仿生学论文范文10篇

仿生学论文范文篇1

【论文摘要】自然界是最伟大的造型师，其丰富的有机生命形态，有助于塑造造型设计的形式语言，使设计师能从这些精妙的有机生命形态中，获取灵感，以仿生的方式进行发明创造和产品的创新设计。仿生设计的应用，能够强化产品的动态美，突出产品的个性，增加人与产品之间的精神互动，使产品具有意象美和意蕴美。本文主要从仿生学、仿生设计学、仿生设计在工业设计中的应用以及仿生设计的未来等几个方面来阐述仿生，倡导工业设计师在仿生设计学的指导下，创造人、机、自然和谐共生的生存空间。

对设计师而言，自然界丰富的自然生命形态是个取之不尽、用之不竭的设计资料库。这些自然生命形态经历了几百万年的适者生存法则的自然进化后，不仅完全适应自然，而且其进化程度也接近完美。如将其融入新型包装，原来的几何线条将逐渐演变为柔和圆润﹑厚重饱满的有生命的线条，产品被赋予了“动”的神态。而且，仿生设计有利于突出产品的个性，尤其是当今的信息时代，人们对产品设计的要求和过去不同，既注意功能的优良特性，又追求形态的清新、淳朴，同时注重产品的返朴归真和个性。

提倡仿生设计，不但能创造出功能完备、结构精巧、用材合理、美妙绝伦的产品，同时还赋予产品形态以生命的象征，让设计回归自然，增进人类与自然统一。

一、仿生学与仿生设计学

仿生是高科技的代名词，它是指运用尖端的科学技术，来模仿生物的各种官能感觉和思维判功能，更加有效地为人类服务。各国都在不遗余力地加大在仿生学方面的研究。[1]

仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然达到了高度的统一，正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在，它们在漫长的进化过程中，为了求得生存与发展，逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类运用其观察、思维和设计能力，开始了对生物的模仿，并通过创造性的劳动，制造出简单的工具，增强了自己与自然界斗争的本领和能力。

艺术设计领域的仿生设计兼具自然科学和社会科学的特点。首先，它是一种新的途径和方法，具备社会科学的思辨性与形而上学的特点，并与美学、艺术理论等紧密联系。此外，它又具备自然科学的逻辑性、科学性、系统性和实证性，与空气动力学、流体力学、人机工程学等研究相辅相成。最为重要的一点是，它具备艺术科学的属性，是环境科学、生态科学在艺术领域的延伸，也为形态学、语义学、符号学的发展指出了一条新路。[2]

二、仿生在工业设计中的应用

归纳现代工业设计中的仿生，其主要表现在以下几个方面：

1、形态的仿生

形态从其再现事物的逼真程度和特征来看，可分为具象形态和抽象形态。

1）具象形态的仿生

具象形态是比较逼真的再现事物的形态。由于具象形态具有很好的情趣性、可爱性、亲和性、自然性，人们普遍乐于接受，在玩具、工艺品、日用品应用比较多。

2）抽象形态的仿生

抽象形态是用简单的形体反映事物独特的本质特征。是一种虚幻的，不实的形。抽象形态的仿生具有形态高度的简化性和概括性，形态丰富的联想性和想象性，同一具象形态的抽象形态的多样性这三个主要特征。同时在应用于产品开发时，具有生产便捷，产品形态多样化，满足不同层次的顾客等优点。

2、功能的仿生

动植物的某些方面的功能，实际上远远超越了人类自身在此方面的科技成果。生存在自然界中的各种各样的动植物能在各种恶劣复杂的环境中生存与运动，这是因为其运动器官和形体与恶劣复杂环境斗争进化的结果。植物和动物在几百万年的自然进化中，不仅完全适应自然，而且其进化程度接近完美。今天，我们生活在科学技术飞快发展的时代，学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能，已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。[3]

例如，科学家根据蜻蜒的飞行原理研制成功了直升飞机；根据加重的翅痣蜻蜒在高速飞行时安然无恙，人们仿效其在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动的棘手问题；又如根据蛙眼原理，科学家利用电子技术制成了雷达系统，能准确快速地识别目标；根据萤火虫100%的光能转化效率原理，人类制成的冷光源，将其发光效率提高十几倍，大大节约了能量。

尽管如此，自然界的动植物千千万万，其许多高超的技能与奥秘人们尚未完全掌握，但可以相信，随着仿生技术的发展，各种仿生发明会源源不断地被应用到人类的生活中来。

3、结构和材料的仿生

随着仿生学的深入开展，人们不但从外形、功能去模仿生物，而且从生物奇特的结构和肌理中也得到不少启发。人们在“仿生制造”中不仅是师法大自然，而且是学习与借鉴他们自身内秉的组织方式与运行模式。有的结构精巧，用材合理，符合自然的经济原则；有些甚至是根据某种数理法则形成的，合乎“以最少材料”构成“最大合理空间”的要求。例如蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角109°28′和锐角70°32′完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。

因此，工业设计师要积极地关注仿生发明中精巧的结构和奇特的材料，并且巧妙地应用这些结构和材料，结合市场的需求创造出人们需求的产品，同时也要细心的观察自然，提炼自然的精妙，提出更多的构想，为科学家的探索提供更多的思路，从而创造更有价值的仿生成果，为人类创造更加精美更加丰富的产品。

4、界面仿生

要理解界面仿生设计，首先要知道界面。所谓界面，即人机界面，是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用户感觉愉快、兴趣增强，从而提高使用效率。

为了认识和分析仿生界面设计，可将其分类为：

1）功能性界面仿生

功能性设计界面接受物的功能信息，操纵与控制物，同时也包括与生产的接口，即材料运用、科学技术的应用等等。这一界面的仿生侧重于功能、结构和材料的仿生，它反映着设计与人造物的协调作用。

2）情感性界面仿生

情感性设计界面即物要传递感受给人，取得与人的感情共鸣。这种感受的信息传达存在着确定性与不确定性的统一。情感把握在于深入目标对象的使用者的感情，而不是个人的情感抒发。设计师“投入热情，不投入感情”，避免个人的任何主观臆断与个性的自由发挥。这一界面的仿生侧重于用形态、色彩、肌理等引发心理情感，体现大自然和谐与共生的精神哲学的仿生设计，它反映着设计与人的关系。

三、未来工业设计中仿生的前景

中国未来的工业设计必须以创意与革新为首要条件，唯有真正好用且务实的商品才能在市场上脱颖而出，让消费者感到贴心且实惠的产品方是企业制胜的绝佳利器。今天，我们生活在科学技术飞速发展的时代，学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能，已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。许多事实说明，仿生设计学是发展新技术的金钥匙。

总结

综上所述，运用仿生性思维进行设计，不仅创造功能完备、结构精巧、用材合理、美妙绝伦的产品，而且赋予产品以生命的象征，让设计回归自然，增进人类与自然统一。因此，工业设计师要学会师法自然的仿生性设计思维，创造人、自然、机器和谐共生的对话平台。

【参考文献】

[1]倪海曙《视觉和仿生学》[M]，知识出版社，1985。

仿生学论文范文篇2

【关键词】仿生、抽象、界面、和谐与共生

前言

自然界到处充满活生生的“优良设计”实例，对设计师而言，是个取之不尽、用之不竭的“设计资料库”。诸如无生命的山川河流，有生命的飞禽走兽，还有多姿多彩的花草树木，除有丰富的造型之外，绚丽的颜色也给人以视觉上的无比享受。这些动植物经历了几百万年的适者生存法则的自然进化后，不仅完全适应自然,而且其进化程度也接近完美。这些自然的“优良设计”，有的机能完备，让人叹服；有的结构精巧，用材合理，符合自然的经济原则；也有的美不胜收，让人爱不释手；有的甚至是根据某种数理法则形成，它合乎“以最少材料”构成“最大合理空间”的要求。这些生物形形色色的奇特本领耐人寻味，使人浮想连翩。我们在赞赏之余，是否能从这些精妙的设计中，获取一些灵感呢？回答是肯定的。

一、历史上的仿生

人类在遥远的岁月似乎就认识到能从自然生态系统中领悟到自身生存、发展、进步的真谛。人类从蒙昧时代进入文明时代就是在模仿和适应自然规律的基础上发展起来的。回顾中国的古文明史，不难看到人们较早就留下了模仿自然生态的痕迹。从远古原始人构筑的人首龙身、人面鸟身等“人心营构之象”，到现实生活中以各种动物形态为原型的实用器皿，如牛形灯、猪、鹰形壶等。从神话传说中人的羽化飞升，到春秋战国时期的鲁班从草叶的齿形边缘中“悟”到了锯的原理等，大量的事例记述了人们对自然生命的外在形态和功能创造性地模仿。

国外亦然，古时人们看到鸟儿在天上自由自在地飞翔，就向往人也能象鸟一样飞上天，于是便用各种方法模仿鸟。经过漫长岁月，从最初的木制飞人发展到今天的超音速飞机，终于实现了人类在蓝天上自由飞翔的梦想。达芬奇被认为是现代仿生学之父。在大约公元1500年，他完成鸟翅模型之后，又画了一系列的无法实现的飞行设备草图。大约400年之后，奥托成功了，他根据鹳的翅膀制造的滑翔机成功地飞行了250米，而且他也取得了"滑翔机之父"的称号。而我们小时侯玩的竹蜻蜓，便是现代直升飞机的趋形。一直以来，许多研究者都在不断尝试把自然界的形态和功能类比的应用于科学。

由此可见人类师法自然思维由来已久，这便促成了仿生学的诞生，仿生学是在生物科学与技术科学之间发展起来的，模仿生物系统的原理来建造技术系统的一门新兴边缘学科。仿生学恰似“桥梁”和“纽带”，连接着生物科学与技术科学。仿生设计则是在仿生学的基础上发展起来的。它以仿生学为基础，通过研究自然界生物系统的优异功能、形态、结构、色彩等特征，并有选择性的在设计过程中应用这些原理和特征进行设计。

著名的德国工业设计师路易吉.科拉尼是仿生设计理论的大力倡导者和实践者，他那蕴藏着人类责任感的设计哲学思想，以及呼吁人类社会与大自然和谐统一的设计观念，都具有极其深刻的划时代意义。他鲜明的仿生设计原理与方法、强烈的造型意念和极具旺盛生命力的设计，成功地影响了后代设计师。

运用仿生性思维进行设计，可作为人类社会生产活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然达到高度的和谐统一，仿生设计正逐渐成为工业设计发展的大趋势。

二、现代工业设计中的仿生

现代社会文明的主体是人与机器。人类在这种文明所导致的生态失调状况下开始反思并力求寻找新的出路，建立人与自然、机器的对话平台，共生哲学观强烈地呼吁人与机器、生态自然与人造自然之间合理的建构，创造人类社会与自然高度的和谐。那么，师法自然的仿生设计就是一种良策和新理念。

仿生设计是人们在长期向大自然学习的过程中，经过积累经验，选择和改进其功能、形态，从而来创造更优良的人造物。尤其是当今的信息时代，人们对产品设计的要求和过去不同，既注意功能的优良特性，又追求形态的清新、淳朴，同时注重产品的返朴归真和个性。提倡仿生设计，不但创造功能完备、结构精巧、用材合理、美妙绝伦的产品，同时赋予产品形态以生命的象征，让设计回归自然，增进人类与自然统一。

德国著名设计大师路易吉·科拉尼曾说：“设计的基础应来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中”。这话道出了自然界是蕴含着无尽设计宝藏的天机。归纳现代工业设计中的仿生，其主要表现在以下几个方面：

