仿生学方法实施

仿生学方法实施（通用13篇）

仿生学方法实施 篇1

一、教学改革计划

1.卫生学授课通过多媒体教学、案例分析、课堂讨论、实验操作、综合性实验设计等多种教学手段，将卫生学的理论知识与工作实际紧密结合起来，提高临床医学生对预防医学的认识。

2.通过多媒体教学，将相关图片、音像资料直接引入课堂教学，使抽象的文字概念变得较为直观，有利于学生的记忆。

3.教学中加强互动。上课的前几分钟，采用提问的方法回顾上一次课的内容，引导学生回答和发言。提问式教学和互动式教学贯穿于课堂教学的始终，使学生变被动学习为主动学习，拟起到巩固知识、集中精力的良好教学效果。

4.通过案例分析，使书本上的理论更加接近于现实生活，激发学生的学习兴趣，以期收到满意效果。

5.充分利用信息技术及网络平台，及时了解本专业的学术进展，并收集最新发生的与预防医学有关的生活事件，经常更新教学案例，使教学内容跟得上学科最新发展的步伐，使课堂更加具有生动性和趣味性，便于学生对枯燥理论知识的理解与掌握。

二、实施情况

1.采用案例式、提问式、讨论式等多种教学方法，实现师生互动，调动学生思维，培养学生获取知识能力。

2.采用现代教学手段辅助教学，激发学生学习的主动性；采用理论与实验教学相结合，加强训练式与实践式教学方法，使学生更深刻地掌握理论重点及难点。

3.每次理论课后，留思考题，给学生思考的空间，锻炼学生查阅文献资料的能力。

4.每次实验课后，必须书写实验报告或分析报告，由任课教师逐个进行批改，并进行评分，下次课前教师针对作业中暴露的主要问题进行重点讲解和点评。

儿少与妇幼保健教研室

仿生学方法实施 篇2

建构主义强调学习的主动建构性、社会互动性和情境性, 网络作为一种开放的信息环境, 比传统教学环境更能支持灵活开放的探究活动, 支持师生之间、学生之间以及学校与社区之间的多向互动, 有利于协作探究学习的实现。以往教学中, 受信息技术硬件及师生教改意识所限, 教师无法给予学生更灵活、更感兴趣、更具创造力的探究空间, 从而无法体现探究学习的乐趣以及在培养学生科学素养上的优越性。笔者通过高中生物《稳态与环境》中的“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”这一探究活动的实施, 大力促进了学生学习兴趣和探究能力的提高, 也迈出了课程改革的可喜一步。

二、网络协作探究学习的活动流程

1.因校制宜, 确立个性化的活动目标

探究学习的一条重要原则, 是要有恰当的学习目标定向, 以保证协作探究活动不只是形式上的“热闹”, 而是能够达到实质性的学习效果。我们必须结合具体高中生物学科内容, 明确探究活动旨在达成哪些知识与技能目标, 哪些能力与方法目标, 哪些情感态度与价值观目标。

我校是一所省级重点高中, 学生学习基础较好, 电脑技术也熟练。基于本校学生的优势, 我们对教材中对“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”教学目标的设定, 进行了适当的调整, 设定目标如下:

(1) 搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料, 举例说明利用神经调节原理的仿生学在本地生产实践中的应用。

(2) 提高利用网络获取知识的能力, 学会收集和处理信息的方法;学会撰写文献综述, 并能自制多媒体演示文稿展示自己的研究成果。

(3) 在查找过程中体验合作与分享, 增强对自然和社会的责任感, 形成正确的世界观和价值观。

2.先期辅导, 拓展信息获取能力

网络在人们获取信息的过程中占据了非常重要的位置, 使用网络搜索资料, 并制作多媒体演示文稿进行交流学习已经成为一项基本技能。但网络上信息繁杂, 科学与不科学的信息鱼目混珠, 如“仿生学”一项搜索就有大量的资源。为了体现教师一定的指导作用, 帮助学生提高搜索效率及正确性, 在学生开展网络搜索之前, 教师应进行一定的背景资料介绍, 并举例说明可供参考资料的范围及特点, 避免信息失真。例如, 仿生学的概念、起源、包括的范围等。

资料搜集通常有两种方法:登陆专业网站, 如中国仿生社会学网、北京自然博物馆等, 或利用搜索引擎, 如谷歌、百度等。很多搜索引擎允许用逻辑运算符来缩小范围, 在关键词前插入“+”, 表示在反馈结果时需要此条件;在关键词前插入“-”, 表示在反馈结果时排除此条件。例如, “……+仿生学+军事”表示返回的网页内容中包含关键词“仿生学”和“军事”。搜集资料的时候, 养成资料分类保存的习惯非常重要, 便于到时查找。

3.实施活动, 唤醒合作探究意识

实施网络探究活动一般流程包括:确定子课题→创建文件夹→搜集资料→建立多媒体素材库→撰写文献综述→制作多媒体演示文稿并进行交流。针对“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”这一课题, 具体操作如下:

首先, 确定子课题。教师要帮助学生根据自己的兴趣选择一个子课题, 然后教师再根据选题情况对学生进行分组。例如, 工业领域、农业领域、军事领域等。

其次, 创建文件夹。学生在自己的电脑上首先创建一系列文件夹, 如“仿生学习资料”, 然后在其内部继续创建一系列子文件, 如“航天领域”, 在“航天领域”文件夹内再细分为“素材”文件夹和“演示文稿”文件夹, 在“素材”文件夹内再建立“文字”“图片”“动画”“声音”“其他”等文件夹, 这样便于搜集到的资料进行分类管理。

第三, 搜集资料 (见上述) 。

第四, 对资料进行分析讨论, 确立观点, 撰写文献综述。文献综述一般都包含以下四部分:即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲, 再根据提纲进行撰写加工。

第五, 制作多媒体演示文稿并进行交流。小组成员根据文献综述, 调用资源库中的多媒体资料, 使用powerpoint等软件制作成汇报材料, 用于学生之间的交流学习。演示文稿至少应包括以下内容:如什么是仿生学, 仿生学在××领域应用的实例, 仿生学研究的前景, 等等。制作过程中尽量发挥计算机的优势, 使用图片、动画、声音等多媒体素材, 使演示文稿更加生动、易懂。完成以后, 向全班学生展示自己的研究成果, 也可以将自己的演示文稿发布到论坛与个人空间上, 接受网友的点评。

三、网络协作探究学习活动实施的反思

1.以生带生, 提升网络技术

学生在高一时学习了信息技术这门课程以后, 虽然基本掌握了计算机的使用方法, 但是很多学生可能在使用的时候还会或多或少遇到一些问题。因此, 可以考虑在班级中挑选3～4名计算机水平较高的学生作技术指导, 帮助其他学生解决在搜索资料、制作多媒体课件的时候遇到的计算机技术问题。

