课程概况
仿生学是新兴的交叉学科，“师法自然”是仿生学的核心，人类社会文明的起源于人类非凡的智慧，而人类的智慧体现为学习、创新与创造，向自然学习无疑成为推动人类文明进程的重要方式，人类在学习、模仿、改造自然中不断前进，催生了生机勃勃的现代文明。仿生学被誉为“新世纪原始创新的动力与源泉”，并与自然科学、人文科学紧密联系。仿生学与生俱来的原始创新性将启发学生观察自然、思考自然，在观察中领略大自然的神奇、在思考中体味大自然的奥秘。
该课程面向本科各个专业，以仿生学基础教学为主的通识教育课。课程以加强学生能力培养和素质教育为主，通过大量的图文教学以及视频动画，使学生了解并掌握仿生学的基本知识，及诸如在军事、材料、地面机械、文体、建筑等方面仿生学的应用，激发学生的创新意识。
课程大纲
第一讲 从模仿到创造——仿生学的发展（一）
前言
1.1 仿生学的起源
远古时代、工业时代、信息时代、知
识时代人与自然的关系。
1.2 仿生学的诞生
1、仿生学的定义；
2、仿生学广义及狭义理解。
1.3 仿生学与科技创新的关系
1、科学的内涵；
2、技术的内涵。
第二讲 从模仿到创造——仿生学的发展（二）
1.4 仿生学的基本要素
1、仿生学四个要素；
2、仿生要素的关系。
第三讲 从灵感到制造的创新过程——仿生学的研究方法
2.1 生物体分析
1、仿生学研究方法；
2、土壤动物蜣螂、蚯蚓、穿山甲、田鼠及荷叶的生物特征。
2.2 生物模型分析
土壤动物蜣螂、蚯蚓、穿山甲、田鼠及荷叶的生物模本。
2.3 仿生原理分析
1、蜣螂减粘脱附机理；
2、蚯蚓体表降阻机理；
3、穿山甲鳞片脱附机理；
4、田鼠皮毛减粘脱附机理；
5、荷叶自清洁机制。
2.4 实物模型建立
仿生触土部件及农机具的仿生机理。
第四讲 适者生存——军事仿生（一）
3.1 仿生武器装备
1、生物结构与兵器造型的关系；
2、鸟和昆虫的飞行原理；
3、鱼和海兽与潜艇的关系；
4、仿生导弹的仿生机理
5、夜视仪的仿生机理。
第五讲 适者生存——军事仿生（二）
3.2 仿生战略
蜘蛛战略、狡兔战略、蚕食战略、挖洞战略、犄角战略、刺猬战略的特点。
3.3 仿生进攻战术
虎扑战术、狼群战术、鼹鼠战术、麻雀战术、黄蜂战术、鸷鸟战术、小鱼吃大鱼战术的进攻特点。
3.4 仿生防御战术
动物合群抗敌与环形防御、动物颜色与迷彩伪装、动物骗术与战术佯动、动物共生与协同作战、夜蛾反声纳与电子战的防御特点。
第六讲 自然与人工--仿生材料
4.1 天然生物材料
1、天然生物材料的定义；
2、天然生物材料的特点。
4.2 仿生材料
1、仿生材料的定义与分类；
2、仿竹、仿木材、仿贝壳、仿骨材料的结构特点。
4.3 仿生界面材料
雁鸭羽毛、玫瑰花瓣、蝴蝶翅膀、壁虎脚掌、蜘蛛丝、甲虫背部等的界面状态及特征。
第七讲 从鸟巢到“鸟巢”——仿生建筑初探
5.1 城市环境仿生
1、仿生建筑的定义与分类；
2、巴黎改建的仿生学原理。
5.2 使用功能仿生
朗香教堂、爱乐音乐厅、德国不莱梅的高层公寓、津巴布韦哈拉雷伊斯特盖特中心及仿蜂巢建筑的仿生设计原理。
5.3 建筑形式仿生
天津博物馆、中华恐龙馆、耶鲁大学冰球馆、滑铁卢火车站、英国国家航天中心、美国科罗拉多州丹佛国际机场、米拉公寓的仿生设计原理。
5.4 组织结构仿生
1、埃菲尔铁塔、密尔沃基艺术馆、加拿大蒙特利尔德国馆、荷兰鹿特丹的“城市仙人掌”的仿生设计原理；
2、仿生建筑设计的局限性。
第八讲 运动与美——仿生学与文体
6.1 体育仿生
1、疾驰动物的运动特点及启示；
2、跬类跳跃的运动特点及启示。
6.2 中华武术
1、中华武术中站桩、拳法、械法与动物动作的关系。
2、形意拳的内涵。
6.3 文化艺术中的仿生烙印
芭蕾舞剧天鹅湖、卓别林的艺术角色、乐曲百鸟朝凤、动画片、工艺美术作品、舞蹈等的仿生原型及特点。
第九讲 舞动的精灵——昆虫仿生
7.1 昆虫结构仿生
昆虫体表形态结构、翅的色彩花纹、翅的鳞片结构、足的形状、昆虫巢穴形态及仿生原理。
7.2 感觉器官仿生
1、昆虫复眼的特点；
2、昆虫的嗅觉原理；
3、昆虫的听觉原理。
7.3 运动功能仿生
1、竹节虫的运动控制原理
2、萤火虫与冷光源；
3、步甲虫御敌自卫及二元武器。
第十讲 科幻离现实有多远——奇妙的人造器官/组织
8.1 神奇的大脑
人类大脑的研究如“蓝脑计划”。
8.2 敏感的鼻子
1、鼻子的功能；
2、鼻子的嗅觉功能原理。
8.3 仿生耳
耳朵的听觉原理
8.4 人工皮肤与肌肉
1、人工皮肤的构成；
2、肌肉的分类；
3、人造肌肉一般都有几类。
第十一讲 生物社会组织的启示——管理仿生学
9.1 管理仿生学基础
1、管理仿生学的概念；
2、管理仿生学的研究层次。
9.2 管理仿生学应用
1、蜜蜂种群的管理模式及对人类管理的启示；
2、蜘蛛种群的管理模式对人类管理的启示。
预备知识
不需要
证书或学分
完成80%以上的课程学习，平时成绩占70%，考试成绩30%，合格分数为60分，优秀分数为85-100。
参考资料
1 D. S. 哈拉西: 仿生学, 科学出版社, 1965年.
2 任露泉, 梁云虹. 耦合仿生学. 北京, 科学出版社, 2012.
3 鲍中行, 军事仿生谈. 国防大学出版社, 1990
4 骆德汉. 仿生嗅觉原理、系统及应用, 科学出版社, 2012.
5 崔福斋等编著, 仿生材料，化学工业出版社，2004.
6 贾贤等编著,天然生物材料及其仿生工程材料，化学工业出版社，2007.
7 江雷等著, 仿生智能纳米界面材料，化学工业出版社，2007.
8 李峻柏主编, 纳米科学与技术:分子仿生.科学出版社, 2013.
常见问题
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