小学四年级语文：生物的启示——仿生学的诞生

仿生学

第 1 页 共 1 页 仿生学 【外文名 Bionics 】

仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。

仿生学是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学技术。仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nic（‘具有„„的性质’的意思）”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将海豚的体形或皮肤结构（游泳时能使身体表面不产生紊流）应用到潜艇设计原理上。又比如，苍蝇是细菌的传播者，一般归类为害虫，可是苍蝇的楫翅是天然导航仪。而且，它的眼睛是一种“复眼”，由3000多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。

仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。

仿生学的例子

蝴蝶

五彩的蝴蝶颜色粲然，如重月纹凤蝶、褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翊在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的稗益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况，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。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍然无恙，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。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。

仿生学的奥秘

仿生学让我知道自然界形形色色的生物，都有着奇异本领，它们的种种本领，给了人类无法估量的启发，模仿这些本领，人类又可以造出各种功能的机器。仿生学是生物学、数学和工程技术学相互渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列，而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功。于是生物学和工程技术学科结合在一起，互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学。

以下部分的事例发人深省，也使人们受到了很大启发。

苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器的结构和功能，仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。

从萤火虫到人工冷光，自从人类发明了电灯，生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光，其余大部分都以热能的形式浪费掉了，而且电灯的热射线有害于人眼。那么，有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。在自然界中，有许多生物都能发光，如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，而且这些动物发出的光都不产生热，所以又被科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。称为“冷光”。 由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。

水母的顺风耳，“燕子低飞行将雨，蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道，生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海，就预示着风暴即将来临。水母，又叫海蜇，是一种古老的腔肠动物，早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能，每当风暴来临前，它就游向大海避难去了。水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石，当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时，听石就刺激球壁上的神经感受器，于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上，当接受到风暴的次声波时，可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向，就是风暴前进的方向；指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。

2016 1 / 19 科学育儿文章(共10篇) 科学育儿（一）: 刻在心底的“感恩” 作文 亲爱的爸爸妈妈： 知道我为什么总是哼着这样的歌吗？“感恩的心，感谢有你，伴我一生，让我有勇气做我自己；感恩的心，感谢命运，花开花落，我一样会珍惜„„”不仅仅是因为它旋律优美，深情感人，更是因为随着年龄的增长，儿子已经渐渐形成了一种对您们感恩的情愫，在不知不觉中没有掩饰的表露。从我来到这个世界上起，我就被您们当作“珍宝”一样看待。您们买来了大量的科学育儿书籍，象个小学生似的，认真地学习。从营养的搭配、智力的启蒙、兴趣的发现到孩子健康心理的培养，使我在孩提时代就表现出有点儿超常的智慧，总是引来其它家长羡慕的眼光。可口且营养的饭菜，让我面色红润；记得我小时候，差不多我所有的要求，都能得到您们全部或变通的满足。您们从来没有对我进行过训斥，更没有打骂。虽然现在看起来有些溺爱，可这又是一种多么无私、伟大和崇高的爱啊！等我上学以后，写字的笔在手中是那么的不听使唤，数学的计算题也总是出错，拼音更是分不清“o”与“U”再与“oU”„„面对困难，妈妈总会带着微笑，帮我分析原因，让我别急于求成，勇敢去面对，不给“失败”得逞的机会。同时，鼓励我多进行思考，不去计较分数，努力去掌握学习的方

2016 2 / 19 法，试着去学会学习，学会生活，学会做人，学会创造。当然，我与妈妈有时也会争吵。而我们每次发生争吵时，我总是占不到便宜，因为，最终您的话总是能让我感觉是很有道理的。我们是母女，更象是朋友。谢谢您们让我总是有足够的自信，能够微笑着面对和接受生活与学习中的所有挑战。 为了这份爱，我要感谢您们----我最亲爱的父母！尤其要感恩爸爸，每当看到您因脚痛而不经意的皱眉，我的心都隐隐作痛。因为在我小的时候，您因工作受伤在家休养，而我却不停地让您抱我跑来跑去。 鲜花感恩雨露，因为雨露滋润它成长；苍鹰感恩长空，因为长空让它飞翔；高山感恩大地，因为大地让它高耸；我感恩您们我的父母，是您们给予我生命，给了我一个温暖的家，一个富足的家，一个充满着浓浓知识氛围的家。 今天，我写这封信给您们，同时也把这封信永远地刻在自己的心底。因为当一个人知道“感恩”的时候，她的生活便少了报怨，多了珍惜，懂得了关爱；当一个社会知道“感恩”的时候，她的世界便少了纷争，多了和谐，加快了发展。就让我永远怀揣这“感恩的心”，去感谢命运，热爱生活，学习知识，做出自己吧。 您们的儿子 科学育儿（二）: 五、阅读短文，答题。

1 眼睛与仿生学

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。

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。

教学时数: 两课时

教学步骤:

第一课时

一、预习课文，弄清字词:

*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。

二、知识介绍

“仿生学”正式诞生于1960年。

二千三百多年前墨子和他的三百弟子，花了三年时间，造成一只“会飞的木鸟”，同时间希腊人阿奇太也制成一只“机械鸽子”。东汉时，张衡制成一架能飞数里的“木雕”。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有可能。一直到了 1903年美国赖特兄弟发明了飞机，人类从此实现了几千年来梦寐以求的飞上天空的愿望。

人类飞上天空的例子，说明了仿生学的诞生有它的漫长历史；必须在科技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上的一门崭新学科。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。

日前仿生学已经成为现代发展新技术的重要途径，其研究范围已经发展的有：

1．感觉器官的模拟——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。