小学科学-25.生物的启示教学课件设计

生物的启示观察葱叶，同时思考：1、结构上有什么特点？2、这种结构有什么优势？温馨小提示：1、纸筒只卷一圈，用双面胶粘贴。2、另一张纸不折叠。3、两端“小桥墩”距离保持不变。4、先做平面实验，再做圆筒实验。5、加重物时轻拿轻放，并在一个着力点上放重物。6、在做圆筒实验时，可以请同学用手按住两端，另一名同学在圆筒上放重物。思考通过对比实验说明了什么？开发产品应用到生产和生活中：发现生物结构（葱叶筒形）性能根据生物结构特点建立生物模型（纸筒）检测模型性能根据检测结果研制、开发新产品仿生船与鱼●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。

锯与丝茅草●鲁班是我国土木工匠的祖师。有一次紧急建筑任务，因伐木工具落后，木料供不上，鲁班很焦急。一天干活时，他不小心被丝茅草的叶子划破了手。他发现草叶边缘有锯齿般的牙齿，心里豁然开朗。他把毛竹劈成条，上面刻上很多像丝茅草叶那样的锯齿。用它去拉树，只几下，树皮就破了；再一用力，树干锯出一道深沟。鲁班想，如果用铁条代替竹条，就会很坚硬耐用。于是他打了一个有锯齿的铁条，锋利极了。这就是锯的发明。

飞机与鸟●1900多年前，我国就有人把鸟羽绑在一起，做成翅膀，能够滑翔百步以外。400多年以前，意大利人达·芬奇根据对鸟类的观察和研究，设计了扑翼机，试图用脚蹬的动来扑动飞行。后来，经过许多试验，人们才弄清鸟类定翼滑翔的机理，认识到机翼必须像鸟翼那样前缘厚，后缘薄，构成曲面才能产生升力，再加上工业提供了轻质的金属材料和大功率发动机，终于在1903年发明了飞机，实现了几千年来人类渴望飞上天空的理想。

薄壳建筑和蛋壳◆根据这个道理，人们发明了表面弯曲、形如蛋壳的薄壳建筑结构，既坚固又节省材料。◆鸟的蛋壳很薄，但能承受比较大的压力，这与它的卵形结构有很大的关系。雷达与蝙蝠◆蝙蝠是夜间活动的动物，它在飞行中，从嘴、鼻发出超声波，超声波能向着一个固定的方向快速传播，遇到障碍就会返回，被蝙蝠的耳朵接受。根据声波返回的时间及其他方面的情况，蝙蝠就能判断前面有什么物体及有多远。◆根据超声波原理，人们发明了雷达。雷达是利用无线电波发现目标并测定方位的设备，广泛应用在航空、军事、天气预报等方面。筒形叶桥和植物的卷叶◆有些植物的叶子很薄很大很长，但能挺拔地伸展在空中。这是因为它们的边缘是卷曲的，甚至卷成筒形，依靠这种形状，增加了叶的强度，使叶能挺拔生长。◆根据筒形叶原理，人们发明了筒形叶桥，既坚固又节省材料。镜头多摄影机和昆虫的复眼◆昆虫的每只眼睛由很多小眼构成，叫做复眼。它们在看周围的物体时，在眼里可以同时形成很多的像。◆人们仿照昆虫眼睛的构造，发明了多镜头照相机和多镜头摄像机，一次可以拍成很多张像。这在摄影、摄像以及其他方面有很大用途。芒刺和维可牢维可牢(一种尼龙剌粘搭链)是“生物仿生”的典型例子。瑞士工程师乔治·德·梅斯特拉尔在1941年发明了维可牢。芒刺尾部的细小的小勾激发了梅斯特拉尔的灵感。鲨鱼皮和泳衣从电子显微镜下看，鲨鱼皮是由称为“皮质鳞突”的无数重叠的鳞片组成。这些鳞突在长度方向有凹槽，可以调整水在其表面的流动。这些凹槽同时可阻止漩涡或者是湍流旋涡的形成。此外，粗糙的外形还以阻止藻类等的在其身上寄生。科学家已经在泳衣设计中（现在已经在重大的比赛中禁用）和船的底部设计中利用了“皮质鳞突”的特点。同时，科学家还利用这种特点开发出需要阻止细菌生长的医疗技术。白蚁巢穴和办公楼白蚁巢穴看起来虽然另类，但是非常适合居住。当外界温度在30到100华氏度范围变化时，白蚁巢穴内温度处于一个舒适的温度，为87华氏度（这个温度是针对白蚁来说的。）

津巴布韦哈拉雷伊斯特盖特中心的建筑师米克·皮尔斯研究了白蚁巢穴凉爽的“烟囱”和“隧道”。皮尔斯将白蚁巢穴的建筑理念用于33.3万平方英尺的伊斯特盖特中心建筑上，使得建筑比一般的建筑更凉爽，而且比一般的建筑节能90%。建筑物上的巨大的烟囱犹如白蚁巢穴一样，可以在夜晚吸收凉爽的空气用以降低楼板的温度。而在白天，楼板也可以保持凉爽，从而减少了空调的使用时间。鲸鱼和涡轮生物进化让鲸鱼能够在数百英尺处潜水几个小时。它们能够猎食肉眼看不到的小型动物来维持其庞大的身材，并通过鳍和尾部来提高其运动能力。

2004年，美国杜克大学、西切斯特大学和美国海军大学的科学家研究发现，鲸鱼鳍表面的隆起可以减少32%的阻力。如有一个的公司利用这个理念，发明了风力发动机涡轮叶片，大大的提高了涡轮机的效率。其它公司利用这个理念发明了风扇、飞机机翼和螺旋桨。鸟群和喷气式飞机鸟儿采用V型飞行模式，可以增加70%的飞行距离。科学家研究发现，当鸟群采用熟悉的V形飞行时，第一只鸟儿拍动翅膀时，可以产生上升的气流，并为后面的鸟儿所用，从而可以增加飞行距离达70%。斯坦福大学的一组研究人员认为客运航空飞机采用同样的策略，比单独飞行减少15%的燃油莲花和涂料莲花有点像旱地里的鲨鱼皮。莲花的微粗糙表面可以驱除掉表面的灰尘和污垢，从而保持花瓣干净漂亮。如果在显微镜下观看莲花，可以看到大量的钉状突起，这些突起可以用来抵御灰尘。

德国一个公司花费了四年时间来研究此现象，并开发出具有相似性质的涂料。具有微粗糙表面的涂料可以自动去除灰尘和污垢，从而不用洗刷外墙臭虫和水收集沙漠甲虫是收集水的专家。这种甲虫由于具有独特的外壳，可以生活在恶劣和干燥的沙漠环境中。在沙漠甲虫的背部有小而平整的隆起，可以充当冷凝水的收集站。甲虫的整个背部覆盖着光滑的蜡状物，收集的冷凝水可以从背部流入甲虫的口里。

麻省理工学院的研究人员从甲虫身上获得灵感，他们已经制作出可以更加有效的从空气中收集水分的材料。世界上大约有22个国家在从空气中收集水，因此，这一发明将在收集水技术方面产生重大的影响。练习题一、填空：1.人们根据葱叶的结构特性，设计、制造出筒形的物品，这就是（）。2.仿生一般要经过（）、（）、（）、（）四个过程。二、连线：蝙蝠潜水艇昆虫复眼