

最后第15、16段,概括出仿生学的定义,指出它的任务,并介绍了它的研究范围、类别和发展重点。

(二)本文语言有什么特色?分析:本文的语言特色是准确、严密和简明,用词注意分寸,决不含糊其词更不任意夸大。

比如谈到有关视觉仿生学的研究成果时,模仿象鼻虫眼睛的特殊功能而制成的“地速计”,根据蜜蜂的眼睛能看到偏振光的原理而制成的“偏光天文罗盘”,模仿蜻蜓等昆虫的复眼的特殊结构而制成的“复眼透镜”等,都是已经取得成果并已在实践中应用的,所以说明时用“制成了”;并且分别用“已”、“已经”等表示过去时态的副词,表示这些科研成果已被运用在航海、航空、印刷等方面。

《眼睛与仿生学》教案

《眼睛与仿生学》教案

《眼睛与仿生学》教案一、教学目标1. 让学生了解眼睛的结构和功能,理解眼睛的重要性。

2. 让学生了解什么是仿生学,以及仿生学在生活中的应用。

3. 培养学生对科学的兴趣和探究精神。

二、教学内容1. 眼睛的结构和功能2. 仿生学的定义和应用3. 眼睛与仿生学的关系三、教学重点与难点1. 教学重点:眼睛的结构和功能,仿生学的应用。

2. 教学难点:眼睛的工作原理,仿生学的相关实例。

四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究眼睛的奥秘。

2. 采用案例分析法,让学生了解仿生学在生活中的应用。

3. 采用小组讨论法,培养学生的合作能力和口头表达能力。

五、教学准备1. 准备相关的图片和视频资料,用于讲解眼睛的结构和功能。

2. 准备一些仿生学的实例,用于分析和讨论。

3. 准备一些问题,用于引导学生思考和探究。

教案内容示例:一、导入(5分钟)1. 利用图片或视频,引导学生关注眼睛的美丽和重要性。

2. 提问:你们知道眼睛是如何工作的吗?二、眼睛的结构和功能(10分钟)1. 讲解眼睛的结构,包括角膜、瞳孔、晶状体等。

2. 讲解眼睛的功能,包括视觉的形成和调节。

三、仿生学的定义和应用(10分钟)1. 讲解仿生学的定义,即模仿自然界生物的形态、结构和功能,发明创造各种设备和技术。

2. 讲解仿生学的一些应用实例,如雷达、隐形眼镜等。

四、眼睛与仿生学的关系(10分钟)1. 讲解眼睛在仿生学中的应用,如模仿眼睛的成像原理发明照相机。

2. 引导学生思考:仿生学的发展对我们的生活有哪些影响?五、小组讨论(15分钟)1. 将学生分成小组,让他们讨论眼睛的工作原理和仿生学的应用。

2. 每个小组选一个代表进行汇报。

2. 引导学生反思:我们如何保护自己的眼睛?六、教学过程1. 导入:通过展示眼睛的图片,引导学生关注眼睛的美丽和重要性。

2. 眼睛的结构和功能:讲解眼睛的各个部分,如角膜、瞳孔、晶状体等,以及它们的功能。

3. 仿生学的定义和应用:介绍仿生学的概念,举例说明其在生活中的应用,如雷达、隐形眼镜等。

眼睛与仿生学教案

眼睛与仿生学教案

眼睛与仿生学教案一、教学目标1. 让学生了解眼睛的结构和功能,理解眼睛在人体中的重要作用。

2. 使学生掌握仿生学的概念,了解仿生学在生活中的应用。

3. 培养学生的创新思维和动手能力,激发学生对科学的热爱。

二、教学内容1. 眼睛的结构和功能2. 仿生学的概念和发展3. 仿生学在生活中的应用案例4. 创新思维与实践能力的培养三、教学重点与难点1. 教学重点:眼睛的结构和功能,仿生学的概念及应用。

2. 教学难点:眼睛的成像原理,仿生学技术的创新应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究眼睛的奥秘。

