模仿犯的科學 – 仿生學
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一年級, 二年級
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多元選修
教案分享
學群對應優先
對應課本 -
每周 1 節
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課程時數 : 1小時
| 學習領域/科目別 | 化學, 生物 |
|---|---|
| 核心素養 |
A 自主行動 /
A1身心素質與自我精進
A2系統思考與解決問題
B 溝通互動 /
C 社會參與 /
|
| 19項議題融入 | 生命, 科技 |
課程規劃緣由
教學方法或策略
學習目標
「仿生學 (Bionics)」是指從生物的觀點來啟發出新的技術或解決科技難題的新興學科，從生物、工程、醫學、機械等皆是仿生學的應用範疇。本課程將介紹數個結合「奈米科技」與「仿生技術」著名的例子，並藉由習題來強化基礎概念。
講述法：
1. 學習準備：確立教學目標
2. 進行教學：包含引起動機、引起舊經驗、解釋教學內容、引導學生學習
3. 補救學習：評鑑學習成果、更正或總結教學
1. 學習準備：確立教學目標
2. 進行教學：包含引起動機、引起舊經驗、解釋教學內容、引導學生學習
3. 補救學習：評鑑學習成果、更正或總結教學
1、認識仿生學
2、認識奈米仿生學在現代科技的運用
2、認識奈米仿生學在現代科技的運用
規劃內容
| 第一節 |
|---|
教案內容
「仿生學 (Bionics)」是指從生物的觀點來啟發出新的技術或解決科技難題的新興學科，從生物、工程、醫學、機械等皆是仿生學的應用範疇。本課程將介紹數個結合「奈米科技」與「仿生技術」著名的例子，並藉由習題來強化基礎概念。
課程講義（教材截圖）
我們可從最著名的例子說起。植物學家在許多物種上發現特殊的疏水現象，例如，一些張樹的葉子以及捕蠅草的種子……等等。但以蓮葉最為著名。它的疏水性與自潔效果是所有植物中最優秀，也最容易觀察的。在重重的分析研究之後，我們發現疏水性和自潔性來自於蓮葉表面的分子排列狀況，以及特殊的立體結構。因此，材料科學家有了明確的方向，將材料與結構朝此方向設計製造。這種模擬生物的科技，稱為「仿生學」。課程講義（教材截圖）
另一個知名的例子是能飛簷走壁的壁虎。我們都知道壁虎能在各種材質、各種角度的牆壁行走，這完全是化學提到的凡得瓦力的終極表現。而它最令人嘖嘖稱奇，且吸引無數科學家仿製的是，它不僅「黏」得緊，且隨時都可以輕易地「拔」起，這材料不僅既黏且又能夠輕鬆拔除。課程講義（教材截圖）
南非納米比亞沙漠從不下雨，但是一年之中有6個月的時間，從大西洋偶發的強風，會為該地帶來霧氣，這些霧氣就成為擬步甲蟲賴以生存的水源。每天清晨，擬步甲蟲都會將自己的屁股高高撅起，數分鐘之後霧氣在此形成露珠，到達一定重量後，露珠流向前方落入它的口器。對於這種體型只有2公分大小的蟲子來說，這些水分就足以滿足其需要。
模擬試題（教材截圖）
1. 蓮花效應的主要作用來自蠟質的疏水性，目前日常生活中仿蓮花的蠟質效果，最為廣用且為絕緣體的是哪一種塑膠包覆膜（可以包覆大型物體，例如戶外水塔）？
(A)聚乙烯 (B)聚丙烯 (C)聚乙炔
(D)耐綸 (E)達克倫
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