仿生设计案例
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2023年3月17日发(作者：复旦大学软件学院)《生活中的仿生设计》教学设计杭州市余杭区塘栖第二中学周晓芳
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《生活中的仿生设计》教学设计
课题摘要：《生活中的仿生设计》是以仿生设计和模型制作为主要操作实践的章节，也传达
着尊重自然的思想。教师指导学生关注生物多样性，从生活中吸取仿生灵感，按照仿生设
计的思路和类别进行仿生设计，并巧用工具，完成设计稿模型的制作。
学科劳动与技术学段初中年级七年级
单元教材版本
课程名称《生活中的仿生设计》
一、学习内容分析
1.教材分析
大到整个宇宙，小到一个细胞，人们都能从中吸取灵感。随着科学的进步，人们对世
间生物的研究越来越广泛，这也给设计师、工程师们带来了设计的灵感，仿造飞鸟设计飞
机，仿造海豚设计声呐，仿造蝙蝠设计雷达等等，无一不是仿生学原理在生活中的应用。
仿生学的应用高到涉猎世界最顶级的科技前沿，也可以普通到一件生活日用品。仿生设计
是设计师塑造产品形态的重要方法之一，体现出设计师对自然地尊重与理解，形成了“绿
色、生态、系统化”的设计思想。7-9年级《劳动与技术》统编教材中，为初中生提供了一
个设计的课程——《生活中的仿生设计》主题，旨在让学生关注生物多样性，从生活中吸
取仿生灵感，利用仿生设计的方法进行仿生设计，并巧用身边的材料简单制作出仿生设计
的模型。
2.学情分析
经过一个多学期的学习，七年级学生已经初步掌握了作品设计与制作的方法，熟悉了
纸张、塑料瓶、易拉罐、布片等材料的特质，学会了剪刀、尖嘴钳、胶枪等工具的使用方
法，这是学习本堂课的基础。
每个学生对仿生学的认知还比较肤浅，尤其是仿生学原理在生活中的应用方面知识，
还存在较大的空白。如何利用仿生学原理进行生活用品的仿生设计，来解决生活中的问题，
是完成设计制作的一大瓶颈。需要教师围绕重点内容，进行分析、引导、示范、点拨，突
破难点，开阔视野，打开思路，努力提高方案设计与作品制作的效率和质量。同时，把学
生分成2-4人的活动小组，根据学习能力、动手能力或者观察能力强弱，异质组合，使学
生课堂学习中就能够取长补短、互相帮助，共同进步，让每个人都可能有不同层面的发展。
3.教学目标（含重难点）
知识和技能目标：
1、调查了解生物放生的常识，仿生学在生活中的应用。
2、初步了解设计与生活的关系，学习利用生物的特性或仿生原理进行仿生设计。
3、选择一个可操作的设计稿，利用身边的材料将仿生创意物化出来。
过程与方法：
1、通过调查、探究、体验等方式，初步了解仿生的常识，从生活中吸取灵感。
2.选择一种生物，利用它的特性来设计一件生活用品，并展示交流，发现不足，改进
不足。
3.通过体验金属、纸张等材料的不同质感，学会巧用身边的材料，利用所学技术，将
设计稿制作出来。
情感态度价值观：
1.在参与、交流、探究、体验的过程中，提高学生的观察能力、创新精神和鉴别水平。
《生活中的仿生设计》教学设计杭州市余杭区塘栖第二中学周晓芳
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2.仿生设计制作，让学生体会到生物多样性，感受到自然界的神奇，培养学生保护生
物、保护环境的意识。
3.以小组合作模式进行作品的制作，培养学生的协作能力，提高技术操作水平、知识
迁移水平、问题解决水平，体验工匠精神。
二、教学重难点及教学资源
教学重点：根据仿生方法进行合理的仿生设计。
教学难点：巧用身边材料将设计稿的实物模型制作出来。
教法学法：引探教学法、合作体验教学法。
教学资源：
1.多媒体学习课件，微课。
2.材料与工具：铁丝、卡纸、瓦楞纸、粘土、剪刀、双面胶、胶枪等
3.评价量表。
三、教学环境选择
√简易多媒体教室□交互式电子白板□网络教室□移动学习环境
四、教学过程设计
教学
环节
活动设计信息技术使用说明
课
堂
导
入
1.播放视频，了解仿生科学。
师：同学们看到墙上的摄像头了吗？
我一左右走动，他也会跟着我左右转动，
就像动物的眼睛在盯着猎物一般，其实
呀，它的设计灵感是来自于一种生物，你
们直到是什么吗？
让我们通过一段视频了解一下吧。
2.出示图片，引出仿生设计概念。
师；原来摄像头是模仿青蛙眼睛追踪
物体的原理设计出来的。像这样，设计灵
感来自于大自然的设计方式，叫做仿生设
计。其实出现在我们生活中的许多设计物
品，大多都蕴含了仿生科学原理，同学们
来看看这三张图片，你们知道它们仿造的
是什么生物吗？
师出示仿生对象图片和主题：同学们
观察得很仔细，说的很对。
3.师出示课题.