2. 运用案例分析法,让学生了解仿生学的实际应用。

3. 开展小组讨论,培养学生的团队合作精神。

4. 实践操作,提高学生的动手能力。

五、教学准备1. 准备眼睛模型、图片等教学资源。

2. 准备相关的仿生产品实物或图片。

3. 准备实验材料,如:透明胶带、纸张等。

4. 准备投影仪、电脑等教学设备。

六、教学过程1. 导入:通过展示一张眼睛的图片,引导学生思考:“你们知道眼睛是如何工作的吗?”2. 新课导入:介绍眼睛的结构和功能,解释眼睛的成像原理。

3. 案例分析:展示一些仿生学应用的实例,如隐形眼镜、仿生眼等,让学生了解仿生学在眼睛领域的应用。

4. 小组讨论:让学生分成小组,讨论生活中还有哪些仿生学应用,并分享各自的发现。

5. 实践活动:让学生动手制作一个简单的仿生眼模型,加深对仿生学的理解。

七、课堂小结1. 回顾本节课所学内容,总结眼睛的结构和功能,以及仿生学的应用。

2. 强调仿生学在现代科技发展中的重要性,激发学生对科学的兴趣。

八、作业布置1. 绘制一幅眼睛的结构图,标注各部分名称。

2. 搜集一个关于仿生学的创新应用案例,下节课分享。

九、课后反思教师在课后要对课堂进行反思,分析教学过程中的优点和不足,针对性地调整教学方法,以提高教学效果。

十、教学评价1. 学生对眼睛结构和功能的理解程度。

2. 学生对仿生学概念和应用的掌握情况。

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第二课时:着重研究说明方法与说明顺序。
教法设计:合作探究法 点拨法
教学用具:教材、黑板、多媒体课件
讲授内容 旁批
导入: “仿生学”正式诞生于 1960 年。距今 2300 多年前墨子和他的 300 弟子,花了三年时间, 造了一只“会飞的木鸟”,同时间希腊阿奇卡也制成一只“机械鸽子”。东汉时,张衡制成一 架能飞数里的“木雕”。大约一千九百多年前西汉京都长安有人用大鸟羽制两翼绑在双臂上 能飞(滑翔)几百步。……自古就有许多中外人士模仿鸟类飞行试制飞行器,但都不成功。 原因在于不了解鸟类的形态构造和生理机能适于飞行的科学原理;又不了解人不具备飞行的 生理条件,人要上天,必须依靠机械动力才可能。一直到了公元 1903 年美国莱特兄弟发明 了飞机,人类从此实现了几千年来梦寐以求的飞上天空的愿望。
南阳医学高等专科学校教案 班级:2013 级五年制计算机网络技术专业班 学时:2 学年:2013--2014 学期:1
课程名称:语文
单元、章节:第六章 说明文的阅读与写作
课 了解课文提及的人和动物的眼睛构造与功能的特点及其与仿生学的关系。 2、理解本文的说明顺序,掌握分类、举例、比较等说明方法。领会说明文语言的科学性、 准确性。
蜻蜓眼 角膜由许许多多个六角形的小眼角膜排列构成 “复眼透镜”、“复眼照相机”
正所谓“人不可貌相,海水不可斗量”,作者的介绍让我们大开眼界,原来即使小如象鼻虫 也能够为人类科技的发展做出如此的贡献。 C、作者在介绍每一种眼睛的时候有没有共同之处? 一般先说明某种眼睛的构造或某种特点,然后说明其仿生学意义以及人们得到的启示。作者 通过这种功能(结构)到应用的模式化说明,将事理说的一清二楚,人们也很容易就理解了。 小结:作者在文章的 4-14 小节中,采用从简单到复杂,从一般到特殊的说明顺序,运用举 例子、作比较的说明方法,为我们说明了各种眼睛的功能及仿生学的意义。 第二课时 四、写作手法 (一)、说明顺序有条不紊。 合理的说明顺序对于说明非常重要,因此说明文的顺序必须既符合人们认识客观事物的规律, 又符合事物本身固有的特点。人们认识事物有它的规律性,如由感性到理性,由简单到复杂; 事物和事理本身都有它内在的逻辑关系,如“一般──特殊”;“整体──部分”;“因──果”;
