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课程名称：大自然中的仿生学
Bionics from nature
课程所属模块：科技进步与生态文明
主讲教师：王文冲 职称：教授
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一、教师简介：
王文冲：上海大学环境与化学工程学院教授。1998年本科毕业于西安交通大学；2003年博士毕业于中国科学院物理研究所，从事无机半导体材料及器件工作；2003-2004年在西班牙马德里微电子中心从事红外激光器材料制备与器件工艺工作；2004-2014年在德国明斯特大学从事有机半导体材料制备与器件工艺工作；2014年入选上海市东方学者人才计划，在上海大学环境与化学工程学院从事表面结构功能化研究。
教学与科研成果：
1. W. C. Wang, D. Y. Zhong, J. Zhu, F. Kalischewski, R. F. Dou, K. Wedeking, Y. Wang, A. Heuer, H. Fuchs, G. Erker, and L. F. Chi, Patterned Nucleation Control in Vacuum Deposition of Organic Molecules, Physical review letters 2007, 225504.
2. Wenchong Wang, Chuan Du, Dingyong Zhong, Michael Hirtz, Yue Wang, Nan Lu, Lixin Wu, Daniel Ebeling, Liqiang Li, Harald Fuchs and Lifeng Chi, Control over Patterning of Organic Semiconductors: Step-Edge-Induced Area-Selective Growth, Advanced Materials 2009, 21, 4721.
3. Wenchong Wang, Chuan Du, Hai Bi, Yinghui Sun, Yue Wang, Christian Mauser, Enrico Da Como, Harald Fuchs and Lifeng Chi,Tunable Multicolor Ordered Patterns with Two Dye Molecules, Advanced Materials 2010, 22, 2764.
4. Wenchong Wang and Lifeng Chi, Area-Selective Growth of Functional Molecular Architectures, Account of Chemical Research 2012, 45, 1646.
Wenchong Wang, Chuan Du, Liqiang Li, Hong Wang, Chenguang Wang, Yue Wang, Harald Fuchs and Lifeng Chi, Addressable Organic Structure by Anisotropic Wetting, Advanced Materials 2013, 25, 2018.
二、课程目标：
通过本课程的开设，引导学生了解生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术，介绍人类师从自然的仿生学进展，并通过生活中常见的生物仿生例子使学生掌握其基本原理和制作方法，帮助学生为后续课程的学习打下基础。
三、课程简介：
种类繁多的生物界经过45亿年长期的进化其结构与功能已达到近乎完美的程度,实现了结构与功能的统一, 局部与整体的协调和统一. 本课程从仿生学的基本概念出发，结合生活中常见的仿生现象，讲述信息、控制、拟态、力学、化学和整体仿生的基本原理和相关技术，最后介绍利用这些技术，模仿自然界生物的特殊结构，实现特殊的功能。
四、课程内容及学时分配：
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课程内容及安排
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学时
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1. 教学专题 （一）：仿生学概述
教学重点：介绍某些生物的特殊本领，通过生活中的仿生现象引入仿生学概念和研究方法。
教学安排：课堂主讲
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2. 教学专题（二）：信息仿生
教学重点：青蛙的视觉系统和电子蛙眼的仿生机理
教学安排：课堂主讲、学生分组讨论
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3. 教学专题（三）：控制仿生
教学重点：蝙蝠的定位原理和声纳系统
教学安排：课堂主讲、学生分组讨论
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2
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4. 教学专题（四）：拟态仿生
教学重点：动物保护色和迷彩原理
教学安排：课堂主讲、学生分组讨论
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2
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5. 教学专题（五）：力学仿生
教学重点：生物与交通工具
教学安排：课堂主讲、分组讨论
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2
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6. 教学专题（六）：化学仿生
教学重点：狗的嗅觉和人工电子鼻
教学安排：课堂主讲、学生分组讨论
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2
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7. 教学专题（七）：整体仿生
教学重点：人工智能机器人
教学安排：课堂主讲、学生分组讨论
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8. 研讨专题：仿生学应用
教学安排：课堂集中宣讲（以小组为单位）
学习要求：通过调研，就某一主题的仿生应用形成调研报告并在课堂上宣讲。
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说明：选课学生在研讨专题中以小组为单位选择一个专题进行专题研究，最终形成课外自学实践的研究报告，计入期末成绩。
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五、教材或讲义或主要参考书：
1. 参考教材：
（1） 仿生智能纳米界面材料，江雷，冯琳著，化学工业出版社，2007年5月；
2. 讲课提纲：
任课教师自编讲义或讲课提纲。
六、课外学习要求：
1. 课外学习要求：以小组为单位针对相应的主题合作完成调研，并能通过调研和课外自学等形式，重点对小组选择的主题进行深入研究，最终合作完成一份专题研究报告（以小组为单位）。
2. 课外学习内容：选择相应的专题开展调研，期中完成人类利用科技模仿生物应用的调研报告，期末完成相应专题研究报告，计入课程考核成绩。
3. 组织形式：以小组为单位开展研究，每若干小组设置导师或联络人。
4. 时间安排：研究报告期末完成（以小组为单位）
七、考核方法：
平时考核：观点宣讲、课堂研讨、出勤
期末考核：小论文、调研报告