1、形态的仿生

形态从其再现事物的逼真程度和特征来看，可分为具象形态和抽象形态。

1）具象形态的仿生

具象形态是透过眼睛构造以生理的自然反应，诚实地把外界之形映入眼睛膜刺激神经后感觉到存在的形态。它比较逼真的再现事物的形态。由于具象形态具有很好的情趣性、可爱性、有机性、亲和性、自然性，人们普遍乐于接受，在玩具、工艺品、日用品应用比较多。但由于其形态的复杂性，很多工业产品不宜采用具象形态。

2）抽象形态的仿生

抽象形态是用简单的形体反映事物独特的本质特征。此形态作用于人时，会产生“心理”形态，这种“心理”形态必需生活经验的积累，经过联想和相象把形浮现在脑海中，那是一种虚幻的，不实的形，但是这个形经过个人主观的喜怒哀乐联想所产生的形变化多端、色彩丰富，这与生理上感觉到的形大异起趣。

归纳起来抽象的仿生形态具有以下特征：

1）形态高度的简化性和概括性

形态高度的简化性和概括性，指的是形态本质的抽象表现。通过对生物形态或非生物形态的科学分析，结合的我们的生活经验，均可证明一切形态的本质都是一种内力的运动变化。这种内力运动变化是产生形态的根据。在研究形态时，设计者从知觉和心理角度有意无意地都把形态的内力运动变化感受为生命活力，再通过形态抽象变化，用点、线、面的运动组合来表现生命活力。因此，形式上表现为简化性，而在传达本质特征上表现为高度的概括性。

这种形式的简化性和特征的概括性，正好吻合现代工业产品对外观形态的简洁性，几何性以及产品的语意性的要求，因此，它大量的应用于现代产品设计。

2）形态丰富的联想性和想象性

抽象仿生形态作用于人时，产生的“心理”形态必需生活经验的积累，经过联想和想象才浮现在脑海中。因此，它充分地释放了人无限想象力。同时因人的生活经验不同，因此经过个人主观喜好联想产生的“心形”也不尽相同，产生形态生命活力的感受自然丰富多彩。

3）同一具象形态的抽象形态的多样性

设计者在对同一具象形态进行抽象化的过程中，由于生活经验、抽象方式方法以及表现手法不同，因此抽象化所得形态有多种。

抽象仿生形态应用于产品开发时，在生产和销售中有以下优点：

1）生产便捷

抽象形态的形式简洁，这吻合了现代工业产品提倡的简练几何外观的特征，因此，对生产设备并没有特殊的要求，开发商可以方便快捷的进行生产，这为各种工业产品的仿生生产提供了无限可能。

2）产品形态多样化

具象形态不胜枚举，抽象后的形态更是不计其数，这为仿生的工业产品形态的多样化提供了选择的可能。

3）满足不同层次的顾客

抽象形态的联想性和想象性充分地释放了顾客的自由想象力，人们不但可以感受到产品形态的有机、可爱、情趣、亲和、运动等特点，同时因联想和想象不同，有的想起自己可爱的小宠物，有的想起一段美好的爱情，有的想起一个老朋友，有的想起一次愉快的旅行等，正所谓仁者见仁，智者见智。顾客从不同的角度感受到仿生形态赋予产品的艺术美感和想象空间，这就更容易满足不同层次的顾客，从而激起他们共同的购买欲望。

4)产品回归自然

抽象仿生形态的本质特征是由内力运动变化而产生的生命活力。这种特征赋予仿生产品以生命的象征，让产品回归自然，建立了人、机器、自然对话的平台，这种共生的哲学观合理地构建人造自然和生态自然之间的和谐，增进了人类和自然的统一。仿生型家具是模仿动物、植物等生物形体制作的家具，其形象十分逼真，以寄托对大自然的依恋之情，此种家具给人以大自然的感觉。

总之，具象仿生停留在模仿生物表层，思想性和艺术性的含量相对低一些；抽象仿生集中于提炼物体的内在本质属性，是一种特殊的心理加工活动，属于高层次思维创造活动，它侧重揭示物体的理念内涵。在现代仿生设计中，高、新、精、尖的工业产品，更适合用抽象仿生。

2、功能的仿生

人们发现，动植物的某些方面的功能，实际上远远超越了人类自身在此方面的科技成果。生存在自然界中的各种各样的动植物能在各种恶劣复杂的环境中生存与运动，这是因为其运动器官和形体与恶劣复杂环境斗争进化的结果。植物和动物在几百万年的自然进化中，不仅完全适应自然，而且其进化程度接近完美。今天，我们生活在科学技术飞快发展的时代，学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能，已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。许多事实说明，仿生学是发展新技术的金钥匙。

仿生学的思想是建立在自然进化和共同进化的基础上的。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能。这个思想在生物学和技术之间架起了一座桥梁，并且对解决技术难题提供了帮助。通过再现生物学的原理，人类不仅找到了技术上的解决方案，而且同时该方案也完全适应了自然的需要。其目的就是分析生物过程和结构，并将此分析用于未来的设计。

在创造物质文明的过程中，人类常常将生物的某些特性运用到创造发明之中。例如科学家根据蜻蜒的飞行原理研制成功了直升飞机；根据加重的翅痣蜻蜒在高速飞行时安然无恙，人们仿效其在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动的棘手问题；又如根据蛙眼原理，科学家利用电子技术制成了雷达系统，能准确快速地识别目标；根据萤火虫100%的光能转化效率原理，人类制成的冷光源，将其发光效率提高十几倍，大大节约了能量。再如仿昆虫单复眼的构造特点，人类造出了大屏幕模块化彩电和复眼照相机；仿狗鼻子嗅觉功能，人类造出了电子鼻可以检测出极其微量的有毒气体等等诸多令人惊叹的创造。

尽管如此，自然界的动植物千千万万，其许多高超的技能与奥秘人们尚未完全掌握，但可以相信，随着仿生技术的发展，各种仿生发明会源源不断地被应用到人类的生活中来。

在创造物质文明过程中，工业设计师该怎样更好利用仿生发明来创造产品呢？首先，要明确科学家或工程师与工业设计师职责的不同，前者解决物与物之间或物体本身整体与部分之间的关系；后者解决物与人之间的关系，即构建人机对话的平台。因此，工业设计师实现产品创造的基础是仿生技术发明的实现。这样，工业设计师就有两种方式来更好地利用仿生发明开发产品：

1）科学家先实现成果，工业设计师结合人类的需求转化为仿生设计

科学家先实现了仿生发明，但由于知识结构的差异，科学家不可能对市场和人的需求有一个全面而准确的定位，就不可能成功将其成果转化为市场所需求的产品，更不可能创造人性化的人机界面。而工业设计师正好能准确地捕捉到市场需求，结合优秀的仿生发明创造出人们所需求的产品，同时构建友好的人机对话平台，从而创造更多有价值的产品。

2）工业设计师先提出设想，科学家择优实现的互动仿生设计

科学家还没有实现某种仿生发明，工业设计师通过对自然现象的细心观察和经验总结，结合对市场需求全面而准确的认识，提出某种产品的构想或概念。科学家择优实现这种仿生技术，这使得工业设计师创造这种仿生产品成为可能。通过工业设计师和科学家的互动，从而创造有价值的产品。

因此，工业设计师要关注最新的仿生成果，同时也要细心的观察自然。

3、结构和材料的仿生

随着仿生学的深入开展，人们不但从外形、功能去模仿生物，而且从生物奇特的结构和肌理中也得到不少启发。人们在“仿生制造”中不仅是师法大自然，而且是学习与借鉴他们自身内秉的组织方式与运行模式。有的结构精巧，用材合理，符合自然的经济原则；有些甚至是根据某种数理法则形成的，合乎“以最少材料”构成“最大合理空间”的要求。这些为人类提供了“优良设计”的典范。

例如蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角109°28’和锐角70°32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。

最新科学研究指出，生物体都是由少数很简单的物质构成的，诸如糖、蛋白质和水之类。生物体的不同部分，从柔韧的皮肤到坚硬的骨骼，性能如此多样，关键在于从原子排列成分子，及从分子组合成纤维,晶体等半成品，在结构上的千差万别，就是由于结构的奇巧精致，形成了各种优越奇特的性能。

解生物体构造的这些奥秘，最直接的目的就是研制新型的“仿生材料”。研究人员模仿鲍鱼壳的微观结构，将铝分子充满在碳化硼分子之间，已初步研制成功新型的陶瓷材料，除了既坚硬又柔软以外，还可以感测并适应周围环境的变化，如果飞机机翼材料具有这种性能，那么遭到损害时能够感知并自行修复。具有和生物机体相同弹性的材料，伸缩自如，能成功地用来制作人工动脉。

因此，工业设计师也要积极的关注仿生发明中精巧的结构和奇特的材料，并且巧妙地应用这些结构和材料，结合市场的需求创造出人们需求的产品，同时也要细心的观察自然，提炼自然的精妙，提出更多的构想，为科学家的探索提供更多的思路，从而创造更有价值的仿生成果，为人类创造更加精美更加丰富的产品。

总之，破解生物体结构之谜，研制仿生材料的路还很漫长，目前人类只不过刚刚起步前行，但是仿生材料的应用前途无量，却是绝无疑义的。

4、界面仿生

在现代工业产品设计中，单纯地从形态、功能、结构或材料的某一个方面来仿生是很少见的，更多的是综合形态、功能、结构和材料的多个方面来进行仿生设计，而且还从大自然的生存哲学即和谐与共生的角度进行仿生设计，诸如绿色仿生设计，可持续仿生设计等。这种既从自然界的个体表现形式，又从自然界的总体生存理念的仿生设计，与界面设计的功能性设计和情感性设计是相吻合的，因此，我把这归结为界面仿生设计。

要理解界面仿生设计，首先要知道界面。所谓界面，即人机界面，是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用户感觉愉快、兴趣增强，从而提高使用效率。

美国学者赫伯特．西蒙提出：设计是人工物的内部环境(人工物自身的物质和组织)和外部环境(人工物的工作或使用环境)的接合。所以设计是把握人工物内部环境与外部环境接合的学科，这种接合是围绕人来进行的。“人”是设计界面的一个方面，是认识的主体和设计服务的对象，而作为对象的“物”则是设计界面的另一个方面。它是包含着对象实体、环境及信息的综合体，就如我们看见一件产品、一栋建筑，它带给人的不仅有使用的功能、材料的质地，也包含着对传统思考、文化理喻、科学观念等的认知。“任何一件作品的内容，都必须超出作品中所包含的那些个别物体的表象。”分析“物”也就分析了设计界面存在的多样性。

因此，为了认识和分析仿生界面设计，可将其分类为：

1）功能性界面仿生

功能性设计界面接受物的功能信息，操纵与控制物，同时也包括与生产的接口，即材料运用、科学技术的应用等等。这一界面的仿生侧重于功能、结构和材料的仿生，它反映着设计与人造物的协调作用。

2）情感性界面仿生

情感性设计界面即物要传递感受给人，取得与人的感情共鸣。这种感受的信息传达存在着确定性与不确定性的统一。情感把握在于深入目标对象的使用者的感情，而不是个人的情感抒发。设计师“投入热情，不投入感情”，避免个人的任何主观臆断与个性的自由发挥。这一界面的仿生侧重于用形态、色彩、肌理等引发心理情感，体现大自然和谐与共生的精神哲学的仿生设计，它反映着设计与人的关系。

如在计算机的设计中，硬件方面人们逐渐采用多种方式与机器交互，如自然语言接口、计算机支持的协同工作、眼动跟踪、姿势识别、三维输入、表情识别、听觉界面等，进行着功能性方面的界面仿生设计；软件方面广大的软件研制人员开发计算机用户愈为迫切需要的符合“简单、自然、友好、一致”原则的人机界面，即情感性方面的界面仿生设计。

