第二單元《仿生》大單元整體教學(xué)設(shè)計教材版本蘇教版單元（或主題）名稱仿生單元主題本單元圍繞“仿生”這一主題，引導(dǎo)學(xué)生了解生物的獨特結(jié)構(gòu)、功能對人類發(fā)明創(chuàng)造的啟示，探索人類如何模仿生物進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生對生物與技術(shù)之間聯(lián)系的認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科學(xué)探究精神。課標(biāo)要求核心概念：地球上生活著不同種類的生物，生物具有區(qū)別于非生物的特征；技術(shù)與工程推動了人類社會的發(fā)展。學(xué)習(xí)內(nèi)容：列舉植物或動物的一些有趣特征，了解人類對生物特征的模仿；知道一些重要的發(fā)明與生物的關(guān)系。學(xué)業(yè)要求：能描述生物的一些特征，并舉例說明人類對這些特征的模仿；能基于所學(xué)知識，設(shè)計一個利用生物特征解決實際問題的方案教材分析本單元以仿生學(xué)為線索，編排了四課內(nèi)容。《生物的啟示》通過具體事例，如魯班受茅草啟發(fā)發(fā)明鋸，引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識仿生學(xué)概念，感受生物對人類發(fā)明的啟示。《蛋殼與拱形建筑》聚焦生物結(jié)構(gòu)與建筑的聯(lián)系，以蛋殼為例，讓學(xué)生探究拱形結(jié)構(gòu)的特點，理解人類模仿蛋殼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用。《蝙蝠和雷達(dá)》深入探討生物特殊功能與科技產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)，通過研究蝙蝠回聲定位原理及雷達(dá)的發(fā)明，培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力?！段覀儊矸律饭膭顚W(xué)生綜合運用所學(xué)，設(shè)計仿生作品，將知識轉(zhuǎn)化為實踐，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。教材內(nèi)容由淺入深，從認(rèn)知到實踐，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，利于學(xué)生構(gòu)建仿生學(xué)知識體系。學(xué)情分析五年級學(xué)生已具備一定科學(xué)知識基礎(chǔ)和探究能力，對生物世界充滿好奇，有觀察生物現(xiàn)象的經(jīng)驗，但對生物特征與人類發(fā)明的聯(lián)系認(rèn)識較淺，抽象思維能力有待提高。理解仿生學(xué)原理并將其應(yīng)用于設(shè)計實踐，對部分學(xué)生有難度。學(xué)生可能認(rèn)為生物與科技聯(lián)系不大，學(xué)習(xí)時難以將已有生物知識與新技術(shù)建立關(guān)聯(lián)，對一些復(fù)雜仿生原理理解困難，在實踐設(shè)計中可能受思維局限，創(chuàng)新不足。單元目標(biāo)科學(xué)觀念：學(xué)生能認(rèn)識到生物的結(jié)構(gòu)、功能為人類發(fā)明創(chuàng)造提供了靈感，建立生物與技術(shù)相互關(guān)聯(lián)的觀念。理解仿生學(xué)在改善人類生活、推動科技進(jìn)步方面的重要作用，體會科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的影響?？茖W(xué)思維：通過分析生物特征與人類發(fā)明的對應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)邏輯思維能力。在探究拱形結(jié)構(gòu)特點等活動中，發(fā)展基于證據(jù)進(jìn)行推理、分析和歸納的能力。能運用類比、想象等思維方法，設(shè)計仿生方案，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。探究實踐：經(jīng)歷觀察生物特征、實驗探究結(jié)構(gòu)特點、調(diào)查仿生實例等活動，提高觀察、實驗、調(diào)查等科學(xué)探究能力。能在小組合作中設(shè)計并實施探究方案，培養(yǎng)團隊協(xié)作和解決實際問題的能力。嘗試將所學(xué)仿生知識應(yīng)用于設(shè)計制作活動，增強實踐操作能力。