今天，我们就来学一学生活中的仿生设
计。
学生：
猜测摄像
头仿造哪
种生物。
观看视
频。初步
了解仿生
科学。
观察，思
考，说出
图片的模
仿对象，
分别是荷
叶、蜻蜓、
鸟巢。
Ppt播放：
观
1.出示仿生案例，归纳仿生方法。
其实呀，根据仿造生物的不同特点，
仿生设计的分类也是有所不同的，接下
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3
察
探
究
，
仿
生
设
计
来，要请同学们仔细观察图片，说一说，
他们分别是仿造了生物的什么特质。
a.出示色彩仿生设计案例，归纳色彩
仿生方法。
师：迷彩服是通过什么办法让军人隐
身的呢？还有水果手表，他们？
这几样物品共同特点是，都模仿了自
然界物质的自然色彩。这种仿生方法，我
们叫它色彩仿生。仿生设计按照方法，可
以分为色彩仿生、形态仿生、功能仿生和
结构仿生四类。
b.出示形态仿生设计案例，归纳形态
仿生方法。
师：鸟巢、沙发、夜灯，他们仿造了
生物的什么特质呢？
鸟巢和小夜灯，仿造了鸟巢和蘑菇的
整体形态，而沙发，则是仿造了鱼的尾巴
部分，他们都是模仿了自然界物质的整体
或局部形态。这种仿生方法，我们叫它形
态仿生。
c.出示功能仿生设计案例，归纳功能
仿生方法。
师：吸附支架和机器人手臂，模仿的
是什么呢？
它们分别模仿了壁虎脚掌的吸附原
理和大象鼻子弯曲自如的功能，是模仿了
自然界物质的功能原理。这种仿生方法，
我们叫它功能仿生。
d.出示结构仿生设计案例，归纳结构
仿生方法。
师：来看看创意椅子和骷髅椅，你想
到了什么？
椅子看起来像蝴蝶的外部轮廓结构，
骷髅椅模仿了人的头骨，它们都是模仿了
生物体的内外结构。这种仿生方法，我们
叫它结构仿生。
e.总结仿生设计的分类。
师总结：从上面这些例子我们可以看
出，仿生设计归类为色彩、形态、功能和
结构上的仿生。
2.出示流程图，介绍仿生设计思路。
我们怎么进行仿生设计呢？一般有
仔细观
察,能说
出仿造了
生物的色
彩特点。
说出他们
像鸟窝，
像蘑菇和
鱼尾的形
状轮廓。
探究功能
仿生方
法。
观察，猜
想，了解
结构仿
生。
思考、探
究仿生设
计的思路
PPT出示图片：
1.a.
b.
c.
d.
2.1
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两种思路，一是从仿生的生物入手，二是
从要仿生的物品入手。
一、确定仿生设计的物品→确定解决
的问题或设计目标→寻找自然物→仿生
设计。
首先要选定设计的物品原型，如椅
子；然后确定要解决的问题或设计的目
标，如改善椅子笨重呆板的问题；然后寻
找仿生物，思考仿生的类别方向，如大象
的局部形态仿生，最后画出仿生设计稿
件，大象椅子。
二、寻找一样自然物→确定仿生方向
（结构、功能、形态、色彩）→仿生物品
设计；
出示鱼的按理。首先寻找一样自然物
比如鱼，然后确定仿生方向（结构、功能、
形态、色彩），不同分类角度可以做出不
同的设计，最后进行物品的仿生设计。如
色彩仿生——风筝；形态仿生——鱼形笔
袋；结构仿生——鱼骨梳子；功能仿生—
—极速跑车等。
播放视频，请看老师的仿生设计稿。
3.头脑风暴，小试牛刀。
师：那我们来试试看，按照仿生设计
的思路，想一想玻璃杯可以有怎样的仿生
设计。
4.脑洞打开，仿生设计。
师：请同学们打开设计稿，按照仿生
设计的思路，对一件物品进行一个问题解
决式的仿生设计，把设计稿画在右边。注
意把握设计的功能外观和可行性。
师巡回指导。
5.展示评价，交流改进。
a.展示学生设计稿，评价交流
师：仿生设计是否优秀，我们可以从
设计的功能、外观和可行性来进行评价。
请同学们根据评价表给出评价，说一说可
以可以改进的地方。
内容评价标准
功能
舒适安全
实用方便
学习仿生
设计的方
法一。
学习仿生
设计的方
法二。
小试牛
刀，说说
杯子的仿
生设计。
进行仿生
设计。
展示设计
稿。
参考评价
表进行评
价，交流
设计值得
改进的地
2.2
3.