总之，随着计算机广泛应用，它已经变成家喻户晓的商品，可以任意地装在人们的口袋里，用来帮助人们处理日常的办公业务和生活事务，自然的人机界面与和谐的人机环境已逐步变成信息世界关心的焦点。其他产品同样如此。因此，仿生设计使产品有更加完备的功能性界面和更加自然和谐的情感性界面，更好地满足人的需求。

三、未来工业设计中仿生的前景

今天，我们生活在科学技术飞速发展的时代，学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能，已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。许多事实说明，仿生学是发展新技术的金钥匙。例如研究显示，不远的将来一种仿生电子眼可望诞生。因为科研人员已揭开眼睛是如何看到经大脑“翻译”的图像。他们已发明一种称为“细胞神经网络”的电脑微型集成电路，据此将发明仿生“电子眼”可以用来进行类似视网膜功能的图像处理。又如美国宾夕法尼亚大学医疗中心耳鼻喉科的医生不久将开展“仿生耳”植入手术，让从前失去听力的成人重获听力。再如科研人员以猴子作为人的替身，正在研究人大脑的思维与记忆的生理活动。他们设想，如果仿照人的神经系统，把它运用到电子计算机上去，就有可能诞生具有高级神经活动的生物计算机，那就是仿生学划时代的贡献。所有这些都预示着仿生科技前途似锦，而且仿生科技的探索永无止境。

另一方面，神奇的大自然向人类展示着精妙绝伦的生命形态和绚丽多彩的悦人色彩，同时，大自然还无声地阐释了自然界的生存哲学——和谐与共生。这种和谐的设计哲学呼吁人类社会与大自然之间的高度和谐统一；共生的设计哲学则呼吁着人与机器、生态自然与人造自然之间建立合理的建构，搭建人与自然、机器共生的对话平台。

总结

综上所述，运用仿生性思维进行设计，不仅创造功能完备、结构精巧、用材合理、美妙绝伦的产品，而且赋予产品以生命的象征，让设计回归自然，增进人类与自然统一。因此，工业设计师要学会师法自然的仿生性设计思维，创造人、自然、机器和谐共生的对话平台。

参考文献：

〔01〕《视觉和仿生学》倪海曙主编知识出版社1985

〔02〕《仿生学纵横谈》邵海忠编著江西人民出版社1981

〔03〕《世界现代设计史》王受之编著中国青年出版社2002

仿生学论文范文篇3

关键词：仿生建筑建筑

建筑仿生是一个老课题，也是一种最新的科研趋向，它愈来愈引起人们的注意。因为人类文化从蒙昧时代进入文明时代就是在模仿自然和适应自然界规律的基础上不断发展起来的，直到近时期，特别是飞机和潜水艇的发明也都是仿生的科研成果，人们从飞鸟和鱼类的特性中获得启发，取得了史无前例的新成就。建筑同样如此，古代从巢居穴居到各类建筑的出现，无不留下了模仿自然的痕迹。但是，随着化的高速发展，使人类的文明发生了异化，反过来破坏了自己的生存环境，也使自己的创作囿困于僵化的机器制品，束缚了创造性，这就是为什么在近几十年来人类重新对仿生学开始重视的原因。

仿生原理在现代科学技术上的应用是非常广泛的，于是就促使了仿生学（Bionics）这门新兴交叉科学的出现。1960年在美国俄亥俄州召开了第一届仿生学讨论会，在会上共同制定了仿生学的概念，与会人员认为仿生学就是模仿生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造系统具有或类似于生物系统特征的一门科学。它的目的是应用模拟的来改善现代技术设备并创造新的工艺技术。

在建筑领域方面，仿生的倾向在近几十年来也在不断发展，它的研究意义既是为了建筑应用类比的方法从自然界中吸取灵感进行创新，同时也是为了与自然生态环境相协调，保持生态平衡。自然界是人类最好的老师，人们无时无刻不在从自然界中获得启发而进行有益的创造。仿生并不是单纯地模仿照抄，它是吸收动物、植物的生长肌理以及一切自然生态的规律，结合建筑的自身特点而适应新环境的一种创作方法，它无疑是最具有生命力的，也是可持续发展的保证。1983年德国人勒伯多（J.S.Lebedew）出版了一本著作，名为《建筑与仿生学》（ArchitectureandBionic），系统阐明了建筑仿生学的意义，建筑学应用仿生的方法，建筑仿生学与生态学的关系，建筑仿生学与美学的关系等等，正式为建筑仿生学奠定了理论基础。加上在此前后，许多有创见的建筑师进行了有关建筑仿生的实践，使建筑仿生学已逐渐形成为一种时代潮流。

其实，人类在建筑技术上所遇到的许多难题，自然界中早已有了类似的解答，因为生物在千万年进化的过程中，为了适应自然界的规律需要不断完善自身的性能与组织，它需要获得高效低耗、自觉应变、新陈代谢、肌体完整的保障系统，从而生物才能得以生存与繁衍。只有这样，自然界才能成为一个整体，才能保持生物链的平衡与延续。当然，人也是大自然中的一员，人类为了生存与发展不仅需要建筑，而建筑也需要适应自然界的规律，否则不仅会破坏自然环境，而且也会毁灭人类自身。

从人与自然界的关系来说，建筑可谓是人的第3层皮肤（第1层是人的自身皮肤，第2层是衣服），它是人与自然界之间的中介，如何使建筑能适应环境的自然规律，又能适合人类不断发展的需要，这的确是现代文明所提出的新课题。正因为如此，有效寻找和利用自然界生物的成长规律来适应人类社会发展对建筑的需要，这就是建筑仿生学的主要任务。

建筑仿生学的表现与应用方法，归纳起来大致有4个方面：城市环境仿生，使用功能仿生，建筑形式仿生，组织结构仿生。当然，往往也会出现综合性的仿生应用，形成为一种城市与建筑的仿生整体。

在城市环境仿生方面，比较有代表性的例子可以在巴黎的改建规划中明显地看到。早在1853年时，巴黎塞纳区行政长官欧思曼（G.E.Haussmann）为了执行法国皇帝拿破仑第三的巴黎建设计划，曾对巴黎市区进行了大规模的改建，它不仅要表示对帝国首都的赞美，而且要在城市结构功能上进行改善，使城市、环境绿化、居住水平都达到一个新的境界。为了实现这一理想，他的巴黎改建规划在某种程度上就是模拟了人的生态系统而进行规划设计的。例如当时在巴黎东、西郊规划建设的两座森林公园，东郊维星斯公园和西郊布伦公园的巨大绿化面积，就象征着人的两肺，环形绿化带与赛纳河就象是人的呼吸管道，这样就使新鲜空气可以输入城市的各个区域。市区内环形和放射的各种主干与次要道路网就象是人的血管系统，使血流能够循环畅通。这种城市环境仿生思想，不仅在当时已起到了积极的作用，解决了困扰巴黎的城市交通与环境美化，使巴黎在世界上成为城市改建的成功范例，而且城市环境仿生理论今后仍然值得借鉴和完善。

1954年欧洲“十次小组”（Team10）在荷兰召开预备会时，英国建筑师史密森曾提出一种新的城市形态，称之为“簇群城市”，这也是仿生的成果，它是根据植物生长变化的规律而提出的一种新城市布局思想。他们设想把这种城市主干道设计成三叉形的道路系统，象征着植物“干茎”，使交通流量得以均匀分布。同时把城市“干茎”设计成自由弯曲的分叉系统，并且带有多触角地蔓延扩展的子系统，就象树枝分叉一样，也兼有蛛网状的连接。这样既可避免车流泛滥，也可有利于各区之间的区分与连接。他们预言，这种城市布局一方面能保持现代城市功能的需要，又能重新获得昔日传统城市的自然气息。同时，这种城市是不断生长变化的，也可使城市与建筑物的分布获得有机的组合。许多小区的规划设计与“簇群城市”规划思想颇有异曲同工之处。

在建筑使用功能方面的仿生，应用也很普遍，不过表现的形式是多种多样的，只要善于应用类推的方法，就可以从自然界中吸取无穷的灵感，使建筑的空间布局更具有新意。例如芬兰著名建筑师阿尔托设计的德国不莱梅的高层公寓（1958—1962）的平面就是仿自蝴蝶的原型，他把建筑的服务部分与卧室部分比作蝶身与翅膀，不仅造成内部空间布局新颖，而且也使建筑的造型变得更为丰富。又如勒。柯布西耶在1950—1955年间设计建造的法国朗香教堂的平面就是模拟人的耳朵，象征着上帝可以倾听信徒的祈祷。正是因其平面具有超现实的功能，以致在造型上也相应获得了奇异神秘的效果。类似的情况还有许多，比较著名的如1960—1963年夏朗（HansScharoun）在柏林设计建造的爱乐厅内部空间则是仿自乐器内部空间共鸣的效果而建造了这一复杂奇特的形体。1966年由丹下健三在日本山梨县建成的文化会馆是一座新陈代谢派的著名作品，它的平面组合就是仿照植物新陈代谢的功能，设计了一个个垂直的圆形交通塔，内为电梯、楼梯与各种服务设施，所有办公空间则建立其间，这样可以根据需要不断扩建或减少。

建筑的功能往往是错综复杂的，如何有机组织各种功能成为一种综合的整体在自然界中生物也为我们提供了交织组合的范例，它不仅仅是单一功能元素的相加，而是多功能发展过程的综合，因此产生了一个较高发展阶段的新特性。例如人的嘴，不仅能吃饭，又能说话唱歌，还能品尝甜酸苦辣。这种原理应该使建筑师在建筑功能组织中有所启发。当代集中式的建筑倾向已使巨型高层建筑与多功能建筑随处可见，这就要求我们在有限的空间内要高效低耗地组织好各部分的关系，使得这些空间可以适应多种功能。建筑师没有理由在复杂的功能组合中浪费空间和材料，也没有理由不向大自然这位老师。

建筑形式的仿生则最为常见，它不仅可以取得新颖的造型，而且往往也能为发挥新结构体系的作用创造出非凡的效果。最早应用仿生形式的近代建筑师是西班牙人高迪（AntonioGaudi），他在巴塞罗纳设计了许多带有明显动物骨骼形式的公寓建筑，隐喻着这座海滨城市战胜蛟龙的古老传说。例如1904-1906年建的巴特洛公寓和1910年建的米拉公寓均是如此。埃罗。萨里宁（EeroSaarinen）于1958年所作的美国耶鲁大学冰球馆形如海龟，1961年所作的纽约环球航空公司航站楼形如飞鸟，也都是举世瞩目的例子。在1964年丹下健三在东京建造的奥运会游泳馆与球类比赛馆，利用悬索结构仿贝壳体形，使功能、结构与造型达到有机结合，令人耳目一新，成为建筑艺术作品的优秀范例。赖特是一位善于结合自然环境的建筑师，他在1944年设计建造的威斯康星州雅可布斯别墅，就是把住宅仿照地面菌菇类植物进行设计的，给人以自然的形态，达到和环境融为一体的境界。此外，又如萨巴（FariburzSahba）在1975—1987年建成的印度德里的母亲庙（MotherTemple）则是仿自一朵荷花的造型，它表达了圣洁与优美的形象，成为周围环境的主要标志。

建筑形式的仿生是创新的一种有效，它是通过生物千姿百态的后而探讨在建筑上的可能性，这不仅要使功能、结构与新形式有机融合，而且还应是超越模仿而升华为创造的一种过程。上述建筑师的作品无疑值得在建筑创作中借鉴的，只要我们善于观察和吸收界中千变万化现象的内在规律，我们就能有取之不尽的源泉。遗憾的是也经常会出现一些简单模仿某一形象的作品，如1974年建的京都人脸住宅，还有美国的许多“热狗”快餐店的具象广告式建筑，这些都已背离了建筑仿生的意义，只是一种单纯追求新奇噱头的效果，它既无创新的价值，也不能与周围生态环境取得协调，是一种建筑文化的糟粕，这是需要引以为戒的。