責(zé)任態(tài)度：激發(fā)對仿生學(xué)的探究興趣，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、勇于探索的精神。認(rèn)識到仿生學(xué)發(fā)展對人類社會和環(huán)境的雙重影響，樹立合理利用仿生技術(shù)的意識，培養(yǎng)社會責(zé)任感。單元結(jié)構(gòu)化活動第一階段：感知仿生（《生物的啟示》）創(chuàng)設(shè)情境，講述魯班發(fā)明鋸等故事，引導(dǎo)學(xué)生思考生物對人類發(fā)明的啟示，激發(fā)興趣。組織學(xué)生交流生活中類似例子，初步感知仿生現(xiàn)象，建立生物與發(fā)明的聯(lián)系。第二階段：結(jié)構(gòu)仿生探究（《蛋殼與拱形建筑》）觀察蛋殼，猜測其承受力特點，引發(fā)探究欲望。開展實驗探究拱形結(jié)構(gòu)承受力，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。展示拱形建筑實例，探討人類對蛋殼結(jié)構(gòu)的模仿及優(yōu)勢。第三階段：功能仿生學(xué)習(xí)（《蝙蝠和雷達(dá)》）播放蝙蝠飛行視頻，提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考蝙蝠飛行奧秘。查閱資料了解蝙蝠回聲定位原理，對比分析雷達(dá)工作原理。組織小組討論蝙蝠與雷達(dá)關(guān)系，總結(jié)功能仿生特點。第四階段：綜合仿生實踐（《我們來仿生》）回顧前三課知識，明確仿生設(shè)計要素。小組合作確定設(shè)計主題，進(jìn)行方案設(shè)計，教師指導(dǎo)完善。制作展示仿生作品，交流評價，總結(jié)收獲。達(dá)成評價圍繞課時學(xué)習(xí)目標(biāo)課堂表現(xiàn)評價：觀察學(xué)生課堂參與度，包括回答問題、小組討論、實驗操作中的表現(xiàn)，評價其對知識的理解和探究能力。作業(yè)評價：布置課后作業(yè)，如繪制生物特征與仿生發(fā)明關(guān)系圖、分析某一仿生產(chǎn)品原理等，評價學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用能力。實踐作品評價：依據(jù)仿生作品設(shè)計創(chuàng)新性、功能合理性、制作工藝等方面，評價學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新思維。單元測試評價：設(shè)計單元測試題，涵蓋生物啟示、結(jié)構(gòu)與功能仿生知識及設(shè)計應(yīng)用，全面評價學(xué)生單元學(xué)習(xí)成果。第5課時《生物的啟示》教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)科學(xué)探究能力學(xué)生能夠主動觀察生物的獨特結(jié)構(gòu)、功能和行為，提出與生物啟示相關(guān)的問題，并通過查閱資料、調(diào)查訪問等方式收集證據(jù)。針對特定的生物特征，設(shè)計并實施簡單的探究實驗，學(xué)會控制變量、觀察記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果，得出合理結(jié)論。能夠運用多種方式（如文字、圖表、模型等）表達(dá)探究成果，并與他人進(jìn)行交流討論，在交流中反思和改進(jìn)探究過程?？茖W(xué)思維能力通過對生物特征與人類發(fā)明關(guān)系的研究，發(fā)展邏輯思維，能夠從具體的生物現(xiàn)象中歸納出一般性的啟示規(guī)律，并運用這些規(guī)律進(jìn)行演繹推理。運用類比、聯(lián)想、想象等思維方法，從生物的結(jié)構(gòu)和功能聯(lián)想到實際應(yīng)用場景，提出創(chuàng)新性的仿生設(shè)計思路，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。在面對不同的仿生觀點和方案時，能進(jìn)行批判性思考，評估其科學(xué)性、可行性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)科學(xué)批判思維?？茖W(xué)素養(yǎng)了解常見生物的特殊結(jié)構(gòu)和功能，如動物的運動方式、植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)等，知道這些特征如何為人類的發(fā)明創(chuàng)造提供靈感。理解仿生學(xué)的基本概念和發(fā)展歷程，認(rèn)識仿生學(xué)在多個領(lǐng)域（如醫(yī)學(xué)、交通、建筑等）的廣泛應(yīng)用，體會科學(xué)技術(shù)與生物之間的緊密聯(lián)系。