2.信息共享, 减少机械重复

同一小组的学生通过分工合作, 将各网站搜索到的资料都存入共享的文件夹, 大家都可以调用, 不但资料更加丰富, 也减少了学生的重复劳动。

3.创设平台, 交流探究经验

在交流学习阶段, 学生利用自己搜索到的资料制成声形并茂的多媒体演示文稿, 在班级上交流。这样, 每一位学生除了学习到本子课题的知识, 还能从其他学生那里学到更多的生物学的知识。

4.学生主体, 激励主动参与

整个流程中, 学生在搜索过程中发现问题, 通过自己的努力解决问题, 从收集资料、完成报告、到制作多媒体演示文稿等一系列工作, 都由学生独立完成。这样, 真正实现教师是教学的设计者、指导者、促进者、组织者、伙伴和帮助者, 学生真正成为课堂的主体, 实现学生积极、主动、探究地学习。

四、结束语

高中生物学科网络协作探究学习, 是信息技术应用与生物科学教学配合相得益彰的教学内容, 是学生提高网络学习能力, 学会撰写文献综述, 掌握多媒体演示技能的一项重要的学科实践活动。通过这项活动的开展, 将学生的生物知识学习与信息时代紧密联系了起来, 提高了学生的知识获取与相互合作的能力, 笔者觉得这是生物教学课改的一个有力方向。

参考文献

[1]陈阅增.普通生物学[M].北京:高等教育出版社, 1997.

[2]吴庆余.基础生命科学[M].北京:高等教育出版社, 2002.

[3]吴襄珏.生理学大纲[M].北京:高等教育出版社, 1987.

仿生方法在产品设计中的应用分析 篇3

关键词：仿生方法；产品设计；应用分析

仿生设计是大自然給予我们的启示，仿生学提出的时间虽然并不长，但是他在产品设计中的应用却非常客观，在科研、生活很多方面都有应用。自然界中的很多生物进行优化是为了更好地适应自然界，而人类根据这些生物进行产品设计，不仅增加了产品的美观性，而且设计出的一些科研应用产品能够更好地适应社会的需要。

1 仿生法概述

仿生方法在产品设计中应用非常广泛，也是产品设计中新颖的设计理念。仿生设计学与旧有的仿生学成果运用不同，它主要是以自然界中万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象，有选择的在设计过程中应用这些特征原理进行的设计，同时又结合仿生学的研究成果，为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径，在某种意义上，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映^[1]。现实中很多产品的设计都是根据自然界中有趣的生命形态进行模仿，设计出新颖实用的生活用具或是其他方面的产品。这些仿生产品虽然结构看似简单，却具有较强的实用性。

2 仿生法对于产品设计的重要作用

仿生学在产品设计中的运用非常广泛，对于培养产品设计的新视角提供参考。仿生学遂与产品设计的重要作用主要体现在以下两个方面：（1）大自然中存在着众多的生命形态，这些生物不断地为更好地适应自然界的生存而优化自身，在不断地进化过程中，他们的形态、色彩都有了很多变化，让世人为之美丽而惊叹。同样，这样美丽的变身也给产品设计师们更多设计的灵感，丰富了现代设计的结构。正如某位著名设计师说过“艺术设计的灵感应该来自自然界生命所体现的真理之中”。（2）仿生法运用到产品设计中符合现代人对于自然的追求心理。科技的发达，生活水平的提高，让很多人更倾向于自然，倾向于简单。利用仿生学对产品进行设计，这些产品大都是源于自然，迎合了人类追求自然的心理。其次，通过仿生学设计的产品外观更加可爱，幽默，对于高压环境中工作的人们是一种很好的放松方式，激起人们快乐积极地生活方式，同样也是对于珍爱生命的一种内在呼唤。

3 仿生法在产品设计中的应用

仿生学在产品设计中一般是通过对自然界中生物形态特征以及对信息处理方式的应用，但是产品设计过程中根据产品的不同特点或功能，仿生学的运用方法也有所不同。根据对这些仿生产品的研究和分析，可以将仿生法的运用大致分为以下几个方法：（1）通过仿生方法在产品设计中的逼真程度。根据这种产品中生物的逼真程度，可以分为抽象仿生和具象仿生。抽象仿生是对要模仿生物的形态特征进行概括，抓住生物的形神特征，在产品设计过程中围绕生物的主要特征采取的变形，这种抽象模仿的运用主要是体现产品的象征意义。具象仿生多用于儿童玩具的设计，通过根据生物的具体形态对产品进行设计，主要是凸显产品的可爱外观，为生活增添无穷的乐趣，缓解现代生活的压力。（2）按产品设计中被模仿的数量划分。这种划分方法可以分为单一生物体仿生和组合生物体仿生，这种划分方法很简单，单一生物体仿生就是在产品设计中之运用一种生物的形神特征或是其他的功能。而组合生物体仿生就是在一件产品设计中设计师的灵感来源于多种生物体，通过对多种生物体形态特征的整合运用到一种产品的设计中。（3）按照模仿生物体的形态进行划分。这种划分方法可以将仿生学分为动态仿生和静态仿生，静态仿生就是产品设计的灵感主要是来自于生物体在成熟稳定之后的形态。而动态仿生强调的是生物体的动态，即：通过利用某些生物生长或活动过程中的某一优美且合理的瞬间形态设计产品，其主要目的就是为了更好的体现产品的速度感和生命力，例如很多摩托车的造型看上去就像奔驰中的动物形态^[2]。（4）按照产品设计中对生物模仿的完整性划分。这种划分方法可以分为整体仿生和局部仿生，整体仿生就是在产品设计中利用生物体的整体形态进行产品设计，这也是仿生法在产品设计中比较常见的一类形式。局部仿生就是采用自然中生物的局部形态进行产品设计或者是在产品的局部运用仿生学。（5）按照仿生生物种类进行划分，根据这种划分方法可以将仿生学在产品设计中的运用分为五种，其一就是动物仿生，就是产品设计是根据动物的形态特征或者是动物的某种生理功能进行仿生设计。其二就是植物仿生，在自然界中植物的形态特征有很多种，植物的形态往往也是设计师灵感的来源。其三就是人物仿生，这种仿生设计主要是根据人们的劳动特征、肢体语言。其四是昆虫仿生，昆虫的很多特征和形态都是我们特别喜欢的，利用昆虫仿生进行产品设计可以吸引更多人的眼球。最后一种就是微生物的仿生，这种仿生设计在现实中运用比较少，仍需要进一步的研究。