本文的说明顺序是由一般到特殊,由简单到复杂。这样的说明顺序既便于读者理解,又 符合人们的认识规律,因此显得合情合理。 (二)、结构安排紧凑合理。 说明文的基本结构有“总──分──总”“总──分”、“分──总”三种形式。就文章的主 体部分来说,由于层次之间的关系不同,常见的有“纵式结构”(层进关系),“横式结构” (并列关系)和“纵、横合式结构”。通过分析各自然段的内容,可以归纳出这篇说明文的 结构。 全文共十六个自然段,其段落大意可分别概括为:(1)眼的重要(2)眼的功能(3)眼睛与仿生学(4) 人眼的仿生价值之一(5)人眼的仿生价值之二(6)蛙与蛙眼(7)蛙眼的特点(8)蛙眼的仿生价值(9) 鹰眼的仿生价值(10)复眼的启示(11)象鼻虫与仿生学(12)蜂眼的特点(13)蜜蜂与仿生学(14)蜻 蜓和苍蝇与仿生学(15)仿生学的定义及研究任务(16)仿生学的研究范围,类别和发展重点。 (三)、说明方法恰到好处 1、举实例与作比较两种方法交错运用。 例如说明“研究、认识眼睛的各种构造和功能”,“对发展现代科学技术有重要的意义”,就 列举人眼为例。为了说明人眼的仿生学意义,又把人眼的结构功能与照相机作比较,说明了 人眼的信息加工传输功能的仿生学意义。又例如为了说明研究、认识眼睛的构造功能对发展 现代科技有重要意义,还以蜻蜓复眼为例。为了说明蜻蜓复眼特殊结构功能,又把蜻蜓复眼 与人眼作比较,说明蜻蜓的眼睛没有人眼的那种眼球,也不能转动,而是靠头部的转动朝向 物体;接着具体介绍蜻蜓复眼的构造功能,说明复眼构造精巧、功能奇异;接着又与人眼比 较,说明复眼在某些方面为人眼所不及。举实例是为了说明观点或道理,而作比较则使得实 例更加特征鲜明,更加强了“实例”说明观点、道理的作用。 2、下定义。 定义是以简练的语言揭示概念内涵的可靠方法,在本篇课文中使用多次,如下列五例: (1)、探索人和动物眼睛奥秘的仿生学研究工作,称为视觉仿生。 (2)、由几十至几万个独立小眼构成的眼睛,叫做“复眼”。 (3)、具有偏振现象的光叫做偏振光。 (4)、仿生学是在生物科学与技术科学之间发展起来的,它的任务是用生物体结构与功能的 原理,去改善现有的或创造新型的机械系统、仪器设备、建筑结构和工艺过程。 (5)、太阳光本来是自然光,它的振动均匀地分布在各个方向上。但是当它穿过大气层时, 由于受到大气分子和尘埃颗粒等的散射,它的振动就只分布在某个方向上,或者在某个方向 上的振动占了优势。这种现象叫做光的偏振现象。 3、列数据。 在说明人眼从外界获得的信息比其他感觉器官多时,采用了列数据的方法:“据研究,从外 界进入人脑的信息,有百分之九十以上来自眼睛。”在说明由于受到视野和视敏度的限制, 在高空飞行的飞行员单凭肉眼很难发现和识别地面目标时,也采用下列数据的方法:“例如 飞行员在六千米高空作水平飞行时,飞行员只能看到两侧八九公里和前方一二十公里狭窄范 围内的地面。即使在这个区域里,对比较大的目标也不是总能准确无误地发现和识别的。” 这段话是在举实例之中,兼用了列数据的方法。
人类飞上天空的例子,说明了仿生学的诞生有它的漫长历史,必须在科学发达的前提下 才能诞生。仿生学是一门新兴不久的科学,是生物学、数学和工程技术学边缘的一门崭新学 科。它首先是根据生产实际提出的技术问题,去研究生物系统某一方面的结构和功能特性─ ─生物原型研究。然后,将研究所得生物资料进行数学分析,抽象出它们之间的内在联系, 建立数学模型,从中取得对工程技术所需的资料,用于工程技术。