掌握一些簡單的仿生設(shè)計方法和原理，能夠識別生活中常見的仿生產(chǎn)品，并闡述其仿生的生物原型及原理。責(zé)任態(tài)度對生物與人類發(fā)明之間的奇妙聯(lián)系產(chǎn)生濃厚興趣，激發(fā)探索自然奧秘和追求科學(xué)知識的熱情。在探究過程中，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度，尊重實驗數(shù)據(jù)和事實，敢于面對挫折和失敗，勇于嘗試新的探究方法和思路。意識到仿生學(xué)對推動科技進(jìn)步和改善人類生活的重要意義，培養(yǎng)對科學(xué)技術(shù)的尊重和熱愛，增強為科學(xué)事業(yè)貢獻(xiàn)力量的責(zé)任感。二、教學(xué)重難點教學(xué)重點了解不同生物的特殊結(jié)構(gòu)、功能及其對人類發(fā)明的啟示，建立生物特征與仿生應(yīng)用之間的聯(lián)系。理解仿生學(xué)的概念，認(rèn)識仿生學(xué)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用實例，體會仿生學(xué)的重要性。教學(xué)難點從生物復(fù)雜的特征中提取關(guān)鍵要素，并將其轉(zhuǎn)化為可應(yīng)用的仿生原理，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移和創(chuàng)新應(yīng)用能力。引導(dǎo)學(xué)生運用仿生學(xué)原理進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計和實踐，提高學(xué)生解決實際問題的能力。三、教學(xué)過程學(xué)習(xí)活動設(shè)計意圖（一）情境導(dǎo)入播放一段精彩的動物世界視頻，展示獵豹奔跑、鳥兒飛翔、魚兒游動等畫面，在播放結(jié)束后，教師提問：“同學(xué)們，在視頻中我們看到了各種生物獨特的本領(lǐng)，你們有沒有想過人類的一些發(fā)明可能和這些生物的本領(lǐng)有關(guān)呢？”組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵學(xué)生分享自己所知道的人類從生物身上獲得啟示的例子，如飛機與鳥兒、船槳與魚鰭等。每組選派一名代表發(fā)言，向全班匯報小組討論的內(nèi)容，教師對學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行點評和總結(jié)，引出本節(jié)課的主題——生物的啟示。通過精彩的視頻展示，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。小組討論為學(xué)生提供了交流和分享的平臺，讓學(xué)生能夠充分表達(dá)自己的想法，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和語言表達(dá)能力，同時也能讓教師了解學(xué)生已有的知識儲備。教師的點評和總結(jié)，自然地引出本節(jié)課的主題，為后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容做好鋪墊。（二）探究活動探究活動一：觀察生物的特殊結(jié)構(gòu)教師給每個小組發(fā)放一些具有特殊結(jié)構(gòu)的生物標(biāo)本或模型（如貝殼、蜂巢、仙人掌等），讓學(xué)生仔細(xì)觀察這些生物的結(jié)構(gòu)特點，包括形狀、紋理、組成部分等。學(xué)生在觀察過程中，用文字、繪圖等方式記錄下自己觀察到的生物結(jié)構(gòu)特征，并思考這些結(jié)構(gòu)可能具有的功能。小組內(nèi)交流觀察記錄，討論這些生物結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，嘗試推測這些結(jié)構(gòu)對人類的啟示。探究活動二：探究生物的特殊功能教師展示一些關(guān)于生物特殊功能的圖片或視頻，如電鰻放電、螢火蟲發(fā)光、蝙蝠回聲定位等，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考這些生物特殊功能的原理。學(xué)生分組，選擇一種生物特殊功能進(jìn)行深入探究，通過查閱資料、小組討論等方式，了解該功能的工作原理和相關(guān)科學(xué)知識。每組選派一名代表，向全班介紹小組探究的生物特殊功能及其原理，其他小組可以提問和補充。探究活動三：分析生物啟示的案例教師講解一些典型的生物啟示案例，如魯班發(fā)明鋸子、人們根據(jù)荷葉自清潔原理發(fā)明自清潔材料等，詳細(xì)分析生物特征與人類發(fā)明之間的聯(lián)系。