4 仿生法在产品设计中的运用程序

仿生法在产品中的运用并不是随意的，它也需要有一定的运作程序，才能够保证产品设计的新颖性和实用性，针对仿生法在产品设计中的运用主要是经过一下程序完成。（1）保证仿生设计的可行性。进行仿生产品设计不仅是一种思维，而是要将思维变成实际存在的东西。所以设计师在确定要进行某一种产品设计时，应该先针对产品的可行性做市场调查，只有保证产品的实用性，设计的产品才会更有价值。（2）针对产品设计确定实施方法。进行仿生设计并不是一件简单的事情，它需要经过认真的思考，确定每一步需要做哪些工作。在产品设计中的需要解决的问题有：1）局部仿生与整体仿生的选用，2）确定模仿哪种类型的生物，3）具象仿生与抽象仿生的选择，4）可否采用动态仿生，5）有没有必要运用组合仿生^[3]。（3）对产品设计进行细化。产品的细化是对仿生这一思想在产品设计中的进一步完善，也是有效实现设计师设计意图，体现产品功能性特征的完善过程。（4）对产品进行评价。对产品进行评价是为了对产品的实际效果进行审查，及时发现设计过程中的不足并及时改正。在最后的评价中要采用多种评价方式相结合的方法，综合全面对产品进行评价。

5 结束语

仿生学设计是大自然给予我们的一种设计灵感，也是丰富设计师思维的一些素材。在产品中添加仿生设计，不仅可以带给我们更多方便实用的工具，还能够通过形象逼真、风格迥异的产品设计让我们贴近自然，缓解高压工作给我们带来的压力，让人们更加渴望走进自然，享受自然的馈赠。相信随着仿生方法在产品设计中的应用不断更新发展，仿生产品也会受到更多人的喜爱。

参考文献：

[1] 杨海生.海洋生物仿生设计在产品设计中的应用[J].艺术科技，2012（07）.

[2] 代菊英.产品设计中的仿生方法研究[D].南京航空航天大学，2010（06）.

[3] 丁西蓓.仿生发在产品设计中的应用[J].科技信息，2010（13）.

仿生学作文 篇4

仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，也就是向生界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。

人们还根据鲨鱼的皮肤发明了泳衣，根据电龟发明了伏特电池，根据鸟的飞翔发明了飞机。

我发现，此刻的科学技术很发达，根据许多动物的特点发明了古代人民意想不到的事物。此刻的科学技术真了不起!

在日常生活中我发现了许多问题。如：人为什么不能在天上飞?而鸟儿却能在天上飞?为什么人不能在水中生活?而鱼儿却能在水中生活呢?水总有一天会干的，那该怎样办?生活中还有许多问题没有解决，期望能发明出更发达的事物。

我想发明一套带着翅膀的衣服。如果人们要去远一点儿的地方，走着太累，也不想坐车，就能够穿上这件衣服，飞到想去的地方。我还想发明一个有特异功能的隐形面具，上头有眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵、带上这个面具，就能够在水中自由自在的玩耍。

仿生学作文 篇5

我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。透过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。

法国科学家郎之万研究海豚的“回声定位”成功利用超声波反舰艇。用一个超声波发生器，向水中发出超声波后，如果遇到目标便反射回来，由射的性质来探测水下接收器收到。根据接收回波的时间间隔和方位，便可测出目标的方位和距离。人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果，曾使人们为之惊叹不已。

苍蝇，是细菌的传播者，谁都厌恶它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由3000多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头能够制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和超多复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。

还有根据野猪在毒气战中幸存研究野猪鼻子发明了防毒面具，根据蜘蛛丝的韧性发明了防弹衣……显示了人类的聪明智慧和才能。

神奇仿生学作文 篇6

神奇仿生学作文

大庆万宝学校初一(1)班 史雨川

人类模仿自然，制造出了给人类带来方便的发明物，这门学问叫做仿生学。

鸡蛋就是一个很好的例子。鸡蛋的壳受力均匀，人们仿照它的形状，建造了很多轻便、省料的建筑，这种结构称为薄壳结构，如悉尼歌剧院的造型。

聪明的科学家们根据蝙蝠口里发出的超声波发明了雷达;根据贝壳坚硬的外壳发明了坦克;根据袋鼠跳跃行走发明了越野汽车。

最初的载人飞机，经常机毁人亡，这是为什么呢?科学家们再次运用他们聪明的头脑，研究了蜻蜓。他们想：这个小东西的翅膀很薄，为什么能够迎风飞行还能进退自如呢?原来它们的翅膀两端各有一个小黑点来保持平衡。因此，科学家们对飞机的机翼进行了改造。果然，效果理想。

还有一个例子，瑞典的.一个工程师，每次外出回来，都要给家里的狗清理身上的苍耳，他就问自己：“为什么苍耳可以挂在动物身上，甚至人的衣服上呢?”于是，他像所有科学家一样反复研究，他发现，苍耳表面长满了倒勾，如果粘上它，就很难摘下。由此，这个工程师发明了尼龙粘扣。

仿生复眼系统标定及测量方法研究 篇7

随着社会的发展,不同领域对计算机视觉技术提出了越来越高的要求,机器人探测系统、智能武器识别系统、微型飞行器导航系统等技术领域需要一个重量轻、体积小、视场大而且能快速捕获运动目标的视觉系统。因此为满足现代社会的需求,如何实现视觉检测系统小型化、高灵敏度,成为研究的热点。近年来,随着仿生学、微光学和微纳加工技术等学科的发展,科学家根据昆虫复眼的启示提出了人工仿生复眼光学系统的概念。由于仿生复眼具有多个子眼对同一目标物成像、子眼曲面分布和在同一个图像传感器成像等结构特点,因此在实现近景三维探测和高速运动目标跟踪、超分辨率重构等任务的同时满足了器件小型化、大视场的要求。仿生复眼在工业检测、医疗、导航、军事等领域有重大的潜在价值。

