大自然的智慧課堂：小學(xué)生仿生學(xué)入門探秘一、什么是仿生學(xué)？同學(xué)們，當(dāng)你們看到鳥兒在天空自由飛翔，魚兒在水中靈活游弋，有沒有想過，我們?nèi)祟惡芏嗔瞬黄鸬陌l(fā)明創(chuàng)造，其實是從這些動物、植物身上學(xué)來的呢？這就是我們今天要探索的奇妙學(xué)科——仿生學(xué)。簡單來說，仿生學(xué)就是模仿生物的特殊本領(lǐng)，來解決人類生活中的問題，或者發(fā)明新的東西。大自然中的每一種生物，經(jīng)過千百萬年的進化，都練就了一身獨特的“絕技”。它們有的能在極端環(huán)境下生存，有的擁有敏銳的感官，有的能高效地運動。仿生學(xué)就像一座橋梁，讓我們?nèi)祟惪梢韵蜻@些“生物老師”學(xué)習(xí)，把它們的智慧運用到我們的發(fā)明和創(chuàng)造中。二、為什么要學(xué)習(xí)仿生學(xué)？學(xué)習(xí)仿生學(xué)，不僅僅是了解一些有趣的知識，更重要的是：1.啟發(fā)創(chuàng)造力：生物的巧妙結(jié)構(gòu)和功能，能給我們很多發(fā)明的靈感，讓我們思考如何讓東西變得更好用、更聰明。2.解決實際問題：從生物身上學(xué)到的本領(lǐng)，可以幫助我們解決很多技術(shù)難題，讓我們的生活更便捷、更安全。3.培養(yǎng)觀察力：學(xué)習(xí)仿生學(xué)需要我們仔細觀察身邊的動植物，發(fā)現(xiàn)它們不為人知的秘密，這能讓我們的眼睛變得更敏銳。4.熱愛自然與生命：當(dāng)我們深入了解生物的智慧時，會更加驚嘆大自然的神奇，從而更加熱愛自然，保護我們身邊的動植物朋友。三、仿生學(xué)的奇妙例子大自然這位“超級老師”給了我們太多啟發(fā)，讓我們來看幾個有趣的例子吧！1.鳥兒與飛機生物老師：鳥兒、蝙蝠人類學(xué)生學(xué)到：飛行的奧秘發(fā)明創(chuàng)造：飛機、直升機自古以來，人們就夢想像鳥兒一樣飛上藍天。早期的發(fā)明家們仔細觀察鳥兒的翅膀是如何扇動的，身體是如何保持平衡的。雖然一開始模仿鳥兒扇動翅膀的飛行器沒有成功，但人們從中明白了空氣流動與升力的關(guān)系。后來，人們又研究了鳥兒滑翔時翅膀的形狀，模仿它們制造出了固定機翼的飛機。而直升機的發(fā)明，則受到了蜻蜓和一些會懸停的鳥類，以及蝙蝠飛行方式的啟發(fā)?，F(xiàn)在，飛機的機翼設(shè)計得越來越精巧，有的甚至模仿了鷹在翱翔時翅膀的姿態(tài)，讓飛機飛得更平穩(wěn)、更省油。2.魚兒與潛水艇生物老師：魚兒人類學(xué)生學(xué)到：在水中沉浮的技巧發(fā)明創(chuàng)造：潛水艇魚兒為什么能在水里自由自在地上浮下沉呢？秘密就在它肚子里的“魚鰾”。魚鰾就像一個可以變大變小的氣球，魚兒通過改變魚鰾里空氣的多少，來調(diào)節(jié)身體的重量，從而控制沉浮。人類受到這個啟發(fā)，在潛水艇里安裝了類似魚鰾的“水艙”。當(dāng)水艙里裝滿水，潛水艇就變重，慢慢下沉；當(dāng)把水艙里的水排出去，充滿空氣，潛水艇就變輕，慢慢上浮。是不是很聰明？3.蝴蝶與防偽技術(shù)生物老師：蝴蝶翅膀人類學(xué)生學(xué)到：結(jié)構(gòu)色的奧秘發(fā)明創(chuàng)造：防偽標簽、特殊涂料很多蝴蝶翅膀的顏色非常鮮艷，而且會隨著觀察角度的不同而變化，這不僅僅是因為翅膀上有色素，更神奇的是翅膀表面有一種非常細微的結(jié)構(gòu)，就像無數(shù)個小鏡子和棱鏡一樣，能反射和折射光線，產(chǎn)生漂亮的“結(jié)構(gòu)色”?？茖W(xué)家們模仿這種結(jié)構(gòu)，制造出了特殊的涂料和薄膜。我們?nèi)嗣駧派系囊恍┓纻螆D案，就用到了類似蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)色原理，在不同的光線下會顯示出不同的顏色，很難被偽造。4.荷葉與自清潔材料生物老師：荷葉人類學(xué)生學(xué)到：不沾水、不沾灰的“超能力”發(fā)明創(chuàng)造：自清潔玻璃、防水服、不沾鍋下雨天，荷葉上總是干干凈凈的，水珠落在上面會像珍珠一樣滾來滾去，帶走灰塵，這就是“荷葉效應(yīng)”?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，荷葉表面有很多非常微小的突起和納米級的蠟質(zhì)晶體，這些結(jié)構(gòu)讓水很難附著在上面，灰塵也容易被水珠帶走。人們模仿荷葉的這種特性，制造出了“自清潔玻璃”，下雨后玻璃會自己變得干凈；還有“防水服”，雨水落在上面不會浸濕衣服；甚至我們廚房里的“不沾鍋”，也運用了類似的原理，讓食物不容易粘在鍋上。四、我們能從仿生學(xué)中學(xué)到什么？仿生學(xué)告訴我們，大自然是最好的老師。我們不需要去遠方尋找奇跡，只要用心觀察身邊的一草一木、一蟲一鳥，就能發(fā)現(xiàn)無窮的智慧。*學(xué)會觀察：用你的眼睛去看，用你的耳朵去聽，用你的手去觸摸（當(dāng)然要注意安全和保護生物），仔細觀察生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和它們的行為方式。*學(xué)會提問：為什么小鳥能站在電線上不觸電？為什么蜘蛛能吐出那么堅韌的絲？多問一個“為什么”，就可能發(fā)現(xiàn)一個新的奧秘。*學(xué)會思考：看到一種生物的特殊本領(lǐng)，想一想，這種本領(lǐng)能用到我們生活中的什么地方呢？能不能模仿它做一個小發(fā)明？五、小小仿生學(xué)家行動指南1.寫一本“自然觀察日記”：記錄下你看到的有趣的動植物，以及它們讓你感到神奇的地方。2.做一次“仿生頭腦風(fēng)暴”：選擇一種你喜歡的動物或植物，和小伙伴們一起討論，它有什么特殊本領(lǐng)？我們能模仿它發(fā)明什么？3.動手做個小制作：比如，模仿鳥兒的翅膀做一個紙飛機，看看怎樣才能飛得更遠更穩(wěn)；或者用簡單的材料做一個“浮沉子”，體驗一下潛水艇的原理。同學(xué)們，仿生學(xué)的世