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,25 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？,搭建葱桥小实验： 1、比一比筒形葱叶和条形葱叶谁的承重能力强。 2、葱叶两端的“小桥墩”距离保持不变，建议在10厘米左右。 3、由于筒形葱叶易滚动，可以在下面挂钩码。 4、建议使用葱叶的根部。,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、检测纸筒的性能。,生物的启示,我们知道自然界里有各种各样的生物， 生物的许多本领令人惊叹羡慕。 例如，鱼能在水中自由游泳， 鸟能在天空自由翱翔， 绿叶靠阳光、空气就能制造食物 在生物的启示下，人们发明了 许多新技术、新工具,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,生物启示-防空雷达,生物启示-鸟巢,鸟巢,鸟巢 国家体育场位于北京奥林匹克公园中心区南部，为2008年北京奥运会的主体育场。工程总占地面积21公顷，场内观众坐席约为91000个。举行了奥运会、残奥会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥运会后成为北京市民参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所，并成为地标性的体育建筑和奥运遗产。 体育场由雅克赫尔佐格、德梅隆、艾未未以及李兴刚等设计，由北京城建集团负责施工。体育场的形态如同孕育生命的“巢”和摇篮，寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个场馆没有做任何多余的处理，把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。,生物启示-水立方,水立方设计理念 “水立方”位于奥林匹克公园B区西侧，和国家体育场鸟巢隔马路遥相呼应，建设规模约8万平方米，最引人注意的就是外围形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）。ETFE膜是一种透明膜，能为场馆内带来更多的自然光，他的内部是一个多层楼建筑，对称排列的大看台视野开阔，馆内乳白色的建筑与碧蓝的水池相映成趣。国家游泳中心采用的设计方案，是经全球设计竞赛脱颖而出的“水的立方”（H2O3）方案。该方案由中国建筑工程总公司、澳大利亚PTW建筑师事务所、ARUP澳大利亚有限公司联合设计。其中中方设计者：中建国际（深圳）设计顾问有限公司总裁、总建筑师赵小钧、总工程师毛红卫，PTW建筑事务所的两名主设计师为约翰保林（John Pauline）与托比王（Toby Wong）。 设计体现出 H2O3（“水立方”）的设计理念，融建筑设计与结构设计于一体，设计新颖，结构独特，与国家体育场比较协调，功能上完全满足2008年奥运会赛事要求，而且易于赛后运营。,这个看似简单的“方盒子”是中国传统文化和现代科技共同“搭建”而成的。中国人认为，没有规矩不成方圆，按照制定出来的规矩做事，就可以获得整体的和谐统一。在中国传统文化中，“天圆地方”的设计思想催生了“水立方”，它与圆形的“鸟巢”国家体育场相互呼应，相得益彰。方形是中国古代城市建筑最基本的形态，它体现的是中国文化中以纲常伦理为代表的社会生活规则。而这个“方盒子”又能够最佳体现国家游泳中心的多功能要求，从而实现了传统文化与建筑功能的完善结合。 在中国文化里，水是一种重要的自然元素，并激发起人们欢乐的情绪。国家游泳中心赛后将成为北京最大的水上乐园，所以设计者针对各个年龄层次的人，探寻水可以提供的各种娱乐方式，开发出水的各种不同的用途，他们将这种设计理念称作“水立方”。希望它能激发人们的灵感和热情，丰富人们的生活，并为人们提供一个记忆的载体。,为达此目的，设计者将水的概念深化，不仅利用水的装饰作用，还利用其独特的微观结构。基于“泡沫”理论的设计灵感，他们为“方盒子”包裹上了一层建筑外皮，上面布满了酷似水分子结构的几何形状，表面覆盖的ETFE膜又赋予了建筑冰晶状的外貌，使其具有独特的视觉效果和感受，轮廓和外观变得柔和，水的神韵在建筑中得到了完美的体现。轻灵的“水立方”能够夺魁，还在于它体现了诸多科技和环保特点。合理组织自然通风、循环水系统的合理开发，高科技建筑材料的广泛应用，都共同为国家游泳中心增添了更多的时代气息。泳池也应用了许多创新设计，如把室外空气引入池水表面，带孔的终点池岸，视觉和声音出发信号等，这将使比赛池成为世界上最快的泳池。,许多重大发明都受到生物的启示,观察不同的树叶，会得到什么启示？,大胆设想，进行仿生设计,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。,生物启示发明的共同点,通过船、锯、飞机的发明过程，我们可以知道：当看到某种生物的特殊本领时，常常会联想到人在生产或生活中的需要，然后就模仿这种生物的形态、构造、功能，设计制造出所需要的东西。,近代生物启示发明,近代，随着科学技术的发展和人们对生物界认识的不断深入，在生物的启示下，有了更多的发明创造。,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。,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。,多镜头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。,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。,机器人,机器人是仿照人的器官及其作用的机器。有的机器人具有人的外形，有的机器人看上去只相当于人的某一个部分，例如机械手。机器人可以代替人做很多工作，比人做得更快、更精确、更好。 机器人的构造可以分为三个大部分：一是操纵部分，根据需要输入各种指令；二是电脑，将输入的指令加工、处理、输出，指挥机械部分工作；三是机械部分，通常包括动力、传动、工作三个基本组成部分。,生物启示发明过程,明确需要：在生产或生活中，为了完成某种工作，需要具有什么功能的工具或设备。 寻求启示：通过观察或在无意中发现，某种生物的构造或功能与我们需要的工具或设备很相似，在这种生物的启示下提出发明的设想。 设计制作：根据发明的设想精心设计，根据设计试制出我们需要的工具或设备。 实验定型：经过反复实验、修改，完成发明。,我们来发明,变色龙：学名是蜥蜴，它因能根据环境和形式的变化，通过调整自己的肤色来适应而得名。,我们来发明,壁虎：多数壁虎具适合攀爬的足，足趾上肉垫覆有小盘，可黏附於不规则小平面，使壁虎能攀爬极平滑与垂直的面，甚至越过光滑的天花板。,生物的启示,实验温馨小提示：,两个纸盒之间的距离不变。 铁片要放在中间，轻轻地一个一个地放，挂钩码的绳子也要系在圆筒纸或平板纸中间，直到把圆筒纸或平板纸压弯不能承受为止。 小组成员分工合作把结果记录在1号实验单中。 实验完毕，把物品整理好。,鲁班发明锯的故事,锯齿形草叶,鹰 飞机,响尾蛇 响尾蛇导弹,蜻蜓 直升机,蒲公英 降落伞,萤火虫 荧光灯,能自我复制的智能机器人会不会失去控制？,人 机器人,实验温馨小提示：,实验过程中物品要轻拿轻放。 小组成员之间要分工合作，结果记录在2号记录单中。 实验完毕，把物品整理好。,
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