目前,国内外有众多学者和研究机构对仿生复眼进行了大量的研究。2004年,加拿大York University的Krishnasamy研了一种“蜻蜓眼”[1,2],子眼通道采用透镜?光纤束结构,成功地实现了将球面上的子眼图像传导在平面探测器上,该系统实现了目标物在二维平面的跟踪,结果显示误差在3.5 mrad左右。2006年美国康斯坦丁大学的Bitsakos教授设计了一种八个子眼的复眼系统[3]并用于空间几何测量,在4?25 mm测量范围内测量不确定度为2%?20%。2009年,日本大阪大学的Ryoichi Horisaki和Tanida Jun研制出一种名为TOMBO[4,5]仿生系统,并应用于口腔牙龈检测。该系统在距离40 mm处对牙龈的测量相对误差为1%左右,在3.2 m处对平面物体的测量相对误差为18%。2011年,中国科学技术大学郭方和王克逸完成了簇眼成像多通道畸变的非线性标定[6],初步标定后的系统目标角度分辨力可达0.02°,目标定位精度可以控制在2%以内。2012年中国台湾国立彰化师范大学通过标定不同距离环境下仿生复眼灰度变化来测量物体的三维信息[7]。在155 mm到550 mm的范围内测量平均误差在2.41%左右。虽然上述研究实现了测量,但还存在成像模糊、测量环境要求较高、算法复杂等问题。

本文为了实现对近景目标物清晰成像且能快速、高精度的进行三维测量,按照一定的设计原则研发出一种复眼系统。并根据该复眼成像特点搭建了标定、测量系统。通过比较多种标定方法,探索出适合于本复眼系统的标定方法。针对边缘子眼光轴与CMOS不垂直等问题,建立了一种新型图像畸变数学模型,有效的提高了边缘子眼的标定精度。最后建立多子眼三维探测模型,通过比较双子眼的三维探测结果,探索了多子眼对三维测量的影响。

1 仿生复眼视觉系统

1.1 复眼系统的结构

本文设计的仿生复眼视觉系统如图1所示,主要由仿生复眼镜头、视场光阑、CMOS图像采集传感器等组成。复眼镜头有7个子眼,对各子眼进行如图2所示的编号,0表示中心子眼、1～6分别表示1～6号边缘子眼其均布在中心子眼周围,透镜材料选用透光性与加工性较好的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯),采用单点金刚石车削方式完成制造,外围采用法兰式装配。为了避免不同子眼间的光线串扰,使每个子眼只对自身视场范围内的物体成像,设计了阶梯式圆孔光阑并进行发蓝处理以防止光阑内部光线发生反射,影响成像质量。图像传感器采用像元尺寸为10.6 ×m?10.6 μ m,像素分辨力为1 024×1 024的CMOS图像传感。

1.2 复眼结构参数设计

为了实现近景三维测量任务,在设计复眼镜头时结构参数需要满足以下两个设计原则:

1) 保证重构无盲区,即空间任意点都至少能够通过两个子眼成像。在保证重构无盲区情况下各子眼的视场如图3所示。实际上图中区域4的部分可以通过四个子眼成像,区域3的部分可以通过三个子眼成像, 区域2的部分可以通过2个子眼成像,区域1的部分只能一个子眼成像。实际的复眼相机成像情况如图4所示,可发现各子眼物方视场与设计基本一致且几乎每个区域都能在3个子眼成像。

2) 保证一定的理论三维重构分辨力。现在考虑一个简化的情况,如图5所示。当物点从A移动到B时,像点从A?移动到B?时有:

当Δx为一个像素时ΔL表示径向分辨力,o,o?分别是中心子眼和边缘子眼的光心,f为边缘子眼的焦距,d为各子眼光心的距离,L是测量物距。可见增加f、d,减小L、Δx利于提高分辨力。本文所设计的复眼相机应用于近景测量,选取最佳测量物距为150 mm,当单层透镜成像视场角过大时,像点弥散斑增大,为保证成像质量相邻子眼光轴夹角选为10°。为保证成像无盲区,每个子眼视场角应该为20°。本系统的CMOS的尺寸为10 mm×10 mm,每个子像直径应不大于CMOS的三分之一,故:

其中h为子眼像的半高,综合各方因素本系统取复眼基底球面半径25 mm,L=150 mm,d=4.43 mm,f=6 mm。复眼相机的实物图如下图6所示。

2 仿生复眼标定

由于透镜像差以及机械加工装调等工艺的影响,参数实际值与设计值存在一定偏差,且在透镜成像过程中不可避免的存在非线性畸变现象。且这种畸变会随着入射光线与光轴之间角度的增大而增大,因此视觉系统的标定对测量来说是必不可少的。标定是通过已知的三维世界坐标系和探测到的二维图像坐标系的关系去恢复视觉系统的参数。复眼系统参数标定主要包括两组。首先是各个子眼的内外参标定。子眼内参标定包括子眼的焦距、光轴成像中心位置坐标、畸变因子等,子眼外参包括世界坐标系与子眼坐标系之间的相对位置关系。然后是各子眼间相互位置关系的标定。复眼相机的标定和普通相机相比主要有以下特征:

a) 子眼通光孔径小,需要背景光源;

b) 子眼物方视场小,需要合理设计靶标保证特征点数目;

c) 边缘子眼光轴与CCD不垂直,需要改变标定数学模型。

2.1 标定系统的搭建

为实现仿生复眼的标定,根据其特征搭建了如图7所示的平台。1是本文的仿生复眼相机,2是拥有30°俯仰角的角位移台,3是一个能周向旋转360°的旋转台,4是一台用作标定靶标的高清高亮的显示器,这既解决了背景光源的难题,同时还能随时通过计算机控制靶标的形式和大小,5是一个能周向旋转360°的电动旋转台,这样复眼相机和靶标能实现相对的3个维度旋转,6是一个高精度的位移台。

2.2 标定方法的选择

本节将使用Tsai两步法、张正友法(zhang)、直接线性变换法(DLT)三种标定方法对复眼中心子眼进行标定,比较标定结果以探索出适合于本复眼系统的标定方法。由于圆形靶标易于识别和提取,所以本实验选用的是以圆心为特征点的圆阵列靶标如图8所示。

Tsai两步法[8]是一种基于径向约束条件的立体靶标标定方法,靶标上的每一个特征点相对于世界坐标的位置在实验前精确测定。且靶标的精度很大程度上决定了标定的精度。由于传统的高精度立体靶标制作成本比较高,而且还需要增加背景光源,为节约成本,在实验中采用不断的沿Z向移动屏幕靶标来实现虚拟的立体靶标。为了虚构出精确的三维靶标模型,必须先用激光自准直仪校准屏幕与Z向导轨的垂直度。

该方法主要分如下两个步骤:第一步是用DLT标定法预估光学中心在CMOS上的坐标(Cx,Cy),然后利用最小二乘法解通过径向约束条件建立的线性超定方程组,求出外部参数旋转矩阵R、平移矩阵T和内部参数焦距f的初始值;第二步:建立子眼畸变数学模型,创建优化搜索目标函数,得到所有参数的精确值。假设中心子眼在X和Y方向上的畸变为(δx,δy),理想成像点坐标(Xu,Yu)和实际像点坐标(Xd,Yd)的关系:

其中:(Xd,Yd)到计算机图像(帧存)(Xf,Yf)变换如式(4):

其中:d x,dy 是摄像机在x,y方向的像素间距。考虑子眼的径向和切向畸变则其畸变数学模型:

其中:q=Xd2 +Yd 2 。k1 、k 2、p1 、p2 分别是边缘子眼的径向和切向畸变的二级畸变系数。实际标定中不可能对所有像点位置进行完全修正,被修正的点在X,Y方向上的修正偏差:

其中:tx,ty,tz是摄像机坐标系与世界坐标系的平移矩阵元素,r1,..., r9为旋转矩阵元素且其具有正交性:

因此旋转矩阵可以用?,?,?三个角度表示,故得到目标函数为

其中:n是参加标定的特征点个数。此方程有14个参数,前6个为相机的外部参数,后8个为相机内部参数。最后利用L—M遗传算法优化搜索出这个14个参数的最优解,得到标定结果。

本文分别用Zhang[9]、DLT[10,11]、Tsai两步法对复眼相机进行标定实验,其中在Zhang的实验中,改变复眼相机的方位对靶标拍摄15幅图像,且保证每幅图像之间在光轴方向存在30°以上的偏角,DLT和Tsai实验中都使用同一虚拟三维靶标,Z向不断移动靶标15次,每次移动10 mm,为了确保可对比性,实验都在相同的条件下进行,对比实验结果如表1所示。

表中f 1、f 2为摄像机在u轴和v轴的有效焦距,RRMSx、RRMSy是将n个特征点代入由标定结果组成的成像数学模型反算出像点位置与实际像点坐标差的均方根,这个数据一定程度上反映标定结果的精度。

通过比较这三种标定方法的RRMS值,可以发现Tsai两步法在本文的复眼相机标定中具有更高的精度。故接下来的其他子眼标定都采用该方法。

2.3 边缘子眼的标定

要实现整个视场的三维测量,必须对复眼的每个子眼进行标定。由于边缘子眼的光轴与CMOS不垂直,使得成像模型发生改变,如图9所示。边缘子眼光轴和摄像机坐标系的Z轴与CMOS分别交于C1、C0点。仍可以利用小孔成像模型建立摄像机坐标系和图像坐标系的关系,但与中心子眼的模型区别在于,像的畸变中心由C0点平移到C1点。设畸变中心的坐标为(Cx,Cy),其初始值由设计值给出,(xd,yd)表示以毫米为单位的畸变中心的位置,两个坐标系之间的关系为

于是边缘子眼的畸变模型:

像点位置在X,Y方向上的修正偏差变为

(Xd,Yd)由式(4)给出,从而得到修改的目标函数:

相比中心子眼,修改过后的目标函数新增了两个变量,分别是畸变中心点的坐标(Cx,Cy),实验中令所有子眼的世界坐标系都相同,这样各子眼间的相互位置关系可直接用标定出的旋转和平移矩阵表示,选取1、2号两个边缘子眼分别用以C1、C0为畸变中心的畸变数学模型进行标定,实验结果如表2所示。

比较两个边缘子眼的RRMS值可以发现修改畸变中心后的标定精度得到提高。

3 仿生复眼的三维测量

3.1 三维测量数学模型

复眼成像特点在于同一目标物在多个子眼成像,由本文第二节可知,本文的复眼系统最典型的成像方式是三个子眼对同一目标物成像,且七个子眼在方位上存在对称性,所以在实验中选取中心子眼和1、2号边缘子眼作为对象研究多子眼成像对三维测量精度的影响。并建立了三个子眼的三维测量模型子眼像空间和物空间的对应关系:

其中:i=1,2,3,分别表示3个子眼,各个子眼的投影矩阵元素为mi 前文已经标定,(ui,vi,1)分别为点在各子眼图像中的图像齐次坐标;(X,Y,Z,1)为目标点在世界坐标系下的齐次坐标。子眼的图像齐次坐标与计算机帧存在的关系:

中心子眼和边缘子眼的(δx,δy)分别由式(5)和式(10)给出。将标定结果代入上式相应的参数中。上式中消去Z c1、Z c2或Zc3 ,得到关于X,Y,Z的六个线性方程:

其中:i=1,2,3分别代表三个子眼,通过最小二乘解这六个超定线性方程组就能得到目标点的三维坐标。

3.2 三维测量实验结果

为了验证仿生复眼能实现近景三维探测,并探索多子眼对三维测量的影响,在复眼标定平台下对前文的圆阵列靶标中的圆进行测量,在标定实验中定义了复眼系统的世界坐标系原点,由此可以知道各个圆在世界坐标系下的实际坐标位置。实验中将屏幕放在距离复眼镜头150 mm处,匹配同时在三个子眼成像的圆,然后Z向移动靶标11次,每次移动10 mm,重复定位误差小于5 μm,可忽略不计。将匹配的特征点代入上述三维探测模型得到各圆在世界坐标系下的三维测量坐标,并考虑三个子眼和两个子眼两种情况。目标点的三维坐标测量结果在各个方向的误差如图10所示。

其中X轴是靶标在Z向的离散位置,例如150 mm处靶标上的多个测量点在150～160区间表示,Y轴是在该方向的绝对误差。虚线和实线分别代表双子眼和三子眼测量结果。从表中可以看出三子眼三维测量精度更高,稳定性更好。在距离复眼相机150～260 mm范围内的测量点Z向绝对误差在4 mm左右,X向和Y向绝对误差都小于0.5 mm,且三个方向的误差变化曲线基本一致,存在一定倍数关系,随着Z向测量距离的增加误差增大。计算得到测量的相对误差在2%左右。

为进一步验证复眼相机的三维测量的有效性,将一个47.42 mm×47.46 mm×13.40 mm的长方体铁块放置在复眼系统世界坐标系原点正前方100 mm处,利用复眼相机对该铁块进行测量,测量结果如表3所示。

测试实物如图11所示,计算得到被测对象的四条边和两条斜边的长度分别为:46.600 5 mm,47.758 9mm,45.834 8 mm,46.049 3 mm,65.796 3 mm,65.902 6 mm,与真实值比较其相对误差在2%左右。

4 结 论

动物仿生学的例子 篇8

水母的顺风耳

在自然界中，水母，早在5亿多年前，它们就已经在海水里生活了。“可是，水母跟顺风耳又有什么关系呢？”人们肯定会问这样一个问题。因为，水母在风暴来临之前，就会成群结队地游向大海，就预示风暴即将来临。可是，这又与“顺风耳”有什么关系呢？原先，在蓝色的海洋上，由空气和波浪摩擦而产生的次声波（频率为8～13赫兹），是风暴来临之前的预告。这种次声波，人耳是听不到的，而对水母来说却是易如反掌。科学家经过研究发现，水母的耳朵里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石。科学家仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。

