Unter allen Schulfächern und gerade den Naturwissenschaften nimmt die Biologie einen gesonderten Platz ein. Immerhin ist dies die älteste, erste und natürlichste Wissenschaft, deren Interesse mit dem Aufkommen des Menschen selbst und seiner Evolution aufkam. In verschiedenen Zeiträumen hat sich das Studium dieser Disziplin unterschiedlich entwickelt. Die Forschung in der Biologie wurde mit Hilfe neuer Methoden durchgeführt. Es gibt jedoch immer noch solche, die von Anfang an relevant waren und ihre Bedeutung nicht verloren haben. Was sind diese Arten des Wissenschaftsstudiums und was ist diese Disziplin im Allgemeinen, werden wir in diesem Artikel betrachten.
Biologie als Wissenschaft
Wenn Sie sich mit der Etymologie des Wortes "Biologie" befassen, wird es in der Übersetzung aus dem Lateinischen buchstäblich wie "Wissenschaft des Lebens" klingen. Und das ist es tatsächlich. Diese Definition spiegelt das Wesen der betrachteten Wissenschaft wider. Die Biologie erforscht die gesamte Vielfalt des Lebens auf unserem Planeten und wenn nötig auch über seine Grenzen hinaus.
Es gibt mehrere biologische, in denen alle Vertreter der Biomasse nach gemeinsamen morphologischen, anatomischen, genetischen und physiologischen Merkmalen zusammengefasst sind. Dies sind die Königreiche:
- Tiere.
- Pflanzen.
- Pilze.
- Viren.
- Bakterien oder Prokaryoten.
Jede von ihnen wird durch eine Vielzahl von Arten und anderen taxonomischen Einheiten repräsentiert, was noch einmal unterstreicht, wie vielfältig die Natur unseres Planeten ist. als Wissenschaft - sie alle zu studieren, von der Geburt bis zum Tod. Auch um die Mechanismen der Evolution aufzudecken, die Beziehung zueinander und zum Menschen, zur Natur selbst.
Biologie ist nur ein allgemeiner Name, der eine ganze Familie von Teilwissenschaften und Disziplinen umfasst, die sich mit detaillierter Forschung auf dem Gebiet der Lebewesen und aller Erscheinungsformen des Lebens befassen.
Wie bereits oben erwähnt, wird das Studium der Biologie von Menschen seit der Antike betrieben. Der Mensch interessierte sich dafür, wie Pflanzen, Tiere und er selbst angeordnet sind. Es wurden Beobachtungen an Wildtieren gemacht und Schlussfolgerungen gezogen, so dass Faktenmaterial, die theoretische Grundlage der Wissenschaft, angesammelt wurde.
Die Errungenschaften der modernen Biologie im Allgemeinen sind weit voraus und erlauben es, in die kleinsten und unvorstellbar kompliziertesten Strukturen hineinzuschauen, in den Ablauf natürlicher Prozesse einzugreifen und ihre Richtung zu ändern. Auf welche Weise war es möglich, solche Ergebnisse zu allen Zeiten zu erzielen?
Forschungsmethoden in der Biologie
Um Wissen zu erlangen, müssen verschiedene Methoden angewendet werden, um es zu erlangen. Dies gilt auch für die Biowissenschaften. Daher verfügt diese Disziplin über ein eigenes Maßnahmenpaket, mit dem das methodische und sachliche Sparschwein wieder aufgefüllt werden kann. Diese Forschungsmethoden in der Schule berühren zwangsläufig dieses Thema, weil dieses Thema die Grundlage ist. Daher werden diese Methoden auch im Naturkunde- oder Biologieunterricht der fünften Klasse thematisiert.
Welche Forschungsmethoden gibt es?
- Beschreibung.
- in Biologie.
- Experiment.
- Vergleich.
- Modellierungsmethode.
- historischen Weg.
- Modernisierte Optionen basierend auf dem Einsatz der neuesten Fortschritte in der Technologie und modernen Geräten. Zum Beispiel: Elektronenspektroskopie und -mikroskopie, Färbeverfahren, Chromatographie und andere.