在结构仿生方面，先进的工程师们在近几十年来已取得了非凡的成就，他们比建筑师更善于观察自然界的一切生态规律，已应用技术创造了一系列崭新的仿生结构体系。从一滴水珠和一个蛋壳看到了其自由抛物线型曲面的张力与薄壁高强的性能；从一片树叶的叶脉发现了其交叉网状的支撑组织肌理，这些对建筑结构的创新设计都是十分有益的启示。

1947—1949年意大利结构工程师奈尔维和建筑师巴托利（NerviandBartoli）设计的意大利都灵展览馆的巨形拱顶就是仿叶脉肌理而建造起来的，混凝土骨架和玻璃格组成的拱顶宽93.6m，长75m.奈尔维和维特罗西（A.Vitelozzi）于1957年建造的罗马奥运会小宫，半圆形弯顶直径60m，内部采用了钢筋混凝土网格的结构系统，就是受葵花的启发，不仅用材，受力合理，而且创造了内部装饰新颖的效果。小体育宫的外部则从人类腿骨的受力中得到启示，创造了一圈丫形支撑体系，使空间结构与建筑形式的虚实结合达到了完美的统一。1960年奈尔维又建成了罗马奥运会的大体育宫，半圆形弯顶直径达到98.4m，可容纳16000观众，内部采用放射形拱肋的构造形式支撑着上部的混凝土弯顶，顶厚只有6cm.同部看去既象一朵花，也象是密密麻麻的叶脉网，成功地使现代技术与使用功能、装饰艺术达到有机的结合。对比公元120—124年建成的罗马万神庙，半圆形弯顶直径为43.2m，混凝土厚度则为1.2m，这充分说明了建筑技术运用仿生原理所取得的巨大进步。奈尔维既是一位闻名遐迩的结构工程师，也是一位卓越的建筑师，他的创造性在很大程度上就是得益于向自然界。

美国结构工程师富勒（BuckminsterFuller）是另一位有创造性的人物。他从自然界中的结晶体与蜂窝的棱形结构中获得启示，创造了一系列惊人的大空间结构作品。1958年他在美国巴吞鲁日（BatonRouge，LA）建造的联合油罐车公司的巨大弯顶，直径达115.2m，就是应用晶体结构的原理建造的。1967年富勒和塞道（FullerandSadao）一起建造的加拿大蒙特利尔国际博览会的美国馆，是一座球体建筑，在当时展览会上极为引人注目。他很可能是模拟一种深海鱼类的网状骨骼和放射虫的组织结构，创造了立体网架的短线弯窿，高度达60m，直径为76.2m，弯窿外部用塑料敷贴，并可启闭，夜间灯光照亮，通体透明，犹如星球落地。

纽约环球航空公司航站楼不仅是外形仿生的著名作品，而且埃罗。萨里宁还和威廉。加德纳（WilliamGardner）在结构上建造四瓣组合式薄壳，中间有缝隙采光，四瓣薄壳则由下部的丫形柱支撑，这与人的头盖骨的拼合极为相似。航站楼应用这种结构肌理不仅解决了自由曲线造型的难点，而且在结构与形式上又能达到有机的融合，这是值得建筑师们注意的。并不需为了建筑的某种造型就一定要牺牲结构的合理性，相反，有机的结构与新颖的形式可以相互共生。

德国结构工程师奥托（FreiOtto）于1967年在加拿大蒙特利尔国际博览会上建造的德国馆，象一群帐篷式的建筑物，这是用网索结构仿蜘蛛网形的支撑体系，上面用塑料面层覆盖，造型非常特殊，它可以有利于作为临时性建筑的装卸。1972年的慕尼黑奥运会的体育场馆也运用了这一结构形式。由于他善于使用这种结构类型，因此也有人称他为“蜘蛛人”。这种蛛网形的网索结构后来还为帆布张力结构系统，与帐篷形式更为接近。

其实，建筑师中也不乏在结构上应用仿生的例子，勒。柯布西耶早年大量使用的鸡腿柱和框架悬挑的结构系统无疑是从动物腿骨支撑所得到的启示，1931年他在巴黎附近波依西（Poissy）建造的萨伏伊别墅（VillaSavoye）就是这种结构系统的体现，至今仍被人们所称颂。

赖特是众所周知的建筑大师，他早年曾攻读过结构专业，因此能在建筑造型与结构体系的融合方面运用自如。1950年他设计建造的威斯康星州约翰逊制蜡公司试验楼（HelioLaboratoryandResearehTower，Racine，Wisc.）就是仿树状结构特点，把主要支承结构放在建筑中央，四周楼板悬挑，外表形成幕墙，取得了新颖效果。应用同样原理，赖特在1956年还大胆设想了1英里高的摩天楼方案。

仿生学论文范文篇4

【关键词】景观桥梁；创新设计手法；应用；整体性；协调性

1引言

景观桥梁是桥梁建筑理论的一个分支，既具有桥梁建筑的共同特点，也有着作为一个分支体系的特有性质，是桥梁建筑交通与美观性能的完美体现。随着城市化的发展，景观桥梁受到了人们的广泛关注，市政部门希望借助景观桥梁来装点城市风景，其具有经济与美观的双重特性，在城市桥梁建筑中具有广阔的发展空间，备受社会各界人士的推崇。目前，我国正竭力向经济、美观、便捷的景观桥梁的发展方向转变。

2景观桥梁简述

2.1景观桥梁的内涵。“景观桥梁”这一概念出自同济大学出版的《景观桥梁设计》一书。文中对景观桥梁这一概念做了清晰的论述。“艺术价值高的桥梁本身是非常协调的，在均衡、稳定、比例、韵律等方面都具有独特的魅力，桥梁与环境的和谐统一，有些还能表现出一定的文化内涵。通俗地讲，景观桥梁是具备较高艺术观赏性的桥梁，可观、可游。既能唤起人们美感的、具有良好视觉效果和审美价值、与桥位环境共同构成景观的桥梁，称之为景观桥梁。”它既可以成为一定环境的主体，也可成为景观环境的载体。不断把景观中所蕴含的生态要素融入桥梁设计中去，是景观桥梁的实用功能和艺术表现力提升的关键和重要创新设计形式。2.2景观桥梁的特点。景观桥梁作为桥梁的一个分支，既具有一般桥梁的全部特点，也有着自身的内在特性。从共性的角度讲，景观桥梁作为桥梁的一类，其跨越和交通功能是必不可缺的。景观桥梁铺设是在其满足交通运输性能的基础上展开的。一般桥梁的建设重心在不同体系的受力分析上，且其造型满足静力平衡。景观桥梁也不例外，无法脱离一般桥梁建设的基本要求。简单来讲，景观桥梁的建设既要体现内在美，也要体现外在美，内外兼修。在重视其内在性能的同时，也要注重其外在的美观性。审美已成为景观桥梁的一个重要衡量标准。在完善分析景观桥梁的结构、造型的同时，融入自然、人文、历史、人的心理感受等多元化要素，实现人与自然的和谐统一，提升景观建筑的美观性、协调性、整体性和统一性【1】。2.3景观桥梁设计应遵守的基本原则实用性原则。实用是景观桥梁的第一特性，任何以桥梁美观为目的的元素融入都必须建立在景观桥梁使用功能（跨越、交通）有效发挥的基础之上。桥梁净空界限内不得设置桥跨结构的任何构件和其他建筑物，以确保车辆和行人运行通畅。使用与美观的协调统一是景观桥梁设计的内在要求。质量与安全第一原则。桥梁的基本功能是跨越和交通，作为交通运输的载体，保证其安全是桥梁设计的关键。桥梁设计的重点是对不同体系的受力分析和造型的静力平衡，桥梁建筑的景观修饰与桥梁构件是桥梁的2种不同构筑品，为确保桥梁的质量和安全，两种属性的构筑物在受力、强度或景观型桥梁的造型结构受力应基于桥梁建造的标准执行。在质量与安全得以保障的前提下，打破桥梁的结构、造型设计局限，突出景观桥梁的审美性和可观赏性。环保建设原则。桥梁景观的建设不应以生态环境的牺牲为前提，应坚持环境保护的原则，在保障生态环境和谐稳定的基础上开展桥梁景观的建设。保护桥梁景观区动植物的生存环境，最大限度地降低桥梁建设对生态环境的破坏。地域风俗文化原则。不同地域的桥梁设计都蕴含其各自特有的地域属性。景观桥梁的设计应基于地域的风俗、文化，建造富含地域文化特色、风俗风貌和价值取向的特色性桥梁建筑【2】。

3景观桥梁的创新设计手法

3.1仿生学设计手法。仿生学设计从其字面角度可理解为仿造生物形态的设计，仿生学是典型的生物学概念，是生物与技术结合的产物。但随着科学技术的发展，其突破了技术装置的范畴，被广泛应用到社会的各行各业。如化学、物理学、遗传工程、建筑学、机械工程等众多领域。简单来讲，仿生就是模仿，运用到桥梁建筑中就是工程师从生物的躯体构造中获取启发，巧妙地运用到桥梁建筑中去。如植物的根茎，看似难以支撑整个植株，但其却可以迎风不倒，具有极强的抗风、抗压能力；鸡蛋壳，看似薄弱蝉翼，但却可以均匀分散受力支撑整只手的力量；啄木鸟的骨骼，看似平淡无奇，但却具有抗震性能；蜘蛛的吐丝，看似细腻，但却具有5倍于钢丝的强度。正是诸如此类的特殊生物结构，才为建筑师们提供了创新建筑设计的灵感和智慧。运用仿生学理论设计的建筑结构，如拱形结构，源自脊椎动物的骨架结构，抗压能力强，外形美观大方；薄壳结构，源自蛋壳，受力均匀，流线匀称，形态动人。仿生学手法在景观桥梁设计中的应用主要是模仿生物的躯体结构、化学成分、色彩色泽和生态功能等，通过制造新型的结构和材料来满足桥梁建设的需要。如在材料结构方面，基于纤维的特殊缠绕性能，以添加剂的形式掺入混凝土以提升其强度和延性。材料的色彩色泽方面，桥梁的表面涂抹生态化的颜色，提升桥梁骨架的色调和质感。化学成分方面，基于贝壳的抗拉抗压强度，制成高强度的聚合类水泥混凝土，用于桥梁的主体结构，提升桥梁的抗性（见图1）。3.2地域性设计手法。简单来讲，地域性是指地理环境和社会经济现象在运动中所表现出来的地域分异和特征组合。景观桥梁的设计、建造具有地域的特点，承担着彰显地域风采和民俗文化的时代使命，这也是地域民众对景观桥梁设计的殷实期盼。景观桥梁隶属于地域之内，不可避免地被期盼融入地域的特点和风格，从而地域性的设计手法在景观桥梁的设计中被广泛提及。地域性设计手法就是在设计中吸收不同地区的自然环境因素、风俗习惯、文化习俗、名胜古迹和历史遗迹，整理、分析、浓缩、提炼出具有特色的建筑造型用于桥梁工程建设的创作手法。景观桥梁的地域性设计应回应所在地的社会条件和自然条件、利用具有地域性的建筑材料、吸收地域色彩的建筑结构理论和具有地域特异性和地域经济性【3】（见图2）。3.3整体性设计手法。整体性设计是桥梁设计的新手法、新工艺、新形式、新概念。其特点是实现了与桥梁相关所有元素的协同、统一，促进了高超桥梁建筑创作与高水平技术的融合统一。现代化的景观桥梁设计是一门综合性学科、艺术，集美学、建筑学、物理学、生物学、工程机械学为一体，集中彰显了桥梁的交通功能、观赏功能和旅游功能，实现了人与自然的和谐统一，展现了桥梁建筑完整的整体性、统一性效果（见图3）。

4结语

综上所述，景观桥梁的功能已经超越了桥梁简单的跨越和交通属性，景观和观赏性成了桥梁设计的主体，景观设计在桥梁设计中地位愈来愈高。为实现景观桥梁的稳定、可持续发展，应在保障桥梁一般性能有效发挥的基础上，不断创新景观桥梁设计的理念和技术，运用仿生学理论、地域性理念和整体性理念，融合现代化的桥梁设计、建造工艺和技术，打造具有时代特色、民族特色、地域特色，兼具景观性与审美性的与自然、人文社会和谐统一的景观桥梁建筑模式。

【参考文献】

【1】齐伟杰.城市桥梁的景观设计现状与发展[J].交通世界,2017(14):100-101.