學(xué)生分組，選擇一個案例進(jìn)行深入分析，從生物的結(jié)構(gòu)、功能出發(fā)，探討人類是如何從中獲得啟示并進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的，分析發(fā)明創(chuàng)造過程中運用的科學(xué)方法和思維方式。各小組制作分析報告，以圖表、文字相結(jié)合的形式呈現(xiàn)生物特征、啟示點、發(fā)明成果以及應(yīng)用領(lǐng)域等內(nèi)容。小組代表展示分析報告，全班共同討論，總結(jié)生物啟示案例分析的方法和要點。探究活動四：設(shè)計簡單的仿生實驗教師引導(dǎo)學(xué)生回顧前面探究的生物結(jié)構(gòu)、功能及相關(guān)啟示案例，鼓勵學(xué)生基于某一生物特征，提出一個關(guān)于仿生應(yīng)用的假設(shè)。例如，假設(shè)根據(jù)壁虎腳的吸附原理，可以設(shè)計一種更便捷的攀爬工具。學(xué)生分組，圍繞自己提出的假設(shè)，設(shè)計簡單的仿生實驗方案。方案中要明確實驗?zāi)康?、實驗材料、實驗步驟、變量控制以及預(yù)期結(jié)果等內(nèi)容。小組之間互相交流實驗方案，提出修改建議，完善實驗方案。各小組按照完善后的實驗方案進(jìn)行實驗，觀察記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果是否支持假設(shè)。探究活動五：創(chuàng)意仿生設(shè)計教師展示一些創(chuàng)意仿生設(shè)計作品的圖片或視頻，如模仿鳥巢的建筑、模仿水母的機器人等，啟發(fā)學(xué)生的設(shè)計靈感。學(xué)生獨立思考，從生物的結(jié)構(gòu)、功能、行為等方面獲取靈感，構(gòu)思一個具有創(chuàng)意的仿生設(shè)計方案，可以是一件產(chǎn)品、一種技術(shù)或一個系統(tǒng)等。學(xué)生將自己的創(chuàng)意設(shè)計方案以繪畫、文字描述或簡單模型的形式呈現(xiàn)出來，并標(biāo)注出仿生的生物原型、設(shè)計思路和預(yù)期功能。學(xué)生在小組內(nèi)展示自己的創(chuàng)意設(shè)計，進(jìn)行交流分享，其他小組成員提出評價和改進(jìn)建議，共同完善創(chuàng)意設(shè)計。探究活動六：調(diào)查生活中的仿生產(chǎn)品教師布置任務(wù)，讓學(xué)生以小組為單位，通過網(wǎng)絡(luò)搜索、實地調(diào)查、采訪等方式，調(diào)查生活中的仿生產(chǎn)品。調(diào)查內(nèi)容包括產(chǎn)品名稱、仿生的生物原型、產(chǎn)品特點、應(yīng)用領(lǐng)域以及對人們生活的影響等。各小組整理調(diào)查資料，制作成調(diào)查報告，可以采用圖文并茂的PPT形式。小組代表在全班展示調(diào)查報告，介紹小組調(diào)查的生活中的仿生產(chǎn)品，分享調(diào)查過程中的發(fā)現(xiàn)和體會。全班共同討論，總結(jié)仿生產(chǎn)品在生活中的廣泛應(yīng)用及其重要性，思考仿生學(xué)未來的發(fā)展方向。通過觀察實物標(biāo)本或模型，讓學(xué)生直觀地感受生物結(jié)構(gòu)的獨特之處，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手操作能力。記錄觀察結(jié)果和思考結(jié)構(gòu)功能，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)記錄和邏輯思維能力，促使學(xué)生深入思考生物結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系。小組交流討論，激發(fā)學(xué)生的思維碰撞，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維，為后續(xù)探究生物對人類的啟示奠定基礎(chǔ)。展示豐富的生物特殊功能素材，拓寬學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生對生物特殊功能的探究興趣。分組探究培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作能力，讓學(xué)生深入了解生物特殊功能的原理，提高學(xué)生的信息收集和整理能力。代表介紹和交流環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力和溝通能力，促進(jìn)學(xué)生之間的知識共享和思維碰撞。