第一部分从“眼睛是人和动物的重要感觉器官”到“这对发展现代科学技术有重要的意 义。”第二部分从“人眼的光学系统跟照相机是十分类似的”到“大大提高了工效与质量。” 第三部分从“上述各方面的研究工作”到“感觉仿生已经成为目前仿生学的发展重点。” 第一部分讲的是“研究视觉仿生的意义”,共有三个自然段,包括(1)眼的重要;(2)眼的功能; (3)眼睛与仿生学。 第二部分则探讨了研究视觉仿生的成果,又可以分为两层,第一层讲单眼的构造与功能,从 文章的第四自然段到第九自然段分别讲了人眼、蛙眼、鹰眼,第二层则分别以象鼻虫、蜜蜂、 蜻蜓和苍蝇为例讲了复眼的构造与功能,从第十自然段到第十四自然段。 第三部分则说明了仿生学的定义,任务、研究范围和发展重点。 三、对各类眼睛的研究及启示。 1、文章 4-14 小节中共提到了多少种眼睛? 人眼、蛙眼、鹰眼/复眼(象鼻虫、蜜蜂、蜻蜓和苍蝇)。不同的眼睛究竟对科技的发展有何 启示,下面我们就一起来看一看。首先我们就先从最熟悉的人眼开始。 A、“人眼”。 (1)、眼睛是我们认识世界的重要感觉器官,每天我们通过眼睛可以看到这个世界上的万物, 甚至通过眼睛来感受万物的变化。所以久而久之,我们就认为,在大脑中出现的一切,都是 通过眼睛一点不漏的看进去的。就好像一部照相机。 那么实际上,人眼并不是把投射到视网膜上的图像一点不漏地传给大脑,而是先对图像进行 信息加工。(选取我们需要的信息)这是人眼不同于照相机的特殊功能。 那么对于这种功能的研究,对于人类的科技发展有许多启示:对于改进某些机器的输入装置 和自动控制系统的传送器,研制新型跟踪和发现系统,都具有十分重要的参考价值。 (2)、人眼除了可以对外来图像信息进行加工这个功能外,还具对比周围的景物,使人感知 自身的运动和位置状态,确定物体的距离、形状和相对大小。 这也对我们有许多启发。 B、其他各种动物的眼睛。 快速阅读 6-14 小节,然后完成表格。
目前仿生学已经成为现代发展新技术的重要途径。其研究范围已发展有: 一、感觉器官模拟──目前以眼、耳、鼻三种器官为主。已模拟制成了“人造眼”、“电 子耳”、“电子鼻”、“电子警犬”等。 二、神经元和神经网络模拟──目前已制成的“人工智能机”。 三、生物定向和导航──目前已制成的有:模仿蝙蝠的盲人“探路仪”;模仿能感知千 分之一温度变化的响尾蛇“探热器”;模仿鸟类迁飞和鱼、龟、鲸等回游的机制,以研制导 航机制;模仿蜜蜂“太阳罗盘”和生物种的“偏光罗盘”,“人工电子蜜蜂”;模仿蚊、蝇等 具有天然导航器官──楫翅的“振动陀螺仪”,用于高速飞机和火箭。 四、生物力学──模拟人或动物肌肉的器具。如模仿膝关节制成的液压模型。做成鲸形 状的日本大型远洋货轮,提高航速百分之二十五。模仿企鹅的特殊运动方式,制成了深雪上 行驶速度达时速 50 公里的雪地汽车。模仿袋鼠的运动制成了在沙漠中通行无阻的无轮汽车 ──跳跃机等。 五、生物力能学──如模仿萤火虫把化学能变化光能的效率几乎达百分之百的优点,制 出冷光源,可提高电能利用效率几倍到几十倍。 六、医学仿生学──已制成的有原子动力心脏,人工肾,能做出六个基本动作的假手。 中国女子中长跑运动员王军霞一次次扬威世界体坛,一次次让五星红旗在运动场上升起,这 标志着我国的中长跑运动取得了突破性进展。王军霞成功的奥秘何在?究其原因,固然与她 的身体素质与刻苦训练的精神分不开,但更重要的是她采用了科学的训练方法。据报道,马 俊仁教练曾潜心研究过羚羊奔跑的姿态,并让队员们在跑步时进行模仿。马教练这种科学的 训练方法,正是运用了仿生学的原理。仿生学是一门新兴科学,前途广阔,不久的将来将在 生产,生活各个领域里得到广泛的运用。 今天我们来学习《眼睛与仿生学》,了解一下眼睛的仿生价值。 讲授新课: 第一课时 一、注音释义 制导:通过无线电装置,控制和引导导弹等,使其按一定轨道运行。 散射:光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时,部分光线向多方面改变方向的现象。 明察秋毫:比喻目光敏锐,连极细小的事物都看得清楚。秋毫:秋天鸟兽身上新长的细毛。 别具一格:另有一种独特的风格。 二、内容主旨 课文可分为三部分。
