中职教育规划教材基础版第三册——眼睛与仿生学

1、十四 眼睛与仿生学教学目标1 掌握本文由一般到特殊，由简单到复杂的说明顺序和整体“总一分一总”式，主体“横式”的结构特点。2 .认识本文举例和比较交错运用以及分析和综合的说明方法。3. 认识本文准确、严密和简明的语言特点。课文分析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，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。课文可分为三部分。第一部分（13自然段），写“研究视觉仿生的意义” 。分别讲的是眼的重要、 眼的功能、 眼睛与仿生学。第二部分（ 414 自然段），探讨了

2、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 4自然段到第 9 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 10 自然段到第 14自然 段。第三部分（ 1516 自然段），说明了仿生学的定义、任务、研究范围和发展重点。本文的写作手法1. 说明顺序有条不紊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 符合人们的认知规律，因此显得合情合理。2. 结构安排紧凑合理说明文的基本结构有“总一一分一一总”、“总一一分”、“分一一总”三种形式。就文章的主体部分来说，由于层次之

3、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” 。3. 说明方法恰到好处 交错运用举例和比较的手法是本文在运用说明方法上的特点。一边大量地举出例子，一边对举出的例子进行比较， 既简略地介绍了相关事物的共同性， 又详细地说明了它们的不 同之处。 例如， 文章开头部分以人眼与照相机进行比较， 来说明研究各种不同构造的眼睛在 仿生学中的意义。 通过两者的比较， 着重说明了人眼跟照相机不同的地方： 要先对图像进行 信息加工，抽取线段、角度、弧度、运动、色度和明暗对比等包含重要信息的简单特征，并 把它们编制成神经密码信号，再传给大脑。教学过程1词语注释明

4、察秋毫：比喻目光敏锐，连极小的事物都能看清。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。2理清结构学生讨论结构提纲，教师归纳。3深入分析课文内容，落实重难点重点 : 课文说明的顺序及分析说明、综合说明等说明方法。难点 : 本文主体部分的 “横式结构 ”及分类说明的结构和方法。练习参考答案一、人眼、蛙眼、鹰眼、蜻蜓的眼睛、象鼻虫、蜜蜂、蜻蜓和苍蝇。由简单到复杂，这 样安排方法适合读者对文章由浅入深的理解。二、类比（人眼的光学系统跟照相机是十分类似的） ；对比（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。 但是，老鹰眼睛的视野却比人眼广阔

5、得多。 展翅翱翔于两三千米高空的雄鹰，一下子就能发现地面上宽广范围内的一只小兔或小鸡。 ）； 列数字（例如飞机在 6000 米高空做水平飞行时，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。 ）。三、因为文章重点介绍的是各种生物的眼睛的特点， 在介绍特点的过程中， 作者介绍了 这些特点对科学研究的作用， 这实际上就是在说仿生学。 眼睛和仿生学是联系在一起的， 所以两者是放在一起的。四、列数字，类比。能更清楚的说明问题。五、略。有关资料一、作者简介王谷岩， 1940 年 11 月生于河北省唐山市，中国科学院生物物理研究所研究员，科普作 家。研究领域为视觉生物物理学、空间生物学、生

6、物学学科发展战略。“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翮制两翼绑在双臂上 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。人类飞上天

7、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一生物原型研究。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。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：1. 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。2. 神经元和神经网络的模拟目前已制成的“人工

8、智能机”、“自学习机” （经过两小时的训练就能正确分辨超声波是潜艇还是海豚发出的） 。3. 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；模仿蜜蜂的“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。4. 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，可以行成。 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 千米的雪地汽车。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。5. 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。6. 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