内容正文:
第8课 生物的启示
这份资料紧密贴合教学大纲,深入细致地结合每一课的具体教学内容,为学生量身打造同步分层作业体系。它充分考量到不同学生在学习能力、知识掌握程度以及学习节奏上的差异,巧妙地将知识点拆解、重组,融入层次分明的作业板块当中。基础作业板块夯实根基,助力学生巩固课堂所学核心要点;提升作业部分循序渐进,引领学生拓展思维深度与广度,实现全方位成长。
1.自然界的生物有许多独特的本领:人手能够灵活地拾取细小的物品,鱼儿能够在水中自由地游泳,苍耳的种子能够挂在动物的皮毛上,四处为家…
2.1948年,瑞士工程师乔治跟朋友在山中打猎,身上粘满了一种草籽。他费了很长时间,才将这些草籽拔干净。在他摘草籽时,微小的“刺啦”声引起了他的注意。回家后,他又将这些草籽进行了仔细观察,发现草籽身上长着一些带钩的刺,是这些刺钩住了衣服的绒面。乔治来了灵感,能不能仿照草籽的结构,生产一种新颖的纽扣呢?经过大量的试验,他终于创造出了一种新型搭扣,这就是粘扣的雏形。现在,随着新型材料的不断出现,这种粘扣被广泛应用于生活和高科技行业等各个领域。
3.像粘扣这样,通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征来发明创造新产品的科学方法就是仿生。仿生产品都能够在自然界找到相似的原型。
4.对于不同的观点,我们不要急于下结论,要学会尊重证据,通过科学的方法反复求证,以事实为依据作出合理的判断。
5.常见的仿生有形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生等。仿生学的发展,加速了人类发明创造的进程。
6.人脑具有极强的逻辑思维能力,不同的生物有不同的结构与功能,能够完成不同的任务。现在,人工智能(AI)与仿生机器人技术开始迅猛发展。从中选择一个感兴趣的话题,查阅有关资料,制作一份幻灯片,或者动手搭建一个仿生机器人,然后介绍给身边的人。
、
一、对号入坐。(将正确答案的序号填在括号里)
1.中国国家体育场是模仿 ( )结构建造而成的。
A.贝壳 B.鸟窝 C.鸡蛋
2.人类维持生命所需的一切物质都来源于( )。
A.海洋 B.自然 C.工厂
3.解放军叔叔穿迷彩服的主要原因是( )。
A.迷彩服非常帅气
B.迷彩服比较耐脏
C.不同的迷彩服能满足不同作战环境的隐蔽需要,能起到保护色的作用
4.下列产品中,( )不是模仿动物的形态结构制成的。
A.机械手 B.轮船 C.课桌
5.粘扣是受到( )的启发发明的。
A.苍耳种子钩刺 B.海胆刺 C.榴莲皮
二、仔细想,认真填。
6.科学家的很多发明创造在自然界中都能找到类似的原型,例如:照相机的结构跟苍蝇复眼的结构相似;尼龙粘扣是根据 的外形结构发明的;人们根据 发明了龙骨船。
7.像粘扣这样,通过模仿某一生物的结构、 、 等特征,来发明创造新产品的科学方法就是 。这些产品都能够在自然界找到类似的 。
8.像粘扣这样,通过模仿某一生物的 、功能、行为等特征,来发明创造新产品的科学方法就是 。
9.仿生产品都能够在自然界找到类似的 ,如尼龙粘扣模仿的是 果实。
10.中国国家大剧院采用了薄壳结构,这种结构的特点是内部空间 (选填“很大”或“很小”),但是 (选填“有”或“没有”)柱子。
三、我是小法官。(对的打“√”,错的打“×”。)
11.机翼利用了伯努利原理,产生向上的升力。( )
12.军用迷彩服的颜色主要是为了塑造军人高大、威猛的形象。( )
13.苍耳果实与尼龙粘扣在结构上没有任何相同点。( )
14.海豚船和机械手是功能仿生,迷彩服是色彩仿生。( )
15.仿生只能模仿生物的结构来发明创造。( )
四、相互对应,我会连。
16.我懂仿生学。
①结构仿生 a海豚船
②功能仿生 b鸟巢体育馆
③色彩仿生 c机械手
④形态仿生 d迷彩服
五、看清问题,认真回答。
17.现代科学技术的发展日新月异,生活中有各种各样的仿生产品,尤其是人工智能(AI)与仿生机器人技术的发展更为迅猛。请你先说说什么是仿生,然后列举生活中都有哪些仿生产品?(至少写2个)
18.你知道哪些东西是模仿生物结构与功能而发明的?试举一例写下来。(例:“电子鼻”是模仿狗鼻子而发明的。)
六、综合实践我最棒。
19.以下信息均来自于公开网络,不涉及军事泄密问题。也希望同学们加强保密意识,严守国家机密。:
同学们,每年的4月23日是中国人民解放军海军建军节。在今年的海军建军节来临之际,以唐山市命名的中国人民解放军海军唐山舰靠泊唐山港,面向公众举办了舰艇开放日活动,这也是唐山舰入列4年来首次“回家”。唐山舰是我国自行设计建造的052D。。改进型导弹驱逐舰,舷号“122”。唐山舰2018年8月下水,2020年8月入列,隶属北部战区海军,担负舰艇编队指挥、区域防空等使命任务。唐山舰配备有世界上最先进的相控阵雷达,能发现近百公里范围内的各类舰船和空中目标。以下为打乱顺序的雷达识别过程,请先阅读再做答。