通過教師講解典型案例，為學(xué)生提供分析范例，幫助學(xué)生掌握分析生物啟示案例的基本方法和思路。分組深入分析案例，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，讓學(xué)生理解生物特征與人類發(fā)明之間的內(nèi)在聯(lián)系，體會科學(xué)思維在發(fā)明創(chuàng)造中的應(yīng)用。制作和展示分析報告，鍛煉學(xué)生的信息整合能力、表達(dá)能力和團隊協(xié)作能力，同時通過全班討論，加深學(xué)生對生物啟示案例的理解。引導(dǎo)學(xué)生提出仿生應(yīng)用假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題提出能力，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。設(shè)計實驗方案過程，鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力、邏輯思維能力和團隊協(xié)作能力，讓學(xué)生學(xué)會運用科學(xué)方法驗證自己的假設(shè)。交流和完善實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和溝通能力，使實驗方案更加科學(xué)合理。實施實驗和分析結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的完整過程。展示創(chuàng)意仿生設(shè)計作品，拓寬學(xué)生的設(shè)計思路，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力。獨立構(gòu)思和呈現(xiàn)設(shè)計方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、動手實踐能力和表達(dá)能力，將所學(xué)知識應(yīng)用于實際設(shè)計中。小組交流和評價改進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生之間的思想交流和相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和團隊協(xié)作能力，提高學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計水平。開展調(diào)查活動，培養(yǎng)學(xué)生的社會實踐能力、信息收集和整理能力，讓學(xué)生深入了解仿生學(xué)在生活中的實際應(yīng)用情況。制作和展示調(diào)查報告，鍛煉學(xué)生的資料整合能力、表達(dá)能力和團隊協(xié)作能力，同時促進(jìn)學(xué)生之間的知識共享。全班討論總結(jié)，加深學(xué)生對仿生學(xué)應(yīng)用和發(fā)展的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力和對科學(xué)技術(shù)發(fā)展的展望能力。（三）生活應(yīng)用教師展示一些生活中常見的問題情境圖片，如高樓清潔困難、山區(qū)交通不便、室內(nèi)空氣凈化等。學(xué)生分組，針對這些生活問題，運用所學(xué)的仿生學(xué)知識，討論并提出基于生物啟示的解決方案。例如，根據(jù)蜘蛛爬行能力設(shè)計高樓清潔機器人，根據(jù)穿山甲挖掘能力設(shè)計山區(qū)隧道挖掘工具等。每組選派一名代表，向全班介紹小組提出的解決方案，包括仿生的生物原型、設(shè)計思路、預(yù)期效果等。其他小組同學(xué)對方案進(jìn)行評價和討論，提出改進(jìn)意見和建議，共同完善解決方案。展示生活問題情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)知識解決實際問題的意識。分組討論提出解決方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力，讓學(xué)生將仿生學(xué)知識應(yīng)用于解決生活問題，提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力。代表介紹和全班評價討論，鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思維能力，通過交流和完善方案，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。