Sie alle waren schon immer wichtig und sind es auch heute noch. Unter ihnen gibt es jedoch eine, die zuerst erschien und immer noch die wichtigste ist.
Beobachtungsmethode in der Biologie
Diese Version der Studie ist entscheidend, die erste und signifikante. Was ist Beobachtung? Dies ist die Gewinnung interessanter Informationen über das Objekt mit Hilfe der Sinne. Das heißt, Sie können mit Hilfe der Hör-, Seh-, Tast-, Geruchs- und Geschmacksorgane verstehen, was für ein Lebewesen vor Ihnen steht.
So lernten unsere Vorfahren, die Elemente der Biomasse zu unterscheiden. So geht die Forschung in der Biologie bis heute weiter. Schließlich ist es unmöglich zu wissen, wie sich eine Raupe verpuppt und ein Schmetterling aus einem Kokon auftaucht, wenn Sie es nicht mit eigenen Augen beobachten und jeden Moment der Zeit festhalten.
Und es gibt Hunderte solcher Beispiele. Alle Zoologen, Mykologen, Botaniker, Algologen und andere Wissenschaftler beobachten das ausgewählte Objekt und erhalten vollständige Informationen über seine Struktur, Lebensweise, Interaktion mit der Umwelt, Merkmale physiologischer Prozesse und andere Feinheiten der Organisation.
Daher gilt die Beobachtungsmethode in der Biologie als die wichtigste, historisch erste und bedeutendste. Gleich daneben befindet sich eine weitere Forschungsmethode – die Beschreibung. Schließlich reicht es nicht aus, zu beobachten, Sie müssen auch beschreiben, was Sie gesehen haben, dh das Ergebnis korrigieren. In Zukunft wird daraus eine theoretische Wissensbasis zu einem bestimmten Objekt.
Nehmen wir ein Beispiel. Wenn ein Ichthyologe auf dem Gebiet einer bestimmten Fischart, beispielsweise Rosabarsch, forschen muss, studiert er zunächst die bereits vorhandene theoretische Grundlage, die nach Beobachtungen von Wissenschaftlern vor ihm zusammengestellt wurde. Danach geht er selbst zu den Beobachtungen über und protokolliert sorgfältig alle erzielten Ergebnisse. Anschließend werden Versuchsreihen durchgeführt und die Ergebnisse mit denen verglichen, die bereits vorher vorliegen. Es stellt sich also die Frage, wo zum Beispiel diese Fischarten laichen können? Welche Bedingungen brauchen sie dafür und wie stark können sie variieren?
Es ist offensichtlich, dass die Beobachtungsmethode in der Biologie sowie Beschreibung, Vergleich und Experiment eng zu einem einzigen Komplex verbunden sind - Methoden zur Untersuchung von Wildtieren.
Experiment
Diese Methode ist nicht nur typisch für die Biowissenschaften, sondern auch für Chemie, Physik, Astronomie und andere. Es ermöglicht Ihnen, die eine oder andere theoretisch aufgestellte Annahme visuell zu überprüfen. Mithilfe eines Experiments werden Hypothesen bestätigt oder widerlegt, Theorien aufgestellt und Axiome aufgestellt.
Experimentell wurden die Kreisläufe des Blutkreislaufs bei Tieren, der Atmung und der Photosynthese bei Pflanzen sowie eine Reihe anderer physiologischer Lebensvorgänge entdeckt.
Modellierung und Vergleich
Der Vergleich ist eine Methode, mit der Sie für jede Art eine Evolutionslinie erstellen können. Es ist diese Methode, die dem Erhalt von Informationen zugrunde liegt, auf deren Grundlage die Klassifizierung der Arten erstellt und der Baum des Lebens erstellt wird.
Die Modellierung hingegen ist eher mathematisch, insbesondere wenn wir über die Computermethode zum Erstellen eines Modells sprechen. Diese Methode beinhaltet die Schaffung solcher Situationen über das Studium des Objekts, die unter natürlichen Bedingungen nicht beobachtet werden können. Wie wirkt sich beispielsweise dieses oder jenes Medikament auf den menschlichen Körper aus?
historische Methode
Sie liegt der Identifizierung des Ursprungs und der Entstehung jedes Organismus, seiner Entwicklung und Transformation im Laufe der Evolution zugrunde. Basierend auf den gewonnenen Daten werden Theorien aufgestellt und Hypothesen über die Entstehung des Lebens auf der Erde, die Entwicklung jedes Naturreichs aufgestellt.