仿生学的作文300字 篇9

潜水艇是怎么发明的呢？原来是人们从海豚身上得到了启示。

海豚是在水里的，能潜到水底下，它是怎么做到的？难道它有潜水的工具吗？它又是怎么从水底航行的？

为了弄清楚这个问题，科学家做了一次试验。在一个水流冲击力很大，水又深的地方，把海豚放进去，可是海豚依然能往前走。

再这不久，又做了一次试验。这次是按海豚的形状做了一个潜水艇，又做了一个慢的潜水艇相比，发现圆头的跑的快。

两次不同的实验，发现海豚能轻松地超过轮船，是因为海豚的头是圆弧形的，而恰恰圆弧形受到的阻力最小。

科学家又经过反复观察，终于揭开了海豚为什么能飞速的升落。是因为海豚身体大，阻力小，能轻而易举的升落，用尾巴一拍打水，利用水的托浮力，逐渐上升，就可以飞速地升落了。

仿生学方法实施 篇10

1 相关理论研究现状

Gunasekaran等从管理者的角度, 根据管理活动的职能, 构建的供应链的绩效评价体系是建立在战略层、战术层和运作层三个层次之上的;Rohit Bhatnagar提出了供应链竞争的几大要素, 主要包括节点企业的地理位置的要素、企业的生产能力和供应链环节中存在的不确定性, 然后通过分析把这些要素进行分解, 从而构建供应链评价模型并进行评价分析供应链的竞争力;Beamon综合了定性研究方法和定量研究方法, 通过构建资源评价指标、弹性指标和产出指标三个指标来综合评定供应链的绩效, 被称为ROF参考体系;马士华从不同视角出发, 首次在研究平衡计分卡后, 采用了供应链平衡计分卡法, 主要从顾客满意度的角度和战略性发展的角度等来研究绩效评价。

2 当前主要的研究方法综述

2.1 层次分析法的应用

李紫瑶提出采用层次分析法确定指标权重后对供应链的整体进行绩效评价, 在借鉴前人研究的基础上, 列出相关指标, 然后有针对性地对这些指标进行优化, 这样构建出的评价指标体系更加符合现实需要, 从而使对绩效评价的定性问题转化为不同层次的定量问题, 使整个研究过程显得更加科学合理;杨玉中在研究汽车供应链管理时, 为避免评价的主观性, 采用层次分析法算出评价指标的权重, 最后以某个汽车公司的供应链管理流程为例说明该公司绩效评价结果为优秀。根据汽车供应链管理所涉及的采购原材料管理、生产过程的管理、销售渠道的管理以及逆向物流的过程, 并把这四个过程作为二级评价指标, 构建出了汽车供应链的整体绩效评价模型;倪霖以重庆某整车厂整合物流服务供应链为例, 在供应链整体绩效基础上, 同时考虑到物流对环境的影响作用和物流服务商之间的共同发展。把灰色理论和层次分析法综合起来, 把不同专家对于不同指标的意见综合起来, 提出了一套完整的指标评价体系, 可以更加符合物流服务供应链模式特性。通过这样的研究过程, 降低了整个绩效评价过程的片面性, 从而为决策提供参考依据;张敏杰在对供应链进行绩效评价时, 考虑到个人在面对不确定性问题可能导致的主观地确定评价指标的权重, 对参加评价的专家赋予不同的权重, 采用的层次分析法是经过改进的, 从而可以在确定指标权重时把主观性降到最低, 为供应链绩效的评价提供依据。

2.2 平衡计分卡方法

李武在供应链的绩效评价理论内容研究的基础上, 对采用平衡计分卡方法的供应链绩效评价进行归纳与比较分析, 得出平衡计分卡系列不同方法的适用范围以及优缺点, 提出集聚不同方法的长处进行的综合评价更具有使用价值。最后预测了未来的平衡计分卡系列方法如何在供应链绩效评价中的应用;苏春采用了平衡计分卡的方法进行评价, 首先通过分析搞清楚供应链的边界, 以此构建了供应链系统的模型, 然后根据该供应链系统模型构造系统动力学数学方程。通过调整参数, 构建供应链的成本和服务水平之间的关系, 最后以实例验证该方法是可行的;高阔以生猪的供应链企业为例来评价供应链绩效, 在研究理论的基础上, 通过实地调研考察, 剖析了供应链的整体架构, 从时间和空间的视角采用平衡计分卡法对建立的供应链整体结构进行绩效评价;唐献凤从财务指标的体系、客户与合作伙伴的关系、供应链内部业务流程的指标体系和发展与创新等四个不同的角度, 构建了供应链战略联盟的绩效评价指标体系, 同时利用平衡计分卡方法, 以此为其他类型的供应链联盟的绩效评价提供一些建议;蔡凌提出了绿色供应链管理体系的重要性, 它可以促进供应链的节点企业和所在环境之间的共同发展, 从而提升供应链运作的能力和增强供应链企业的竞争力水平。因此, 采用平衡计分卡方法, 建立了关于绿色供应链的绩效评价体系, 从而可以给决策者提供一些参考性的建议。

2.3 数据包络分析法的应用

张氦铟采用了数据包络分析方法建立模型, 并通过模型对供应链的绩效进行评价。它把供应链作为一个开放系统来处理, 具有输入和输出功能的自变量和因变量的函数关系。把客户的满意度作为函数的因变量, 把供应链中的各个流程阶段看作是自变量, 这样就得到一个函数关系的数学模型, 最后用实例仿真对结果进行分析;倪玲霖在运用网络的基础上, 采用数据包络分析方法, 通过算例分析证明网络DEA对供应链绩效评价。这样得出的结果不但更加精准, 而且还可以找到哪些指标因素可以影响供应链整体绩效, 故而用网络结合DEA的方法评价供应链整体的绩效可以得到更多的信息, 同时可以为更加复杂的供应链网络提供一种绩效评价的思路;柳键在研究绿色供应链的基础上, 明确界定并提出了关键绩效指标 (KPI) , 并把它加入绿色供应链的绩效评价体系中。同时利用数据包络分析法 (DEA) , 通过对实例的评价分析得到的结果是合理的, 这也为绿色供应链的管理提供了一些参考;余振华构建的模型是在DEA和改进后的SCOR模型的基础上, 并根据“消耗—产出”型供应链建立的一系列绩效指标体系。最后通过实际案例的分析发现, 通过这种方法建立指标评价体系可以对不同的供应链类型进行分析比较, 并可以提出需要改进的地方;钟祖昌使用网络EDA模型来研究供应链绩效评价问题, 通过把供应链的运作过程划分为采购系统、生产系统、销售系统三个子系统, 来分析三个子系统的联系及其中一个系统变化对整个系统的影响, 也就是子系统对整个系统的供应链绩效产生的影响程度。