1 电磁波遇到各类舰船或空中目标反射回波。 2指挥员根据屏幕信息做出有效判断。
3识别出的舰船信号或空中目标显示在雷达屏幕上。 4计算机系统对接收回波进行处理识别。
5唐山舰的雷达发射机通过天线主动发出电磁波。 6回波被唐山舰上的雷达接收天线接收。
(1)雷达的正确识别过程是( )。
A.653214 B.516432 C.154632
(2)雷达是科学家根据 仿生发明的。(填写一动物名称)
(3)与上述动物类似,下列动物中的_____也具有类似的功能。
①海豚②老鼠③麻雀④鹰⑤响尾蛇⑥大象⑦海狮
A.①⑦ B.②⑦ C.③④ D.①②
(4)1935年,英国科学家_____发明了世界上第一台实用雷达。
A.牛顿 B.瓦特 C.爱因期坦
《8》参考答案
题号
1
2
3
4
5
答案
B
B
C
C
A
1.B
详解:中国国家体育馆的设计模仿的是鸟巢的外形和结构,这种结构既坚固、耐用、美观,又能容纳更多观众。
2.B
详解:人类维持生命所需的一切物质都来源于自然。人类对自然的破坏和过度开发是在毁坏人类的生存环境。为了生存,人类必须保护自然,尽可能减少对环境的破坏。
3.C
详解:迷彩服是对保护色的应用,迷彩服的特征及作用是颜色与周围环境相似,穿上后不易被发觉,可以有效地埋伏,攻打敌人。不同的迷彩服能满足不同作战环境的隐蔽需要,能起到保护色的作用,能够使士兵不容易被敌人发现。很多军服都是配合地形环境所制,如:在沙漠中穿土黄色,在丛林中穿军绿色。
4.C
详解:仿生学是人模仿生物的结构和功能的基本原理,制造或改善机械、仪器、建筑、工艺等的科学。轮船是仿照鱼的形态设计的,机械手是根据八爪鱼的形态设计的,课桌没有模仿动物的形态结构。
5.A
详解:人类通过观察动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西,瑞士工程师乔治•德•梅斯特拉尔受到牛蒡果实(苍耳种子)的启发,根据苍耳种子的钩刺发明了尼龙搭扣。
6. 苍耳 脊椎动物
详解:仿生学是一门模仿某一的结构、功能、行为等特征来发明创造新产品的科学方法。人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。例如:照相机的结构跟苍蝇复眼的结构相似;尼龙粘扣是根据苍耳的外形结构发明的;人们根据脊椎动物发明了龙骨船。
7. 功能 行为 仿生 原型
详解:像粘扣这样,通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征,来发明创造新产品的科学方法就是仿生。人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。这些产品都能够在自然界找到类似的原型。
8. 结构 仿生
详解:像粘扣这样,通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征,来发明创造新产品的科学方法就是仿生。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。人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。
9. 原型 苍耳
详解: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,仿生学的灵感是从大自然中获得的。仿生产品都能够在自然界找到类似的原型,如尼龙粘扣模仿的是苍耳果实。
10. 很大 没有
详解:薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力,是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的,能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示,发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能,且轻便省料,因此在建筑中被广泛使用。中国国家大剧院采用了薄壳结构,这种结构的特点是内部空间很大,但是没有柱子。
11.√