Biologie in der 5. Klasse
Es ist sehr wichtig, den Schülern rechtzeitig das Interesse an der betreffenden Wissenschaft zu vermitteln. Heute erscheinen Lehrbücher "Biologie. Klasse 5", deren Beobachtung die Hauptmethode ist, um dieses Fach zu studieren. So beherrschen die Jungs nach und nach die volle Tiefe dieser Wissenschaft, begreifen ihre Bedeutung und Wichtigkeit.
Damit der Unterricht interessant ist und das Interesse der Kinder am Gelernten geweckt wird, sollte dieser besonderen Methode mehr Zeit gewidmet werden. Denn nur wenn der Student selbst das Verhalten von Zellen und ihre Struktur durch ein Mikroskop beobachtet, wird er in der Lage sein, das volle Interesse dieses Prozesses zu erkennen und wie subtil und wichtig das alles ist. Daher ist nach modernen Anforderungen eine aktive Herangehensweise an das Studium des Fachs der Schlüssel zur erfolgreichen Aneignung von Wissen durch die Schüler.
Und wenn Kinder jeden untersuchten Prozess in einem biologischen Beobachtungstagebuch reflektieren, dann wird ihnen die Spur des Themas ein Leben lang bleiben. So entsteht die Welt um uns herum.
Vertiefung des Themas
Wenn wir über spezialisierte Klassen sprechen, die auf ein tieferes, detaillierteres Studium der Wissenschaft abzielen, sollten wir über das Wichtigste sprechen. Für solche Kinder sollte ein spezielles Programm zum vertieften Studium der Biologie entwickelt werden, das auf Beobachtungen im Feld (Sommerpraktikum) sowie auf laufenden experimentellen Forschungen aufbaut. Kinder müssen selbst von dem theoretischen Wissen überzeugt werden, das ihnen in den Kopf gesetzt wird. Dann sind neue Entdeckungen, Errungenschaften und die Geburt von Wissenschaftlern möglich.
Die Rolle der biologischen Bildung von Schulkindern
Im Allgemeinen müssen Kinder Biologie studieren, nicht nur, weil die Natur geliebt, erhalten und geschützt werden muss. Aber auch, weil es ihren Horizont deutlich erweitert, sie die Mechanismen des Ablaufs von Lebensprozessen verstehen, sich selbst von innen kennen und achtsam mit ihrer Gesundheit umgehen kann.
Wenn Sie den Kindern regelmäßig von den Errungenschaften der modernen Biologie und ihren Auswirkungen auf das Leben der Menschen erzählen, werden sie selbst die Wichtigkeit und Bedeutung der Wissenschaft verstehen. Sie werden von Liebe durchdrungen sein, was bedeutet, dass sie sein Objekt lieben werden - die Tierwelt.
Errungenschaften der modernen Biologie
Davon gibt es natürlich viele. Nennen wir einen Zeitraum von mindestens fünfzig Jahren, so können wir folgende herausragende Erfolge auf dem Gebiet der betreffenden Wissenschaft aufzählen.
- Entschlüsselung des Genoms von Tieren, Pflanzen und Menschen.
- Öffnung der Mechanismen der Zellteilung und des Todes.
- Enthüllung der Essenz des Flusses genetischer Informationen im sich entwickelnden Organismus.
- Klonen von Lebewesen.
- Herstellung (Synthese) von biologisch aktiven Substanzen, Medikamenten, Antibiotika, antiviralen Medikamenten.
Ähnliche Errungenschaften der modernen Biologie ermöglichen es einer Person, einige Krankheiten von Menschen und Tieren zu kontrollieren und deren Entwicklung zu verhindern. Sie ermöglichen die Lösung vieler Probleme, die die Menschen im 21. Jahrhundert überkommen: Epidemien schrecklicher Viren, Hunger, Trinkwassermangel, schlechte Umweltbedingungen und andere.