2.4 几种方法的文献评述

针对层次分析法系列方法进行供应链绩效评价, 虽然可以把定性问题进行定量化处理, 继而分解建立一个层次结构模型并进行比对验证。但是主要依靠个人的主观判断去对比各因素的重要性程度, 因此在解决带有不确定性问题或者模糊问题时会受到很大的限制;对于采用平衡计分卡法的, 在对供应链进行绩效管理时, 可以分为不同的组织绩效进行评价, 进而把企业的战略转变为可衡量的目标。但是在实际运用中, 很少可以用在动态的管理运作中, 也无法去评价供应链各个成员之间的协作性问题, 因而在改进供应链运作过程中的绩效时也不突出;数据包络分析法虽然可以克服类似层次分析法带来的主观确定权重的方法, 通过现行规划技术解决了多输入和多输出的问题, 可以给供应链的各个节点提供所需信息, 一遍决策。但是, 采用这种评价方法得出的结果是一个相对的概念, 无法提出相应的改进措施去应对供应链中存在的缺陷。

3 仿生理论在供应链绩效评价中的方法运用

针对当前研究方法在供应链评价中的应用存在的不足, 归根结底是因为供应链的运作是一个复杂的工作体系, 存在不确定性的指标以及模糊因素。因此, 需要开辟新的方法去研究如何把握供应链的全局, 从而科学地评价供应链的绩效。目前, 遗传算法、神经网络算法、蚁群算法等仿生理论方法, 有一部分运用在供应链绩效评价中, 不过它主要运用在供应链绩效评价研究的数学模型的建立中。如果可以拓展仿生理论以及应用, 或许会在今后的供应链绩效评价中有意想不到的收获。

4 结语

随着经济的发展, 供应链管理已成为一种重要的战略模式, 已经引起国内外学者专家足够的重视。然而, 由于供应链管理是建立在一个复杂的网络结构体系上的, 因此研究仿生理论等新方法, 并用来评价整个供应链的绩效问题, 在未来一段时间内将是一个热门的研究课题。

摘要：经济全球化的背景下, 供应链管理已成为企业进行生产经营和市场竞争的主要模式。建立科学的有竞争力的供应链管理模式, 关乎着企业在市场中的反应速度以及合作后的绩效问题。因此, 要想提升供应链的整体实力, 首要做的就是针对供应链绩效评价方法的研究。本文通过对近几年文献的总结与归纳, 指出当前研究主要的方法以及问题, 并对未来采取的绩效评价方法以及供应链的管理工作进行了展望。

关键词：仿生理论,供应管理,绩效评价

参考文献

[1]柳键.DEA方法在绿色供应链绩效中的应用[J].工业技术与经济, 2008 (27) .

仿生学四年级作文400字 篇11

小猫经常在树上或屋顶上跑来跑去，动作又快又灵活，也不会摔伤，那么为什么小猫从屋顶上跳下来不会摔伤呢?

我上网查了查资料。原来，小猫具有很好的平衡能力，它从高处往下跳的时候，总是脚先着地，身体站得稳稳的。小猫的尾巴也能帮助它保持平衡，还有啊，小猫的脚底长有一层厚厚的肉垫，就像穿上了柔软的运动鞋，所以小猫从高处跳下来时不会摔伤。

根据这个启示，我有了一个新奇的想法，那就是：我想发明一种运动鞋。这种鞋是专门为小孩子设计的，小孩天生就是活蹦乱跳的，在他蹦跳的同时难免会因为没站稳而磕伤膝盖或胳膊，这双运动鞋就解决了这个问题。鞋子的鞋底，最底层是硬的。但中间层是软的，穿着非常舒适，当小孩子从高处跳下来时，这种鞋还有一种保持平衡的作用，所以落地时也会站得稳稳的、轻轻的，就像小猫一样。

仿生学交叉学科研究生培养探索 篇12

吉爱红

(南京航空航天大学，江苏南京210016)

摘要：不同学科间的交叉与融合已成当今世界科学发展的主要趋势。为营造复合型高端人才培养的环境，必须搭建适合复合型高端人才培养的软硬件平台，加强学科群和跨学科研究平台建设。本文从交叉学科研究生培养课程模式、交叉学科研究生导师指导能力与水平的提升、仿生学交叉学科研究生创新与实践能力的培养和交叉学科研究生培养制度与激励机制探索等四个方面，开展了仿生学交叉学科研究生培养探索研究，以冀在产生一批学科交叉研究成果的同时，提高复合型人才的培养水平。

学校卫生学 篇13

学校卫生学既然是研究保护学生身心健康、增强学生体质的科学，那么它首先要研究对学生生长发育及健康的影响因素。

影响因素：内因（遗传、内分泌、神经及内环境等）外因：外环境（自然环境、社会环境等）

（一）遗传：遗传是一种生物现象。遗传和变异是对立的统一，它是生命的普遍属性。遗传性是人类世代相继的根据，而变异性则是人类进化、发展的条件。人类的许多变异，如高矮、肥瘦、血型的不同属于正常的变异，当变异超过正常范围，由于遗传物质的变异就会引起遗传性的疾病，可以代代或者隔代相传下去。遗传病可以分为三类：单基因病、多基因病、染色体病。

(1)DNA异常时出现的疾病：21三体综合症（先天愚型）患儿患有先天性心脏病和智力低下，生活不能自理，成为家庭和社会负担。染色体的病：染色体是基因的载体，它发生异常就出现遗传病 ⑵单个基因异常：

a.显性遗传病：舞蹈病、多胎妊娠、多指（趾）症。b.隐性遗传病（携带基因，但不一定发病）如：白化病、先天性聋哑、呆小症、高度近视、血友病等。患者与正常人结婚，其子女有1/4可能患病，2/3可能为携带者，但近亲结婚其子女患病率增加几十倍或更高。单基因病：由于某个或某对基因发生突变，就会造成先天性、代谢性疾病。