【2】宋福春,王厚宇,马梓乔.基于地域文化的景观桥梁美学设计[J].公路,2019(3):182-186.

仿生学论文范文篇5

论文摘要：创造性思维源自于生活、根植于生活，在生活中寻求和激发创造欲望，因此注重培养细致的“洞察力”尤为重要，对于周围环境和生活的敏锐洞察，锤炼并开拓设计思维的创造意识。仅有表达设计意图是不够的，还必须有一定的造型能力和较强的综合艺术修养，因此服装设计师在创作、构思的时候，一方面体现自己鲜明的个性风格，另一方面要对自然生活、社会生活有独到理解，两者互为融洽。

一、造型美的思辨

1.设计的感悟和范畴

服装造型是表现精神方面的思想，源于心灵的意念。这种美使人与服饰和自然处于一种协调、统一、和谐的状态。法国哲学家笛卡尔说过：“这种美不在某一特殊的部分闪烁，而在所有部分总起来看，彼此之间有一种恰到好处的协调和适中，没有一部分突出压倒其他部分，损害全体结构的完美”，也就是说，服装是一种整体美，表现人的气质、心理、个性及人体结构等因素与服装的整体统一性。

2.统一与协调

选择和整理造型设计的形状要素、色彩要素、材料要素、装饰要素，然后将这些要素归纳、结合配合成为统一整体。也就是说将各独立个体的美，采用调和、集中、支配、平衡、律动等手法调和汇集成统一的美，运用于服装上，就是将流行之各要素（服装流行色、款式、质料、花形及各部位的细节）配以首饰、帽鞋、皮包等服饰品和发型、肤色、气质与时代感等因素互为调和而形成服装整体美。

调和实际上是统一内部诸要素中间关系的原则，它意为衔接、协定、一致等，服装诸要素（材料、形状、色彩）都有其特定的特征，调和的作用就是将其特质互相连接并调整到统一的状态。

二、自然、生活与仿生设计

1.吸取于自然生物的造型

当一件模仿生物外形的时装设计出来的时候，许多人在惊叹之余同时亦产生了现代人是否已向原始穴居生活倒退的疑问……

远古时期，人类在为生存而与大自然搏斗时产生了对神灵幻觉的依赖，古老的植物、动物都成为原始人类创造、构想之源泉。古埃及人视圣甲虫、眼镜蛇等动植物为神灵之象征，希腊、古罗马的建筑造型艺术的原形是与月桂树、常青藤等自然界生物相联系的。一直以来，人类的发展历程中，总是把自然界的形态作为首要的艺术造型形态，这就说明了自然界中蕴藏了无穷无尽的美，而服装设计领域也同样如此。从模仿飞燕的燕尾礼服、模仿蝙蝠的蝙蝠衫，到模仿喇叭花的A形喇叭裙，仿照自然界生物造型的时装式样愈来愈受到人们的欢迎。我们把这种模仿设计称为“仿生设计”。“仿生设计”的流行魅力来源有三个方面，一是近年时装界的流行风潮刮起了“生态风”，由于工业化进程给人类带来了生存空间的恶化，自然生态遭到破坏，人类越来越向往以前美好的大自然，于是人们才觉醒应当重视环境保护，表现在服装设计中即形成了以“返璞归真”及“环保休闲”等的生态学的热潮，并逐步已成为时尚的主流。那么设计师在这种思潮和意识的引导下，无疑其灵感来源偏向于从自然界中吸取。

2.仿生装是时代的产物

自然界本身所具有特殊的、深不可测的魅力。仿生造型的艺术设计是在服装的功能形态结构、外部造型、动作，甚至其神态及与环境之统一与协调状况等多方面对生物进行模拟。“仿生设计”的哲学内涵与2l世纪服饰文化发展的内涵不谋而合。服装的“仿生设计”是模仿自然界生物造型、色彩等因素的设计活动，其主旨是“师法自然”，而21世纪的主题正是回归的主题，提倡人与自然的统一。这“师法自然”与“天人合一”既是中国传统哲学理念的精髓，同时亦是“仿生设计”作为服装设计未来发展的永恒主题。因此可以说服装设计中的仿生设计受到了服装大师们的热仿生设计使得人切身体会到大自然的存在设计应先尽量遵从于自然法则，我们必须向自然界学习，使它和人类的才智融为一体。

三、服装造型的仿生设计

早在我国东汉末年，名医华佗在其创造的《五禽戏》中就开始模仿动物造型设计的人体运动动作，至近代的《大雁气功》更是把仿生学运用得惟妙惟肖。仿生设计首先是从人体运动上开始的，。自然界的动物、植物，社会中的生活、建筑物及立体形状等都是服装造型设计借鉴的对象。孔雀裙、燕尾服、荷叶领、灯笼裤等颇为常见。国际时装大师迪奥推出的“圆屋顶式样”、埃菲尔铁塔式外观以及皮尔.卡丹从中国的飞檐中吸取灵感，设计出耸肩飞袖的造型，这些都是对自然造型特征的模仿。

四、色彩仿生的借鉴

《天工开物》记载：“霄汉之间，云霞异色，阎浮之内，花叶殊形。天重象而圣人则之。以五彩彰施于五色……”大自然美丽的色彩是服装色彩借鉴的最直接来源。成熟的桃子、橘子等水果，饮用的咖啡，大自然的天、海、湖、山、晚霞、原野等自然色彩被设计师灵活地运用于服装色彩的匹配中，于是便有了桃红、橘红、橘黄、土黄、湖蓝、天蓝、茄紫、咖啡色、橄榄绿、玫瑰红等各种色彩或色调，这正是由于人们对于大自然美的热爱和情成了一股极强的诱惑力.同时这亦是对自然界精神内涵的借鉴，情感的互通。

五、服装材料的仿生

服装材料是服装设计的重要因素。其仿生设计可分为两个方面：一是面料仿生。目前仿生面料已达到以假乱真的地步，用自然材质如鸟兽羽毛、植物叶子等直接用于服装设计中，用人造纤维仿制自然纤维织物，如仿真丝，仿裘皮直接用于服装设计中。其二是纹样、肌理的仿生设计。俄国著名设计师扎依采夫将植物叶片纹样缀于男装上，把男性的阳刚与女性的阴柔完美地结合起来。

以式样的柔软化，结构、线条的流畅配以温馨的自然花形，更显成熟之美。还有采用特殊的印染方法(如化学印染、压花)和编织手法都可以表现各种各样不同的自然界美的肌理效果，服装面料的仿生设计得到进一步的发展。

六、文化内涵的体现

体现“天人合一”的整体观念，即“人与自然统一”观点，人是自然界的一部分，《庄子·齐物论》中有论述：“天地与我并生，而万物与我为一”。形式的限制通过对自然规律的认识转化为表现的自由，最终产生别具一格的艺术品——融入与自然于一体、具有强烈装饰性和美感的艺术品。

另外，我们还可以通过图案中的形式塑造自然因素，塑造成的形象沟通内外和大小环境，将具体的形作为一种表达情形和意蕴知觉的手段，为整个设计增加魅力因素，如中国文化中有特殊含义的梅、兰、竹、菊等自然纹样，我们从造型风格中可体味到与我们相近的东西，那种对美好生活的向往和古朴、纯净的美，西方人往往是难以尽数由衷。近年来，设计界弥漫着一种“回家”的渴望，这股“自然风”针对于现代设计对标准化、机械化的极端追求，人们又发现自己置身于一个陌生而又毫无人情的环境之中，生活不富有生命力的和充满变化的，仅仅只是沉没于平面化的单调中。作为设计师以艺术家的身份融合高科技和人们感情需要，设计要体现协调人的理智和情感，给人以“回归”、“回家”之亲切感，因此造型朴素、符合自然生态规律的设计正好与信息时代的潮流不谋而合，这种以返璞归真的设计潮流使以人为本的设计理念有了更深刻的内涵。

七、中西融合兼收并蓄

努力发扬两种文化优良成分并加以锻炼融合，以求创造出适合信息时代所需的文化理念。运用到服装设计中，吸取中国传统文化中的意境以及它的表现手法，融西方文明中的比例法则、立体观、理性思维方式，这样可以互相为“用”同时面向自然，面向生活，面向当代，面向未来。

对于我国来说，目前正处于工业文明和信息文明甚至农业文明并存的时代，我们仍然需要发展经济建设，现代工业文明的讲究实效、增强科学技术的理性主义和现代主义艺术、追求功能美等观念对于我国时装业的发展有很重要的借鉴作用。

结论

时代艺术设计在处理中西文化关系上应当坚持中西融合，反对任何形式的文化保守主义和文化虚无主义，努力发扬两种文化优良成分并加以锻炼融合，以求创造出适合信息时代所需要的文化理念。

仿生造型设计是以自然界的一切东西作为参考资料，加以提炼成为可以应用到服装上，成为美丽动人的衣装，为人类的服装文明史更添精彩，也是符合社会大众，符合社会潮流的发展，比较贴切消费者的心理，依赖于传统文化的渊源和精湛的工艺艺术的完美协调工业技术支撑，才能做到推陈出新和迎合社会大众的文化心态。

参考文献：

[1]施赖贝尔.羞耻心的文化史.北京：三联书店,1988

[2]oichiAoki.Fruits—TokyoStreetFashion.2001

仿生学论文范文篇6

论文摘要：在语文教学中，激发学生学习的兴趣，培养他们乐于思考的良好习惯；实施民主教学，让学生成为学习语文的主人；引导学生学会运用多种想像和联想；把课内学习与课外活动有机地结合起来。使学生的创新意识通过教学实践而真正转化为创新能力。

《语文课程标准》明确提出：在教学过程中，要“努力开拓学生的视野，注重培养创新精神。”因此。培养学生的创新能力势在必行。

一、激发兴趣，让学生养成“乐”于思考的良好习惯

“兴趣是最好的老师”，是学习语文的内在动力，浓厚的兴趣是促成创新成果产生的前提和保证。在授课时，教师要转变教学观念，不能一味地传授知识，自己唱“独角戏”，应当在教学中运用启发式、讨论式教学，精心设计提问，充分调动起学生学习的积极性，培养他们学习的兴趣。在课堂上，积极引导学生主动去思考，教会学生真正抓住文章的疑点“援疑质理”，这样才能激起学生创新思想的火花，激发他们求知的欲望，让他们在愉快的心境中获得新知，提高分析问题和解决问题的能力。

二、实施民主教学，让学生真正成为学习语文的主人

明确学生是课堂的主人，是教学的出发点和归宿。在课堂上，我们不妨把说话的权利让给学生，把黑板的一块让给学生。实践证明，让学生参与教学活动，一方面能培养学生的实践能力，另一方面能鼓励学生大胆质疑争辩。学生一旦参与教学活动，就能给课堂带来极大的活力。学生创新能力的获得首先在于其自主精神得到尊重和爱护，真正成为学习的主人，而教师的主导作用也只有在民主的氛围中才能发挥得更充分、更有效。