（四）知識總結(jié)教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本單元所學(xué)的內(nèi)容，包括生物的特殊結(jié)構(gòu)和功能、生物啟示的案例、仿生實驗設(shè)計、創(chuàng)意仿生設(shè)計以及生活中的仿生應(yīng)用等方面。讓學(xué)生以小組為單位，制作一份知識框架圖或思維導(dǎo)圖，梳理本單元的知識體系，突出生物特征與仿生應(yīng)用之間的邏輯關(guān)系。每個小組推選一名代表，向全班展示并講解小組制作的知識框架圖或思維導(dǎo)圖，其他小組可以提出補充或修改意見。教師對各小組的展示進(jìn)行評價，總結(jié)本單元的重點知識，強調(diào)仿生學(xué)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類生活中的重要作用，幫助學(xué)生完善知識體系?；仡櫵鶎W(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生鞏固記憶，強化對重點知識的理解，梳理知識脈絡(luò)。制作知識框架圖或思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力和知識整合能力，有助于學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，提升學(xué)習(xí)效果。代表展示與交流環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力和團隊協(xié)作能力，通過小組間的互動，進(jìn)一步完善知識體系，教師的評價與總結(jié)加深學(xué)生對知識的整體把握。四、作業(yè)設(shè)計（一）、填空題1.人們根據(jù)荷葉的（自清潔）功能，發(fā)明了自清潔材料。2.飛機的機翼設(shè)計模仿了鳥類翅膀的（形狀和結(jié)構(gòu)）。3.仿生學(xué)是一門模仿生物的（結(jié)構(gòu)）、（功能）等進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的學(xué)科。4.雷達(dá)的發(fā)明是受了（蝙蝠回聲定位）的啟示。（二）、判斷題1.只有動物的特征能給人類發(fā)明提供啟示，植物的特征沒有這種作用。（×）解析：植物的特征同樣能給人類發(fā)明提供啟示，如魯班根據(jù)茅草發(fā)明鋸子，荷葉啟示人們發(fā)明自清潔材料等。仿生產(chǎn)品只能應(yīng)用于科技領(lǐng)域，對日常生活沒有幫助。（×）解析：仿生產(chǎn)品在日常生活中有廣泛應(yīng)用，如泳衣模仿鯊魚皮膚，尼龍搭扣模仿蒼耳等，給日常生活帶來便利。所有的仿生設(shè)計都必須完全模仿生物的結(jié)構(gòu)和功能。（×）解析：仿生設(shè)計是在理解生物結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的借鑒和創(chuàng)新，并非完全模仿。（三）、選擇題1.下列發(fā)明中，與生物無關(guān)的是（）

A.電子手表B.潛水艇（模仿魚鰾）C.鋸子（模仿茅草）答案：A人們模仿蜂巢的結(jié)構(gòu)，設(shè)計出了（）

A.薄殼建筑B.飛機C.雷達(dá)答案：A下列哪種生物的功能被應(yīng)用于軍事偽裝技術(shù)？（）

A.變色龍B.螢火蟲C.電鰻答案：A以下屬于仿生學(xué)應(yīng)用的是（）

A.利用太陽能發(fā)電B.依據(jù)蝴蝶翅膀鱗片調(diào)節(jié)體溫的原理設(shè)計太空服C.用塑料制作玩具答案：B（四）、簡答題1.請舉例說明一種生物的結(jié)構(gòu)或功能對人類發(fā)明的啟示，并闡述其原理。

答案：例如，人們根據(jù)壁虎腳的吸附功能發(fā)明了壁虎膠帶。壁虎腳掌上有許多細(xì)小的剛毛，這些剛毛與物體表面產(chǎn)生分子間作用力（范德華力），從而使壁虎能夠在墻壁等垂直表面自由攀爬。受此啟發(fā)，科學(xué)家們研發(fā)出一種模仿壁虎腳掌結(jié)構(gòu)的膠帶，通過微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計，使膠帶表面產(chǎn)生類似的分子間作用力，實現(xiàn)物體的粘貼和攀爬功能。2.簡述仿生學(xué)對人類社會發(fā)展的重要意義。