详解: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。人类通过观察动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大,这就是伯努利原理。机翼上表面流体速度的增加导致那里的气压降低,利用了伯努利原理,因此产生了向上的升力。
12.×
详解: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。人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。如:军用迷彩服能起到伪装和迷惑的作用,使人不易分辨和察觉,这是仿照动物利用保护色保护自己的特点发明的。
13.×
详解:苍耳的种子上有挂钩,可以粘挂到人的衣物或动物的皮毛上被带到各地。粘扣的发明是受苍耳的启示,一面仿生苍耳倒钩设计,另一面仿生皮毛。苍耳和尼龙粘扣的共同点是都有很多带钩子的刺。
14.×
详解:人们通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征,来发明创造新产品的科学方法就是仿生。常见的仿生有形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生等。海豚船应用到形态仿生原理,机械手应用到功能仿生原理,迷彩服应用的是色彩仿生的原理。
15.×
详解: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。人类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。仿生不仅仅能模仿生物的外形结构,还能够模仿生物的生活习性。
16.
详解:人类模仿生物的结构和功能,创造出各种人造物。这些做法逐渐发展为一门从自然中学习,进而应用到工程技术中的学科,即仿生学。常见的仿生有形态仿生、结构仿生、功能仿生、色彩仿生等。海豚船属于形态仿生,鸟巢体育馆属于结构仿生,机械手属于功能仿生,迷彩服属于色彩仿生。
17.通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征,来发明创造新产品的科学方法就是仿生。
举例:粘扣、声呐、滑翔伞、吸盘挂钩等等。
详解:像粘扣这样,通过模仿某一生物的结构、功能、行为等特征,来发明创造新产品的科学方法就是仿生。类通过观察植物、动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西。这些产品都能够在自然界找到类似的原型。生活中的仿生产品很多,比如粘扣、声呐、滑翔伞、吸盘挂钩等等。
18.雷达模仿的是蝙蝠的回声定位,通过研究萤火虫的发光原理发明了冷光灯。
详解:仿生是指科学家通过对生物的认真观察和研究,模仿生物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备。随着科学技术的发展,模仿生物制造出来的新仪器、设备日益增多,如雷达模仿的是蝙蝠的回声定位,通过研究萤火虫的发光原理发明了冷光灯等。
19.(1)B
(2)蝙蝠
(3)A
(4)B
分析:人类模仿生物的结构和功能,创造出各种人造物。这些做法逐渐发展为一门从自然中学习,进而应用到工程技术中的学科,即仿生学。
详解:(1)蝙蝠在飞行过程中,能够从喉部发出一种人耳听不到的超声波,当这种超声波碰到飞行中的昆虫或前方的物体时,会反射回来传入蝙蝠耳内,它就能判断出食物或障碍物距离的远近、位置和大小了。雷达也是类似的工作原理。唐山舰的雷达探测的过程是:唐山舰的雷达发射机通过天线主动发出电磁波→电磁波遇到各类舰船或空中目标反射回波→回波被唐山舰上的雷达接收天线接收→计算机系统对接收回波进行处理识别→识别出的舰船信号或空中目标显示在雷达屏幕上→指挥员根据屏幕信息做出有效判断。
(2)雷达是利用蝙蝠回声定位的原理进行工作的。雷达发出的电磁波遇到目标时会返回,从而测定目标位置、速度等,为飞机导航。
(3)某些动物能通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去,利用折回的声音来定向,这种空间定向的方法,称为回声定位。与蝙蝠类似,海豚、海狮等都具有“回声定位”本领。
(4)1888年,德国科学家赫兹成功利用仪器产生无线电波。1925年,伯烈特与杜武合作,第一次成功使用“雷达”,把从电离层反射回来的无线电短脉冲显示在CRT显示器上。1935年,英国科学家瓦特发明了既能发射无线电波,又能接收反射波的装置,它能在很远的距离就探测到飞机的行动,这是世界上第一台实用雷达。
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