科学六年级下册第8课 生物的启示精品课件ppt

第1课   生物的启示

一、教学目标

知识目标：1、了解苍耳种子的外形特点

2、认识什么是仿生

          3、能举例说出几种仿生产品，并对仿生产品进行分类

能力目标：在初步了解仿生的基础上，感知仿生学独特的研究方法，并在此基础上培养学生的想象能力和发明能力

情感目标：1、对人们在生物启示下的发明创造，保持强烈的探究欲望

2、培养学生亲近自然、热爱科学、勇于创新的科学态度

二、教学重难点

重点：通过苍耳启示下粘扣的发明，理解仿生的概念，介绍仿生产品

难点：说出仿生产品模仿生物的哪些特点，了解仿生过程，尝试仿生设计

三、教学准备

PPT课件、苍耳种子、羊毛织物、尼龙粘扣、放大镜、教学视频等

四、教学过程

（一）情景与问题

上一节我们学习了蝙蝠与雷达，知道了人们利用蝙蝠声波定位发明了雷达，根据眼睛的结构发明了照相机，在自然界中还有很多生物有其独特的本领，如人手能够灵活地拾取细小的物品，鱼儿能够在水中自由地游泳，鸟儿能在空中自由地飞翔，苍耳的种子能够挂在动物的皮毛上，四处为家……

那么，这些生物的独特本领能带个人们什么启示？根据这些启示又有哪些发明创造呢？

这一节，我们一起来学习第8课生物的启示

课题：8 生物的启示

（二）探究与发现

1、苍耳的启示

苍耳属一年生草本植物，常生长于平原、丘陵、低山、荒野路边、田边等。种子常粘附于家畜和人体上，故易于散布。（出示苍耳图片）

实验探究：

实验材料：苍耳种子、毛衣、放大镜

实验方法：

1. 用放大镜观察苍耳种子和羊毛织物的特点。[来源:Z,xx,k.Com]

2. 将羊毛织物平放在桌面，把苍耳种子按在羊毛织物上。

3. 向上拉起苍耳种子，观察有什么现象。

现象：苍耳种子粘到羊毛织物上，不易掉下来

想一想，苍耳种子的外形有什么特点？为什么粘到羊毛织物上不易掉下来？

苍耳的种子呈长椭圆形，种子表层长有很多的刺，刺上有倒钩，这些刺很细，也很直。

由于苍耳种子上的刺有倒钩，很容易钩住织物上的纤维，因此不容易掉下来。

苍耳种子的这种特点能给我们什么启示呢？

让我们选择尼龙粘扣，继续通过实验进行研究。

实验方法：

1. 用放大镜观察粘扣上下两层的特点。

2. 将尼龙粘扣上下层对齐，按压，并平放在桌面。

3. 向上拉起粘扣上层，观察有什么现象

现象：上下两层不容易分开；将要扯开的部分，上层会带着下层向上隆起

讨论：苍耳种子与尼龙粘扣各有什么特点？它们在结构上有什么相同点？

苍耳种子表面有倒钩，尼龙粘扣有两层，一层是倒钩面，一层是毛面。它们在结构上的相同点都具有倒钩。

由此，我们能够得出什么结论呢？[来源:Zxxk.Com]

科学家受到了苍耳的启发，发明了尼龙粘扣这种生活用品

播放视频

像粘扣这样，通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征，来发明创造新产品的科学方法就是仿生。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型

2、各种各样的仿生

随着生产的需要和科学技术的发展，从20世纪50年代以来，人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一，自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。模拟生物不再是引人入胜的幻想，而成了可以做到的事实。

（1）蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的--菱形钝角109°28'，锐角70°32'完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。

（2）青蛙的眼睛对活动的东西非常敏锐，对静止的东西却"视而不见"。仿生学家模仿青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼，广泛应用在机场及交通要到上[来源:学&科&网Z&X&X&K]

（3）苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360°范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照相机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。

（4）五彩的蝴蝶锦色粲然，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。

（5）蛋壳呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。虽然它只有2mm的厚度，但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点:用料少，跨度大，坚固耐用。

（6）蜻蜓通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。科学家据此结构基础研制成功了直升机。

（7）在自然界中，有许多生物都能发光，萤火虫是其中的一类。萤火虫发出的光不产生热，所以又被称为"冷光"。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛。科学家根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。

（8）科学家模仿人的器官及其作用，发明了机器人或机械手

（9）人们模仿海豚的形态，发明了海豚船，海豚船既能潜又能飞

思考：仿生可以分为几种类型？仿生有什么作用？

常见的仿生有形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生等。仿生学的发展，加速了人类发明创造的进程。

（三）应用与拓展

人工智能与仿生机器人

人脑具有极强的逻辑思维能力，不同的生物有不同的结构与功能，能够完成不同的任务。现在，人工智能（AI）与仿生机器人技术开始迅猛发展。从中选择一个感兴趣的话题，查阅有关资料，制作一份幻灯片，或者动手搭建一个仿生机器人，然后介绍给身边的人。

“仿生机器人”是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。目前在西方国家，机械宠物十分流行，二十一世纪人类将进入老龄化社会，发展“仿人机器人”将弥补年轻劳动力的严重不足，解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题，并能开辟新的产业，创造新的就业机会。”

仿生机器人具有生物和机器人的特点，可以从生物体上学习如自适应性、鲁棒性、运动多样性和灵活性等一系列良好的性能，但同时又比动物好操控，可以精准完成人类给出的指令。这两种特性的结合，使得仿生机器人在反恐防爆、抢险救灾、水下作业、探索太空等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。

课堂小结：

这节课我们通过对苍耳果实的观察和实验，发现苍耳种子表层长有很多的刺，刺上有倒钩，容易钩住衣服的绒面，科学家受苍耳种子的启发，研制出尼龙粘扣。像粘扣这样，通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征，来发明创造新产品的科学方法就是仿生。常见的仿生有形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生等。仿生学的发展，加速了人类发明创造的进程。尤其是仿生机器人的出现，使得在反恐防爆、抢险救灾、水下作业、探索太空等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。

五、板书设计

8 生物的启示[来源:Zxxk.Com]

苍耳的启示：尼龙粘扣的发明

各种各样的仿生：海豚船、机器人、迷彩服、电子蛙眼等[来源:Z*xx*k.Com]

人工智能与仿生机器人