⑶多个基因异常：无脑儿、脊柱裂、先天性心脏病等。多基因遗传病：是由两对以上基因影响的遗传治病因素与环境致病因素造成。

现在我国实行计划生育，提倡一对夫妻只生一个孩子，所以优生优育显得非常重要，每对夫妇都希望自己有一个聪明、健康的孩子，而不是痴呆儿。

（二）外因：外环境（均平衡，人才能正常生存）： 自然环境：水土、空气、植物、动物

社会环境：生产活动、建筑、交通、文化环境（教育）、经济环境。

（三）环境和教育：

（1）环境与健康：人的健康与周围环境有着密切的关系。我们每个人都在一定的环境里生活、学习和工作，我们的一切活动都会影响环境，而环境的变化反过来又会影响我们的生活和健康。

（2）环境和教育的影响：儿童的环境（生活条件），最重要的是社会生产方式，即一定的社会生产力和生产关系。生产力的发展影响国民经济生活，而且影响科学文化水平和教育的发展，从而也影响儿童的身体和智力的发展。

要是教育工作对儿童身心发展起到良好作用，在教育方向确定后，还必须用辩证唯物主义的观点，考虑儿童本身的原因（内部矛盾），以及环境教育与这个内部原因的辩证关系，这样才能有的放矢，受到良好的效果。

二、生长发育有哪些特点

（一）童年期

1.身体发育速度平稳，身高体重及体内脏器每年均匀生长发育，身体抵抗力增强，患病死亡率下降，但近视、龋齿增多，主要还是卫生习惯问题。

2.情感逐渐稳定，意志力增强，但自控能力仍然较差，注意力集中时间短，好动好问。

3.由于神经系统进一步发育，神经纤维之间的联系增多，再加上多门功课的学习，儿童语言能力有较大的发展，说话基本能恰到好处，而且有条理，主要是各种模仿的结果。

（二）青春发育期

1.性器官和性机能的发育：女性;男性。

2.以身高、体重为例说明身体的发育形态。身高处于递增的趋势，每10年增长1~2厘米。早晚身高有所改变，早比晚高1~2厘米。女性比男性生长发育早2年。在生长发育期间，人体所摄取的养料首先保证脑和内脏器官的生长发育，其次是躯干，最后才是四肢。营养好身体高大，否则会矮小。男女发育的体型特征：男性：四肢较长、躯干较短，肩、胸宽阔，上臂粗壮，下肢及骨盆较细窄。女性反之。

3.心理的发展：在青春发育期，随着身体内外快速发育，青少年心理也发生了巨大的变化，他们逐渐产生了独立性，但又不能完全独立。

4.常见的疾病：龋齿、肺结核、外伤、心律不齐、青春期甲状腺肿大。

（三）青年期（15、16岁~23、25岁）特点：

1.青年期是人的一生中最体格健壮、精力旺盛、思

维敏捷、运动灵活、感情丰富、欲望强烈的时期； 2.也是发育达到完全成熟的阶段。6.要慎用抗生素。3.由于性的成熟，对爱的要求，所以如果异性交往、恋爱与婚姻等问题处理不当会产生严重的问题。生长发育的一般规律： 由于先天因素和后天因素不同，所以人的生长发育存在着个体差异，但也存在着一般规律。（1）生长发育是由量变到质变的复杂过程：身体大小重量不断增加；各器官组织分化和机能的逐步完善；身体发生一定的形态变化（2）生长发育有连续性又有阶段性：具有一定程序的，既有连续性又有阶段性，每个阶段都有特点，区别于其他阶段，同时每个阶段又彼此有规律的交替、衔接，前一阶段为后一阶段的发展打下基础，所以前一阶段的好坏直接影响后一阶段的发育。（3）各年龄段生长发育的速度不同：身体各部发育的比例不同，即非等比性发展（4）儿童身体各系统发育的非均衡性与统一性 A神经系统：人出生后神经系统发育最快。B生殖系统：生后头10年没有发育，以后在青春发育期快速生长发育。C呼吸、循环、消化系统与身高、体重发育有一致性，一直生长发育，但在青春发育期增长最快。（5）生长发育包括密切联系的生理和心理两个方面：生理和心理的发展史统一的，二者密切联系，互相影响，相辅相成。（6）每个儿童的生长发育有自己的特点：有自己的发速度和特点，不仅在发育各个阶段中表现出来，就是达到成熟期也各具特征。由于遗传因素、身体内部其它条件不同及每个人生活的社会环境不一样，所以生长发育也有所不同，世界上人很多，要找到完全相同的两个人却很难。

三、脑活动的特点（学习时大脑皮层机能的特点和规律）学习为第二信号系统的工作，需大脑皮质参与完成。学习为脑力劳动，活动锻炼劳动为体力劳动，均须大脑皮质参与。1.优势法则：外界刺激→使大脑皮质相应区域兴奋（同时使其它的区域呈抑制状态）→形成优势兴奋灶→ 注意力集中→学习效率高。由于儿童神经兴奋时间短，注意力集中时间不长。如听觉过程。2.动力定型：当内外部的条件刺激依一定的顺序不变地重复多次后，大脑皮层的兴奋与抑制也按一定的排列顺序形成大脑皮层的动力定型，在行为上形成所谓的“习惯”（如：学习、睡眠、进餐、锻炼、大便等）。3.镶嵌式活动：大脑皮层分工精细，不同区域代表不同功能。不同课程或不同工作性质的事情使大脑皮质兴奋和抑制不断转换,大脑皮质各区能轮流休息,大脑长时间工作不易疲劳,提高了学习工作效率。这一大脑皮质特性要求学校合理安排学生各种活动及课程交替，注意脑力劳动和体力劳动适当轮换，而且持续时间不能太长。这样就能保证大脑工作的高效能，提高学习效率，保证身心健康。4.始动调节：在人工作学习开始时，大脑皮质工作能力低，然后逐渐提高。神经细胞有惰性，从抑制→ 兴奋或从兴奋低→ 兴奋高转变。这就要求在教育和教学过程中要注意从易到难，循序渐进，把难度大的放在神经兴奋高时进行。5.保护性抑制：神经细胞由兴奋→抑制（保护性）→ 疲劳（头昏脑胀、瞌睡、失眠）→不能休息→ 过度疲劳→ 影响学习、工作，也影响身体健康，引起神经衰弱。

四、怎样预防近视 a.阅读和写字注意保持30厘米距离和正确的姿势；b.注意自然光线和保证室内充足的照明，光线要从左侧来；c.劳逸结合，改掉不良的学习习惯，每阅读1小时应休息10～15分钟；d.不要躺着、走路、坐车看书；e.远眺法：在学习或写字1个小时后远眺大自然景色，使睫状肌调节松弛f.坚持做眼保健操每日3～4次 g.青少年还应多吃维生素丰富的食物，如各种蔬菜、蛋黄及动物的肝等h.配戴合适眼睛。