4.
5.
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外观
造型美观
创意个性
可行性
不违反科学原理
适用人群广泛
b.师总结归纳，给出改进建议。
方。
实
践
操
作
，
物
化
设
计
1.观察身边的材料，探究制作思路。
a.（展示制作思路）师：如何巧妙地
利用身边的材料，来制作仿生物品的模型
呢？我们需要将设计的物品分成平面和
曲面来做不同处理。
平面部分，利用卡纸进行裁剪粘贴。
曲面部分，可以粘土进行揉捏压等技
术来制作了，为了保证牢固稳定，还可以
加入铁丝加固，当然，借助身边的现有物
品的轮廓、形状，进行改造，也是不错的
方法。
b.出示视频，请同学们跟着老师的视
频来学习一下卡纸和粘土的操作方法吧。
2.小组讨论，选定制作的目标和主要
操作方法。
3.学生实践操作，老师巡回指导。
请同学们利用现有的材料，来制作仿
生物品的模型吧。
思考、探
究仿生物
品制作的
方法。
思考、探
究仿生物
品制作的
方法。
小组合
作，制作
模型
出示身边材料工具：
交
流
与
展
示
1、收集作品，展示介绍。
请同学们将作品放到展台上，也请制
作的小组说说作品名称、仿生分类，
设计亮点，制作遇到的困难。
2、评价交流推选。
请同学们对作品做出评价，选出最佳
努力，最具潜力，最佳外观，最佳创意奖
的模型，并推选两位星级推广代言人。
展示作
品，对作
品做简单
的介绍。
同学推选
优秀小
组。
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总
结
拓
展
1、课堂总结。
今天我们根据仿生设计的方法对生
活中的物品进行了仿生设计，并利用身边
的材料进行了简单模型的制作。仿生设计
虽然发展时间比较短，却是一件有趣而充
满挑战性的事情。
2、课外拓展。
利用身边材料将设计稿制作成实物
模型，不是一件容易的事，望同学们在今
后的学习中，能尝试借助3D技术，利用
3D软件将自己的设计稿进行更好的呈现！
丰富的物种和丰富的自然资源是我
们的灵感来源，我们也感受到了大自然的
无穷魅力。同时也只有大自然一直丰富多
彩，物种永远保持多样化，我们才能继续
挖掘仿生科学，也继续拥有无限的创造可
能。
今天的课就到这里，同学们再见。
板书
设计
生活中的仿生设计
1.仿生分类：色彩、形态、功能、结构；
2.仿生设计思路：选定物品→发现问题→
仿生分类→选定自然物→仿生设计；
3.模型制作：结构拆分，分块制作。
五、教学评价设计
1.评价方式与工具
√课堂提问√书面练习□√制作作品□测验□其它
2.评价量表内容（测试题、作业描述、评价表等）
a.《生活中的仿生设计》设计稿
你想对什么生活用品进行仿生设
计？原有的生活用品什么需要改进
的地方？
我想仿生设计的是________,原有
的物品需要改进的地方是
我的设计稿：班级_______，姓名_______，作品名
称_______，作品设计亮点是___________________
___________________________________________
《生活中的仿生设计》教学设计杭州市余杭区塘栖第二中学周晓芳
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______________________________
你想仿什么生物？请画出生物的简
笔图
仿________生物的_____仿生分类
（色彩、形态、结构、功能）。
b.仿生设计评价表
仿生设计评价表（打√）
内容评价标准自评小组评师评
实用性
舒适安全
实用方便
美观性
造型美观
创意个性
可行性
不违反科学原理
适用人群广泛
总评
优秀
良好
及格
总评等第：A、B、C、D、E五级：30~25,24.5~20,19.5~15，14.5-10,9.5以下
项目得分：5、4、3、2、1
六、备注
技术环境下课堂教学管理思路、可能存在的教学意外及相应的应急预案等
1.提供学案和参考设计物品资料，实现自我约束和自主学习；同时，教师运用恰当的激励，
营造实现有序、轻松、严格的技术学习氛围。
2.针对热熔胶枪、剪刀等工具存在的隐形危险，现场监督操作流程，准备外伤急救箱。