实施民主教学，要允许多种答案并存，教师不能搞“一言堂”。一个问题往往不止一种答案。从不同方面、不同角度思考，答案很可能不尽相同，正所谓“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”、“条条大道通罗马”。因此，在教学中，有不少问题完全可以允许多种答案并存，否则，就可能使学生的创新思想受到禁锢。

三、坚持鼓励为主的原则，培养学生学习的自信心

教师在指导学生阅读文章时，要鼓励他们多动脑筋，从各个方面、各个角度提出疑难问题。培养学生质疑的习惯，目的是培养学生发现问题、提出问题的能力，教师应消除学生提问题的疑虑，坚持以鼓励、表扬为主。教学实践证明，学生是善于提出自己的疑惑的，也是能分析判断解决问题的。教师不顾学生对某一问题懂不懂，一味地讲，是对学生的能力缺乏正确的估计，是对学生思维发展的一种压抑。教师鼓励学生质疑，课堂上就会出现“百花齐放，百家争鸣”的局面。

鼓励发表异议。求异创新是一种广开思路、不依常规、寻求变异、多方思考、探求解决问题新途径的创造性思维方式，多端、变异、独创是他的主要特征。我们在教学中，要鼓励学生各抒己见，尤其应鼓励发表与众不同的见解。鼓励学生开动动脑，敢于提出异议，不迷信权威，不迷信书本和老师。

四、悉心引导，让学生学会运用多种想像和联想

爱因斯坦曾经说过：“想像力比知识更重要。因为知识是有限的。而想像力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”从这段话中我们可以领悟到：一个人的知识是静止的、封闭的和有限的，而想像力是运动的、开放的和无限的。因此，教师要想方设法教会学生运用假设想像、补充想像、超前想像、比拟想像等多种想像，使学生的创造性思维火化越来越多地迸发出来。

“联想是从一个事物想到另一个事物的能力。是侧向思维的一种形式”，是发展创造性思维的一种重要手段。教师要引导学生学会运用接近联想、对比联想、类比联想、因果联想等联想形式，让学生打开思路，使思维向纵、横、逆等多向扩散，变单向的直线思维为多向的辐射思维，从而有可能创造出新的形象、新的思想来。

例如读了有关“仿生学”的文章，引导学生展开类比联想：从鱼鳃功能联想到制造类鱼鳃，人们戴上它就可以长期遨游海底：由蝙蝠夜间飞行发出超声波。联想到给盲人安上“超声波收发仪”。可以像常人一样行动自如……

五、课内与课外相结合，使学生的创新能力具有“源头活水”

大语文教育的观点是：“语文的外延与生活的外延相等”，“生活处处有语文”。因此，我们不但要重视课内学习，还要结合教材内容，广泛开展语文课外活动，让学生在课外活动中，开阔视野，丰富知识，增长见闻，培养他们的创新能力。

仿生学论文范文篇7

论文摘要：在语文教学中，激发学生学习的兴趣，培养他们乐于思考的良好习惯；实施民主教学，让学生成为学习语文的主人；引导学生学会运用多种想像和联想；把课内学习与课外活动有机地结合起来。使学生的创新意识通过教学实践而真正转化为创新能力。

《语文课程标准》明确提出：在教学过程中，要“努力开拓学生的视野，注重培养创新精神。”因此。培养学生的创新能力势在必行。

一、激发兴趣，让学生养成“乐”于思考的良好习惯

“兴趣是最好的老师”，是学习语文的内在动力，浓厚的兴趣是促成创新成果产生的前提和保证。在授课时，教师要转变教学观念，不能一味地传授知识，自己唱“独角戏”，应当在教学中运用启发式、讨论式教学，精心设计提问，充分调动起学生学习的积极性，培养他们学习的兴趣。在课堂上，积极引导学生主动去思考，教会学生真正抓住文章的疑点“援疑质理”，这样才能激起学生创新思想的火花，激发他们求知的欲望，让他们在愉快的心境中获得新知，提高分析问题和解决问题的能力。

二、实施民主教学，让学生真正成为学习语文的主人

明确学生是课堂的主人，是教学的出发点和归宿。在课堂上，我们不妨把说话的权利让给学生，把黑板的一块让给学生。实践证明，让学生参与教学活动，一方面能培养学生的实践能力，另一方面能鼓励学生大胆质疑争辩。学生一旦参与教学活动，就能给课堂带来极大的活力。学生创新能力的获得首先在于其自主精神得到尊重和爱护，真正成为学习的主人，而教师的主导作用也只有在民主的氛围中才能发挥得更充分、更有效。

实施民主教学，要允许多种答案并存，教师不能搞“一言堂”。一个问题往往不止一种答案。从不同方面、不同角度思考，答案很可能不尽相同，正所谓“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”、“条条大道通罗马”。因此，在教学中，有不少问题完全可以允许多种答案并存，否则，就可能使学生的创新思想受到禁锢。

三、坚持鼓励为主的原则，培养学生学习的自信心

教师在指导学生阅读文章时，要鼓励他们多动脑筋，从各个方面、各个角度提出疑难问题。培养学生质疑的习惯，目的是培养学生发现问题、提出问题的能力，教师应消除学生提问题的疑虑，坚持以鼓励、表扬为主。教学实践证明，学生是善于提出自己的疑惑的，也是能分析判断解决问题的。教师不顾学生对某一问题懂不懂，一味地讲，是对学生的能力缺乏正确的估计，是对学生思维发展的一种压抑。教师鼓励学生质疑，课堂上就会出现“百花齐放，百家争鸣”的局面。

鼓励发表异议。求异创新是一种广开思路、不依常规、寻求变异、多方思考、探求解决问题新途径的创造性思维方式，多端、变异、独创是他的主要特征。我们在教学中，要鼓励学生各抒己见，尤其应鼓励发表与众不同的见解。鼓励学生开动动脑，敢于提出异议，不迷信权威，不迷信书本和老师。

四、悉心引导，让学生学会运用多种想像和联想

爱因斯坦曾经说过：“想像力比知识更重要。因为知识是有限的。而想像力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”从这段话中我们可以领悟到：一个人的知识是静止的、封闭的和有限的，而想像力是运动的、开放的和无限的。因此，教师要想方设法教会学生运用假设想像、补充想像、超前想像、比拟想像等多种想像，使学生的创造性思维火化越来越多地迸发出来。

“联想是从一个事物想到另一个事物的能力。是侧向思维的一种形式”，是发展创造性思维的一种重要手段。教师要引导学生学会运用接近联想、对比联想、类比联想、因果联想等联想形式，让学生打开思路，使思维向纵、横、逆等多向扩散，变单向的直线思维为多向的辐射思维，从而有可能创造出新的形象、新的思想来。

例如读了有关“仿生学”的文章，引导学生展开类比联想：从鱼鳃功能联想到制造类鱼鳃，人们戴上它就可以长期遨游海底：由蝙蝠夜间飞行发出超声波。联想到给盲人安上“超声波收发仪”。可以像常人一样行动自如……

五、课内与课外相结合，使学生的创新能力具有“源头活水”

大语文教育的观点是：“语文的外延与生活的外延相等”，“生活处处有语文”。因此，我们不但要重视课内学习，还要结合教材内容，广泛开展语文课外活动，让学生在课外活动中，开阔视野，丰富知识，增长见闻，培养他们的创新能力。

仿生学论文范文篇8

近年来，教育部、中国科协等部门先后推出包括《高等学校哲学社会科学“走出去”计划》《中国学术期刊国际影响力提升计划》等政策。实施学术期刊国际化，我们要明确什么是学术期刊的国际化。朱大明认为学术期刊国际化的实质是期刊发表的论文及其学术交流和影响力的国际化。除了出版语言的国际化，认为学术期刊国际化还应包括编委构成、审稿流程及管理的国际化，编排、编校标准的国际化，甚至检索系统和发行的国际化等多个方面。并且，他应用国际论文篇数和国际引文频次来考评期刊在学术交流和影响力方面的国际化程度[3]。游苏宁认为，学术期刊国际化最重要的体现就是被本行业国际上最著名的专业数据库收录[4]，这是学术期刊在国际上的学术影响力的反映。杨志华认为国际化的学术期刊是指期刊的载文、评审、编辑、出版和发行都不局限于本土，而是拥有来自多个国家的编委、作者、审稿者和读者，在国际学术交流中体现重要价值，具有较高的国际影响力[5]。分析已有的研究发现，学术期刊的国际化可以将其分成形式国际化和内容国际化两个方面。如前所述，形式国际化包括国际化的编委、国际化的作者群，或者审稿人的国际化以及期刊管理、编排系统等的国际化。而内容上的国际化，是指期刊刊发的文章达到一定的学术认可度，或站在该研究领域的前沿，能够获得较高的国际被引量，被国际知名检索系统转载或收录。形式和内容并不是孤立的，只有结合恰当的形式，才能确保内容易于被国际认可；同时，内容是领域前沿，没有形式的国际化，要想走向国际也并不容易。

2学术期刊国际化的必要性

经济全球化的浪潮席卷而来，不同地域、不同语种的人们的交流、融合是大势所趋。对学术研究而言，发表研究成果并不是一项研究的结束，而是通过研究文章让更多的人了解自己的研究成果，以增进学术交流，让不同的思想碰撞出火花，进一步助推人类科技研究的进步。同时，当前学术出版的发展使我们不得不国际化。董策等提出被“国际化”的问题[6]。近年来，国际出版品牌与本土学术出版竞争日益激烈，从抢夺订阅市场到抢夺中国优质稿源，导致大量优秀成果外流。SCI、EI等是国际上有重要影响的检索系统，目前很多高校和科研机构将在这些检索系统收录的学术期刊上发文作为职称评定的主要参考。在这种形势下，我国很多优秀的研究成果纷纷投向被这些检索系统收录的海外期刊，国内的研究人员想要查看这部分内容，甚至还要支付检索费用。可以说学术期刊的发展面临着“内忧”和“外患”双重压力，学术期刊国际化势在必行。这就要求国内的学术期刊走出国门，突破语言限制，将国内学者的研究成果推向世界，融入国际的学术交流。