4、分析与综合。 课文(1~3)段综合说明眼睛的重要作用、基本功能以及仿生学意义;(4~14)段则是分析 说明眼睛的仿生学意义,先把眼睛分成“单眼”与“复眼”,再把“单眼”分成人眼、蛙眼、 鹰眼分别加以说明,把“复眼”分为蜻蜓眼、象鼻虫眼、蜜蜂眼等分别加以说明;(15~16) 段又综合说明仿生学的任务、什么是视觉仿生学等。分析说明必须建立在对所说明的对象科 学分类的基础上,因而也必须遵循分类的规则,即每次分类只能使用一个标准。 五、课文总结 从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,它的研究成果已经非常可观。仿生学 的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的 眼界,显示了极强的生命力。这篇文章是介绍仿生学这门新兴科学的说明文,为了说明这门 新兴科学,作者运用了举例和比较交错运用,以及分析与综合的说明方法,具体,生动的生 活实例加上本文准确、严密、简明的语言把深奥难懂的科学道理表达得深入浅出、通俗易懂。 六、拓展延伸 其实,能够对人类科技发展起到重要作用的又岂止是眼睛而已。下面我们就一起来了解一下 其他的仿生学知识。 1、鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大 禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置 木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯 的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。 2、以鲨鱼皮为设计原型的船外壳表面和连体泳衣。鲨鱼游得快是因为其皮肤上有一层细小 的脊柱形突起,鲨鱼在水中游动的时候,这些突起能够更有效地使身体周围的水流走,从而 减少阻力,使鲨鱼成为海洋中游泳的佼佼者。奥运会的游泳比赛中,天才泳星菲尔普斯和他 的队友穿着黑色连体紧身“鲨鱼皮”泳装,夺得一枚又一枚奖牌,“鲨鱼皮”泳装的高科技 威力由此受到越来越多人们的青睐。 3、鸟巢与体育馆:鸟儿是人类的朋友、春天的使者,也是大自然的建筑大使。缝叶莺会缝 叶成巢,营冢鸟能造出恒温的巢,燕子会用泥丸垒成巢,骨顶鸟会造浮巢……最精美的鸟巢 就数织布鸟编织的瓶状巢了,它撕取长条的树状纤维,像织布工人那样用嘴和脚灵巧地穿针 引线,并适时地打结而成坚固的编巢,如果在编巢时遇到大风,织布鸟还会衔一些泥团来“镇 风”呢!鸟巢的艺术让建筑师们浮想联翩,他们思考着如何借鉴大自然给的建筑灵感,现在, 这种设想已经有些成果了。2008 年北京奥运会的标志性建筑——国家体育场就是一个“鸟 巢”式建筑,结构的组件相互支撑,形成了网络状的构架,它就像树枝编织的鸟巢,简洁而 典雅。 4、蝴蝶和防伪纸币:科学家通过研究大凤蝶发现其翅膀颜色本来是黄色和蓝色的,但是, 在一般人看起来,它却是绿色的,这是为什么呢?原来科学家发现在显微镜下:蝴蝶翅膀上 有很多很小的下凹的小坑,小坑底是黄色的,而坑的斜坡上是蓝色的,当阳光照射在蝴蝶翅 膀上的时候,由于发生光的折射作用,人眼看到的蝴蝶就是绿色的。根据这个现象,人们在 纸币或信用卡上也设置了许多小坑,这样,无论假币有多么逼真,都难逃光学设备的“法眼”。
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