答案：仿生學(xué)對人類社會發(fā)展具有多方面重要意義。在科技領(lǐng)域，它為發(fā)明創(chuàng)造提供靈感，推動了航空航天、電子通訊、醫(yī)療等眾多行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，如飛機、雷達(dá)等發(fā)明。在日常生活中，仿生產(chǎn)品提高了人們的生活質(zhì)量，像自清潔材料、泳衣等。在環(huán)境保護(hù)方面，仿生學(xué)可幫助設(shè)計更環(huán)保、可持續(xù)的技術(shù)和產(chǎn)品，減少對環(huán)境的影響。總之，仿生學(xué)促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，改善了人類生活，推動了社會的可持續(xù)發(fā)展。3.你認(rèn)為在進(jìn)行仿生設(shè)計時，需要注意哪些方面？

答案：在進(jìn)行仿生設(shè)計時，首先要深入了解生物的結(jié)構(gòu)、功能及其原理，確保對生物特征的準(zhǔn)確把握。其次，要結(jié)合實際需求和應(yīng)用場景，思考如何將生物的特點轉(zhuǎn)化為實際可用的設(shè)計。還要考慮技術(shù)的可行性和成本效益，確保設(shè)計能夠在現(xiàn)有技術(shù)條件下實現(xiàn)，并具有一定的經(jīng)濟合理性。同時，要注重創(chuàng)新，不能僅僅局限于簡單模仿，要在借鑒生物特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，以滿足不同的需求和提升產(chǎn)品性能。（五）、科學(xué)探究假設(shè)你觀察到螞蟻能夠在復(fù)雜的地形上高效地搬運食物，并且它們之間通過化學(xué)信號進(jìn)行溝通協(xié)作。請你基于螞蟻的這些特點，設(shè)計一個關(guān)于小型運輸系統(tǒng)的探究實驗，以提高在復(fù)雜地形上的物資運輸效率。實驗?zāi)康尿炞C模擬螞蟻溝通協(xié)作與適應(yīng)復(fù)雜地形特性的小型運輸系統(tǒng)，是否能提高在復(fù)雜地形上的物資運輸效率。實驗材料小型機器人：20個具備基本移動和物資夾持功能的小型機器人，將其平均分為實驗組和對照組。復(fù)雜地形模擬裝置：定制一個大型沙盤，在其中構(gòu)建多樣化的復(fù)雜地形，如設(shè)置不同高度的山丘（高度范圍5-15厘米）、寬度不同的溝壑（寬度范圍3-8厘米）、不同角度的彎道（角度范圍30°-90°）等，確保地形具有足夠的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性。模擬物資：準(zhǔn)備多種不同重量和形狀的模擬物資，如重量為50克、100克、200克的正方體、球體、圓柱體等形狀的物體，以模擬不同類型的實際物資?；瘜W(xué)信號模擬設(shè)備：為實驗組機器人配備可釋放特定氣味（模擬螞蟻化學(xué)信號）的裝置，以及能感應(yīng)這些氣味的傳感器，確保機器人之間可通過“化學(xué)信號”進(jìn)行信息交互。同時準(zhǔn)備信號接收與分析設(shè)備，用于記錄和分析機器人之間傳遞的“化學(xué)信號”數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄與分析工具：攝像機、計時器、電子秤等，用于記錄機器人的行動軌跡、搬運時間、搬運物資重量等數(shù)據(jù)，并使用專業(yè)的數(shù)據(jù)記錄表格和數(shù)據(jù)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析。實驗步驟實驗準(zhǔn)備階段對所有小型機器人進(jìn)行調(diào)試，確保其移動、夾持等基本功能正常，并記錄每個機器人的初始參數(shù)。在復(fù)雜地形模擬裝置上標(biāo)記起點和終點位置，起點設(shè)置物資存放區(qū)，終點設(shè)置物資卸載區(qū)。為實驗組機器人安裝化學(xué)信號模擬裝置，并根據(jù)螞蟻化學(xué)信號溝通的原理，編寫相應(yīng)的程序，使其能通過釋放和感應(yīng)“化學(xué)信號”實現(xiàn)信息交互與協(xié)作搬運。對照組機器人保持原有簡單搬運程序不變。實驗實施階段第一輪實驗：在物資存放區(qū)放置重量為50克的正方體模擬物資。同時啟動實驗組和對照組各5個機器人，記錄它們從起點出發(fā)搬運物資到終點的時間、搬運路徑（通過攝像機記錄后分析）以及成功搬運的物資數(shù)量。每次搬運完成后，將機器人和物資復(fù)位到起點，重復(fù)上述操作10次，取平均值作為該輪實驗數(shù)據(jù)。第二輪實驗：更換模擬物資為重量100克的球體，重復(fù)第一輪實驗的步驟，記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。第三輪實驗：使用重量200克的圓柱體模擬物資，再次重復(fù)上述實驗過程并記錄數(shù)據(jù)。第四輪實驗：調(diào)整復(fù)雜地形模擬裝置，增加地形難度，如增高山丘高度、加寬溝壑寬度等。放置重量100克的