3面向国际化的学术期刊分类

一般可以将学术期刊分为科技类学术期刊和人文类学术期刊。饶宗政等提出期刊的金字塔结构，认为理想的期刊金字塔结构模型是：塔尖是占5%的权威期刊，塔顶第二层是占15%的核心期刊，塔基是占80%的普通期刊[7]。且通过对照武汉大学中国科学评价研究中心（RCCSE）研发的《中国学术期刊评价研究报告》（2011—2012）和北大《中文核心期刊目录总览》（2011）所划分的学术期刊级别验证了该模型。为了便于提出学术期刊国际化的实施策略，借鉴饶宗政等的期刊分类模式，本文根据学术期刊在其研究领域所处的水平，将学术期刊进行以下分类。3.1科技类学术期刊的分类。（1）领先性学术期刊这类学术期刊报道的内容是学科前沿、前瞻性成果。《仿生工程学报》（JournalofBionicEngineering）创刊于2004年，由教育部主管、吉林大学主办的以工程仿生学科为特色的国际性英文学术期刊。从2007年起被美国科学引文索引SCI收录[8]，成为短时间内期刊国际化建设的典范。现已被国际检索系统SCI、EI、AJ、CSA收录。据汤森路透的《2010年SCI期刊引证报告》显示，该刊2010年的SCI影响因子IF为1.032，这标志着国际工程仿生领域唯一学术类英文专业期刊SCI影响因子成功破1。《细胞研究》（CellResearch）由中国科学院主管、中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所主办，中国科学院上海生命科学信息中心承办。其首任主编姚錱院士在创刊之初就确定了国际化的办刊方向，并在2006年开始与国际著名出版集团自然出版集团（NPG）合作推行海外发行。2013年，该刊实现中国学术期刊影响因子超过10的历史性的突破，并于2015年提升到12.413[9]。标志着《细胞研究》已确立其在国际分子与细胞生物学领域权威优秀期刊的地位。这部分学术期刊是我国学术期刊中的佼佼者，其刊载的论文是该领域最优秀的文章，代表着该领域研究的最高水平，不仅在国内同类期刊中处于领军位置，并且在国外有一定的影响力，被国外著名的文献库收录。（2）同步性学术期刊应该说我国有相当一部分科学研究处于国际先进水平的行列，报道这些研究领域的期刊同样处于与国际同类期刊比肩的水平上，可以称其为同步性科技期刊。《生物化学与生物物理学报》（ActaBiachimicaetBiophysicaSinica）创刊于1958年，由中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所主办，是我国生命科学领域最有影响力的学术期刊之一，也是国内最早被SCIE收录的期刊之一，得到国家自然科学基金委“重点学术期刊专项基金”资助。从2004年起该刊已改为全英文月刊，目前已被包括SCIE，BA，CA，MEDLINE等在内的多个国际和国内主要数据库和检索机构收录[10]。《中国药理学报》（ActaPharmacologicaSinica）是药理及其邻近学科的国内带头刊物。在根据期刊影响因子排名的世界著名药理及药学核心期刊群内，该刊是唯一的中国期刊，已被SCI收录，是美国CurrentContents旗下LifeSciences选录的两种中国期刊之一，同时被10余种国际著名检索系统收录，还被我国几乎所有医药检索工具录用[11]。此外，《光学学报》（ActaOpticaSinica）、《中识蕴国激光》（ChineseJournalofLasers）等众多期刊也都是我国光学、激光学等研究领域的顶级期刊，在国内处于同类期刊前列，在国际上有一定影响，已被EI、CA、INSPEC、Scopus等收录[12][13]。（3）跟随性学术期刊这部分学术期刊刊发的研究内容普遍滞后于国际同类研究，当然这其中还有一部分科普类的学术期刊。3.2人文社科类学术期刊的分类。（1）权威性学术期刊《法学研究》《管理世界》《经济研究》《考古》《历史研究》《求是》《民族研究》《人口研究》《文艺研究》《中国社会学》等，是我国政治、经济、文化、法律、管理等学科领域的权威期刊，反映了我国学术研究和应用的核心成果。比如《管理世界》《经济研究》，我国经济管理动态，及时跟踪报道国家重大政策举措，如“一带一路”建设，我国新常态下的经济运行规律等问题，是报道和展示我国各领域经济、政策的窗口，对整个国家的政治稳定、经济发展、文化繁荣起着举足轻重的作用。（2）特色性学术期刊这部分期刊刊载的研究内容不是国际共同研究话题，虽不具有国际广泛的受众和关注，但是能够向世界展示中国特色，体现中国特色意识形态。在国际上的影响力不一定大，但是体现我们国家的历史、发展轨迹、政策及运行规律等，是我国文化“走出去”的有力展示窗口，笔者称其为“特色刊”。比如在人文社科领域的《人口与计划生育》，它是一本计划生育工作理论刊物，其融政策指导与理论研究为一体，研究分析当前计划生育工作的新情况、新问题，发表阐述我国人口与计划生育问题的学术性文章。《中国计划生育学杂志》，它是全国唯一集计划生育科技管理与专业技术于一体的部级综合性指导类学术期刊。该刊积极宣传党和国家的计划生育科技方针政策、报道我国计划生育科技工作的新思路和新方法，为我国计划生育科研人员开展学术交流和技术培训提供了良好的平台[14]。这两种期刊是我国计划生育政策、人口发展规律的有效展示窗口。（3）其他人文类学术期刊大多人文类学术期刊都属于这一类，位于饶宗政等提出的金字塔的塔基。

仿生学论文范文篇9

关键词:太极；图书；智慧；物理学；重建

导言:事关物理学的两个问题

问题一:美国物理学家惠勒教授，于1981年10月，应邀到北京、合肥、上海等地讲学，系列的演讲集为《物理学和质朴性》一书。书中记载了惠勒教授对现代物理学下出的这样一个结论:“物理学的基础结构注定要坍塌，并将重建在一个新的基础之上。”物理学的基础结构为什么会坍塌?这是西方物理学界众所周知的问题，本文不做展开讨论。

问题二:中国文化源头的太极图为什么会出现在惠勒演讲集的第一页?为什么惠勒每一次演讲时都会谈到，玻尔同样崇尚太极图，并把阴阳视为并协原理的先河?太极内涵为何，外延为何?为什么会赢得两大物理学家的敬重?这一问题并不是物理学界众所周知的问题。本文试图从天文历法、宇宙演化、中国哲学、文化基础四大方面入手，解释太极的内涵与外延，目的是希望为物理学重建找出坚实的理论基础。当然，本文的重点在于太极的理论基础，而不是物理学重建本身。

美国理论物理学家卡普拉(FritjofCapra)说:“我觉得东方的思想家对一切已经了然，如果能够将他们的答案翻译成我们听得懂的语言，那么所有的问题就有解答了。”

一、历法中的太极

天文学是中华民族的第一学，历法是中华民族的第一法。有文字，天文历法是用文字表达的。文字之前，天文历法是用抽象符号表达的。太极、图书(河图、洛书)、八卦，都是文字之前的抽象符号。几组抽象符号可以融为一个整体，太极处于核心地位。这里的讨论以太极为主，必要时也会涉及图书、八卦。

太极，在历法中的第一重意思表示的是周日与周岁的阴阳转换。周日的阴阳是无限循环的昼夜，周岁的阴阳是无限循环的寒暑。昼夜，由日往月来所决定。寒暑，由太阳视运动在南北回归线之间的往来所决定。

历法中的太极，解答了这样几大问题:

1.确定了一阴一阳的无限循环。昼夜亦阴阳，寒暑亦阴阳，阳尽阴来，阴尽阳来，阴阳的基本特征是无限循环。

2.确定了阴阳两极。周日之中，阳极在日中，阴极在夜半。周岁之中，阳极在日影最短点(夏至)，阴极在日影最长点(冬至)。阴阳两极可以用12地支的子午两支来表达。阴极在子，阳极在午。昼夜寒暑，一阴一阳，规律地循环在两极之间。螺旋，是循环往来的运动形式。洛书中的奇偶之数连线可以证明这一点。

3.确定了时令四点与天文三线。时令四点为冬至、夏至、春分、秋分。冬至，太阳视运动至(止)于南回归线；夏至，太阳视运动至(止)于北回归线。春分、秋分，太阳视运动相交于赤道线。冬至、夏至为阴阳两极点，春分、秋分为阴阳平分点。太阳视运动无限循环在天文三线、时令四点之间。

4.确定了阴阳转换的大小周期。日往月来，为周日阴阳转换之小周期。寒往暑来，为周岁阴阳转换之大周期。

小周期，被归纳在12时辰之中。12时辰用12地支(子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥)来表达。周日小周期，一日一循环。一日如此，日日如此。大周期的数据规律性地变化在365—366天之间。《周髀算经》:“三百六十五日者三，三百六十六日者一。”立杆测影，日影数据变化的规律为四年之中三年为365天，一年366天。准确地说，太阳在南北回归线之间往来的大周期为1461日。

5.确定了岁、月、日的时间单位。“阴阳之义配日月。”《周易•系辞上》这一论断指出，阴阳观念首先是从日月出发的。“故月与日合，为一月。日复日，为一日。日复星，为一岁。”《周髀算经•日月历法》告诉世人，岁、月、日这三大时间单位是按照日、月、星的对应关系确定出来的。

6.确定了阴阳转换的三大基本形式。无限循环，圆周运动，不匀速，是阴阳转换的三大基本形式。阴阳转换，无限循环。无限循环，轨迹为椭圆。这里不存在直线运动。365—366天，这两个数据说明，椭圆的运动不是匀速运动而是不匀速运动。椭圆中应该有一阴一阳两个点，而不是一个焦点。

7.确定了时空物三位一体的时空观。日行一度，历中一天。太阳周天365—366度，回归年365—366天。度论空间，天论时间。时间空间，上关乎天文，下关乎万物。

万物生长靠太阳，太阳视运动的周期决定着万物生命的周期。太阳回归年时间长度一分为四为春夏秋冬四时，一分为五为金木水火土五行，四时对应东西南北四方，五行对应东西南北中五方。万物生长在空间之中，万物随时间而变化。时间、空间一不远物，二不远人，这里的时空观为时空物三位一体的时空观。

8.确定了阴阳转换与气候转换的关系。阴阳两极的转换，决定着气候两分的转换。“一年分两截，两截分阴阳。”彝族十月太阳历，将太阳回归年的时间长度一分为二，前半年为阳，后半年为阴。苗族古历以冬至为阳旦，以夏至为阴旦。以冬至夏至为界，分出了阴阳两个半年——前半年为阳，后半年为阴。阳年，气候一步步变暖。阴年，气候一步步变寒。一年阴阳两分，可以在中午日影最长与最短两点这里得到实证。

太阳回归年的时间长度一分为二，为阴阳两截；一分为四，为春夏秋冬四季；一分为五，为木火金土水五行；一分为十二，为十二月；一分为二十四，为二十四节气。阴阳转换所引起的气候变化，具有规律性与永恒性。

阴阳五行学说，是天文历法中出现的，首先是在十月太阳历中出现的。历法中的阴阳五行一可以重复，二可以实证，三可以测量，四可以定量。

9.揭示了阴阳转换与万物生命的关系。阴阳转换、气候转换决定着万物的生命。

周日之阴阳决定着万物的动静。牵牛花昼而开夜而闭，公鸡晨而鸣夜而息。万物的动静，遵循着周日阴阳转换的规律。

周岁之阴阳，决定着万物的生长收藏，决定着“离离原上草，一岁一枯荣”。万物的生死，遵循着周岁阴阳转换的规律。

万物动静、生死之周期与阴阳之间的对应关系，可以用“间不容发”四字来形容。

二、宇宙演化中的太极

宇宙演化中的太极，解答了这样几大问题:

1.确定了宇宙演化的起点。宇宙演化的起点在上帝，这是《圣经》的结论。宇宙演化的起点在太极，这是《周易》的结论。太极，有许多代名词，道、大一、一，均可以等同于太极。

2.确定了宇宙演化的形式。上帝说要有A，于是就有了A；上帝说要有B，于是就有了B。命令式，这是《圣经》中的宇宙演化形式。一分为二，二分为四，四分为八，八八六十四。阴阳分裂式，是《周易》中的宇宙演化形式。阴阳分裂而变，演化出了生气勃勃的繁华世界。

3.统一了六种世界。太极可以表达至大无外的宏观世界，可以表达至小无内的微观世界，宏观世界与微观世界在太极这里得到了统一。

太极可以表达无形的先天世界，可以表达有形的后天世界，先后天世界在太极这里得到了统一。

太极可以表达无气无血的物质世界，可以表达有气有血的生命世界，物质与生命两个世界在太极这里得到了统一。

4.揭示了运动所需要的多种力。太极，自动恒动。自动需要原动力，恒动需要恒动力，原动力与恒动力均源于太极体内的阴阳相推。

一阴一阳永不可分，这需要相互吸引力；一阴一阳永不重合，这需要相互排斥力。相互吸引力与相互排斥力均源于太极本身。

太极循环，需要旋转力；阴阳平衡，需要平衡力，旋转力与平衡力均源于太极本身。

5.揭示了万物的基本结构与基本成分。“万物负阴而抱阳。”太极所含有的一阴一阳，可以表达万物阴阳两种基本成分，可以表达万物阴阳两分的基本结构。

6.揭示了有形、无形两种因素的基本联系。世界有有形的一面，有无形的一面，例如人的形体与精神。人体通于天体，天体之中同样存在着有形、无形两种因素。阴有形阳无形，有形无形两种因素是密不可分的，太极将这两种因素完美地统一在了一起。

7.揭示了一阴一阳的对称关系。太极中的一阴一阳，大可以论宇宙，小可以论基本粒子，大宇宙与基本粒子内部均为对称的镜像关系，无论成分还是结构。

太极中的一阴一阳，既可以论天体，也可以论人体。天体与人体内部均为对称的镜像关系，无论成分还是结构。

8.揭示了一阴一阳的相互作用。相推、相摩、相荡，描述阴阳互动，《周易》使用了这三个动词。动，有多种形态；而相互作用，始终如一。

三、中国哲学中的太极

中国哲学中的太极，解答了这样几大问题:

1.确定了生生之源。有生生之物必有生生之源，先天之中的生生之源是阴阳二气，是阴阳二气相互作用演化出了天地。

后天之中的生生之源为天地水火，天地水火相互作用演化出了万物与男女。阴阳可以喻天地，可以喻水火，在万物的演化过程中，天地水火的作用一样都不能少。

2.确定了事物间的基本关系。太极内一分为二，外合二而一，事物间的基本关系，就此确立。

3.确定了事物间的平衡关系。阴阳之间的关系，是平衡关系。天地之间、人际之间、人体气血之间，均应该以阴阳平衡关系为基准。平衡为常态，偏颇为病态。和平，是《周易》治理天下的终极目标。以平为期，则是《黄帝内经》医病的终极目标。

4.确定了描述宇宙的奇偶之数。河图洛书、八卦用奇偶之数表达了文字之前的天文历法，表达了天体与人体。阴阳即奇偶，奇偶即阴阳。阳奇阴偶可以完美地描述宇宙。

5.确定了归纳与推理的两种基本方法。太极，是现实世界的归纳。太极，可以推理现实世界中的一切。归纳与推理，两种基本方法，始于太极。

6.确定了“以道论之”的思路与方法。论证问题，善不善、是不是、该不该，不能以“我”论之，应该站在生生之源的立场上去论。“一阴一阳之谓道。”太极即道，道即太极。早期中华大地上产生的一部部经典，一件件先进器具，均产生于“以道论之”的思路与方法之下。领先于世界的中华文明也正是产生于这一思路与方法之下。

四、文化基础中的阴阳

文化基础中的阴阳，奠定了各个学科的理论基础:

1.奠定了礼仪的理论基础。《礼记•礼运》:“是故夫礼，必本于大一，分而为天地，转而为阴阳，变而为四时。”

2.奠定了中医学的理论基础。《黄帝内经•素问•四气调神大论》:“故阴阳四时者，万物之终始也，死生之本也，逆之则灾害生，从之则苛疾不起。”阴阳学说，是中医文化的第一大基石。天地、日月、男女、气血、脏腑、经络、疾病，均是用阴阳学说统领的。

奠定了经络的理论基础。人体经络分阴分阳，阴六经阳六经，《黄帝内经》论经络，阴阳是论证经络的基础。

3.奠定了数理化的理论基础。阴阳学说，在中华大地上，奠定了各个学科的基础。

(1)数学。“观阴阳之裂变，总算术之根源。”刘徽在《九章算术•序》说，阴阳是算术的基础。

三角形。立竿测影，竿为股，影为勾，竿端与影端相连的斜线为弦，直角三角形就此成立。中华先贤在测影的过程中发现了直角三角形。

32+42=52，这个公式是在《周髀算经•商高定理》中出现的。商高说，大禹治水治天下时广泛运用了勾股定律。

(2)化学。《周易参同契》:“物无阴阳，违天背元。牝鸡自卵，其雏不全。夫何故乎，配合未连。”没有公鸡母鸡交配，有鸡蛋而无雏鸡。《周易参同契》用阴阳模型，解开了元素化合的秘密。在世界化学史中，《周易参同契》为奠基之作。

(3)物理学。前面已经谈到，以阴阳转换为基础时空观，是时空物一体、无限循环的时空观。

阴质阳力，不可分离的质力关系，就此确立。苗族文化解释阴阳，不但解释出了质与力，还解释出了结构。质力与结构，为一分为三、合三为一的统一体。

有生于无，无中生有；阴阳自动恒动，相互作用；阴阳永不重合，永不分离；阴阳圆周循环，对称平衡……

以上这些均相关于物理学。

4.奠定了音律的理论基础。“六律、六吕以合阴阳之声。阳声:黄钟、大簇、姑洗、蕤宾、夷则、无射。阴声:大吕、应钟、南吕、函钟、小吕、夹钟。”《周礼•春官》以阴阳论律吕，十二平均律是从阴阳出发的。十二平均律，今天仍然在使用。

5.奠定了仿生学的理论基础。阳奇阴偶，奇偶之数组成了河图洛书。阳奇阴偶，阴阳两爻组成了八卦。据彝族典籍《土鲁窦吉》(宇宙生化)记载，洛书表达的是十月太阳历，河图表达的是十二月阴阳合历。《周易》中的八卦，有无限的象征性，可以表达天体，可以表达人体，但首先表达的是四时八节与四面八方。《尸子》记载，八卦首先表达的是八节(立春立夏立秋立冬，春分秋分冬至夏至)。中华先贤以天文为坐标制定了历法，以天文为坐标创造了人文，仿生学于此诞生。和谐自然的哲理，诞生于此。天人合一的的哲理，诞生于此。

6.奠定了论技论术的理论基础。解牛之技论道，承蜩之技论道，剑术论道，棋技论道，品茶论道……构成中华文明的成果，无一不与道相关。

7.奠定了诸子的理论基础。一阴一阳合而为道。道，是先秦诸子论证问题的基本依据。儒家论礼，道家论德，兵家论兵，阴阳家论历，医家论医……诸子论证问题，无一不是以道论之。

结语:刀叉有刀叉的智慧，筷子有筷子的智慧，如果将两种文化背后的智慧加以融合，不但能解答当代一系列难题，而且能创造出利用自然、和谐自然的新文明。

参考文献

[1]惠勒演讲集:物理学和质朴性[M].方励之编.合肥:安徽科学技术出版社，1982.

[2]土鲁窦吉[M].王子国译.贵阳:贵州民族出版社，1998.

[3]中国彝族十月太阳历学术讨论论文集[M].昆明:云南民族出版社，1995.

[4]吴心源.苗族古历[M].北京:民族出版社，2007.

[5]李维宝等.云南少数民族历法研究[M].昆明:云南科技出版社，1999.

[6]周易[M].苏勇点校.北京:北京大学出版社，1989.

仿生学论文范文篇10

论文摘要：笔者从语文教材、语文课堂教学以及语文综合活动三方面的教育资源进行讨论，指出语文教学资源的合理使用不仅有利于提高学生对科学知识兴趣和求知欲，更有利于提升了学生的科学素养和学习科学的能力。

一、语文教材是科学教育的丰富资源

1、把握人物精神魅力，培养科学情感。

新的教材中就有很多课文是介绍科学家或科学类文章中的人物的，如《科学“怪人”》《装满昆虫的衣袋》，引领学生通过课文内容的学习、感悟，体会科学类课文中人物丰富的内心世界，精神实质，是进行科学教育的重要任务。把握科学家精神魅力不仅有助于学生深刻理解课文内容，更能促使学生的情感得以升华涤荡，形成景仰、羡慕的理性情感，从而使爱科学、学科学、用科学行为得以内化。

2、学习科学知识，激发科学兴趣。

在我们的语文教材中，有很多介绍科学知识的内容。有介绍生存环境环保方面知识的；有介绍文物知识的；有介绍动物知识的；有介绍发明创造的；有介绍现代科技知识的；有介绍仿生学的……可以说各种科学知识应有尽有，简直就是一本科学的百科全书。这些知识的获得，大大丰富了学生的知识面，浓郁了科学底蕴。更重要的是激发了学生对科学知识浓厚的兴趣，对科学知识产生强烈的求知欲，希望获得更多的知识。

二、语文课堂教学是科学教育的资源宝库

1、培养问题意识

一切发明创造都起源于“问”，没有“问”，就没有发明；没有“问”，就没有创造。所以要让学生掌握科学的思维方法最首要的是要让学生学会提出问题，具有强烈的问题意识和提出问题的能力。因此在语文教学中，我总是让学生提问，让他们带着问题进课堂，带着问题出课堂，培养提问的习惯，学习提问的方法，提高提问的能力，为他们今后学习更多的科学知识打下坚实的基础。

2、倡导合作学习，重视群体探究

我们所说的群体探究不是竞赛场，不是单一片面的认识，不是独生子女的惟我独尊，而是孩子们互相切磋、互相学习的环境，是独立自主，互相尊重的性格养成。因而，在语文教学中，我们要自觉运用新课程理念，积极倡导合作探究，培养学生们这方面的能力。

3、培养学生的想象和创新能力

可以这么说想象和创新是科学素质的核心，因此我们在教学中要利用语文课文中的有关内容培养学生的想象和创新能力。《明天的太阳城》是一篇科学幻想的文章，在教学时，我不仅要学生理解太阳能在今后的生活中发挥的巨大作用，还要他们根据自己的知识和经验大胆发挥想象，“明天的太阳城还会是怎样的，”同学们通过想象，还说出了很多种太阳能在其他方面的用途，如在种植蔬菜方面的，在制造火箭方面的，这些想法也许是不成熟的，但只要能想象出来，就有一天一定能实现的。学完课文后我又要求仿照这篇课文写一篇想象作文《我们未来的生活》，很多同学都写到了，由于未来科技的高速发展，我们都运用上了高科技的产品，衣服是能冷暖控制的，颜色和式样多变的。食品的概念没有了，替代它的是高能量的营养素等等。习作的完成反映了学生头脑中的丰富的想象和创新潜力，长此训练下去，我们的学生将会是一个个充满幻想，充满好奇的孩子，那未来的科学家说不定就在他们中间了。

三、语文综合活动是科学教育的有效途径

在教学中我们可以根据我们所处的环境和周边的自然资源，结合语文教学的特点有针对地开展各种课外科学活动，提高学生的科学能力。

1、利用家庭优势，进行小饲养

学校地处江南水乡，有着良好的家庭饲养氛围和成功经验，我们要求学生在课外进行家庭饲养，可以是几个同学合作饲养，也可以单独饲养。在饲养的过程中要求学生细心观察，认真写下观察日记，进行改变温度、营养等外界条件的小实验，撰写家庭饲养报告等。这一活动的开展，养成了学生认真细心观察事物的科学态度，大胆创新的精神，还培养了学生持之以恒的毅力，同时又提高了他们的写作能力。

2、利用科技企业，进行参观访问

我们的学校地处常州新区，经济比较发达，乡村企业和副产品占主导地位。仅我们学校周围就有大型化工机械厂、草莓、葡萄种植基地、蔬菜大棚种植基地等先进企业，利用这一优势教育资源，我们组织学生去参观工厂先进的科学化设备和加工流程，访问从事科学生产活动的先进人物，使他们亲眼目睹科学技术在工农业生产中所起的巨大作用，深切感受“科学是第一生产力”的内涵。参观后，让学生组织讨论，交流心得体会，让他们在活动中激发自己学习科学知识的兴趣，增强他们的科技意识。

3、利用自然环境，进行调查研究