Biologie ist Wissenschaft. Was unterscheidet die Wissenschaft von anderen Bereichen menschlichen Handelns? Ansatz zur Erforschung von Phänomenen. Dieser Ansatz ist die wissenschaftliche Methode.
wissenschaftliche Methode- eine Reihe grundlegender Methoden zur Gewinnung neuer Kenntnisse und Methoden zur Lösung von Problemen im Rahmen jeder Wissenschaft.
Die wissenschaftliche Methode beinhaltet eine bestimmte systematische Vorgehensweise:
- Fakten beobachten und messen, d.h. Beschreibung der Beobachtung - quantitativ und / oder qualitativ.
- Analyse der Ergebnisse- Systematisierung, Identifizierung des Haupt- und Nebenfachs.
- Verallgemeinerung - Formulierung Hypothesen und dann schon - Theorien.
Vorhersage: Formulierung von Konsequenzen aus einer vorgeschlagenen Hypothese oder akzeptierten Theorie unter Verwendung von Deduktion, Induktion oder anderen logischen Methoden.
Untersuchung vorhersehbare Folgen durch Experimentieren.
Beachten Sie den 5. Punkt. Ohne sie kann der Ansatz nicht als wissenschaftlich angesehen werden.!
Es ist wichtig, den Unterschied zwischen den Konzepten zu verstehen Hypothese und Theorie.
- Hypothese ist eine Aussage, eine Annahme, die noch ist nicht bewiesen.
Wenn eine Hypothese bewiesen ist, wird sie Theorie, Theorem oder Tatsache. Die widerlegte Hypothese kommt in die Kategorie falsche Behauptungen. Eine Hypothese, die noch nicht bewiesen, aber nicht widerlegt wurde, wird aufgerufen offenes Problem.
- Theorie- Wissenssystem aufgebaut wissenschaftlich bewiesen Hypothese.
Warum reden wir über Zytologie wie wäre es mit Zelltheorie- weil dem ein riesiger wissenschaftlicher Beobachtungsprozess vorausgegangen ist, das Sammeln von Statistiken - qualitativen und quantitativen Daten; Systematisierung der erhaltenen Ergebnisse wurden Hypothesen und Prognosen formuliert, die dann wurden experimentell getestet und bestätigt. Darüber hinaus wurden auf der Grundlage dieser Theorie die folgenden Annahmen gemacht und sie wurden auch experimentell bestätigt.
Methoden zur Untersuchung lebender Objekte
- Beobachtung (empirische Erkenntnismethode) - Beschreibung eines bestimmten biologischen Objekts oder Prozesses;
- Vergleich — notwendig, um Muster zu finden - was verschiedenen Phänomenen gemeinsam ist;
- Experimentieren - erstellt Bedingungen, die genau den beobachteten entsprechen, während die Eigenschaften biologischer Objekte geklärt werden; qualitative und quantitative Merkmale sind festgelegt.
- Historische Methode - Informationen, Informationen, Daten, die in der Vergangenheit bereits erhalten und nachgewiesen wurden, offenbaren und erklären die Entwicklungsgesetze der belebten Natur in der Gegenwart.
Es gilt als ideal, wenn alle diese Methoden in Kombination verwendet werden.
biologisches Experiment
- Qualitatives Experiment m - die einfachste Art eines biologischen Experiments - sein Zweck - um das Vorhandensein oder Fehlen des in der Theorie angenommenen Phänomens festzustellen.
- Messversuch - einige identifizieren quantitativ charakteristisch für ein Objekt oder einen Prozess.
Beobachtung, Beschreibung und Vermessung biologischer Objekte
Überwachung- Dies ist eine direkte, zielgerichtete Untersuchung von Objekten, die hauptsächlich auf solchen sensorischen Fähigkeiten einer Person wie Empfindung, Wahrnehmung, Repräsentation basiert.
Empirische Beschreibung- dies ist eine Fixierung mittels einer natürlichen oder künstlichen Sprache von Informationen über Objekte, die in der Beobachtung gegeben werden.
Tatsächlich ist dies eine „Übersetzung“ dessen, was gesehen oder gehört wurde, in die wissenschaftliche Sprache – Konzepte und Definitionen, Zeichen, Diagramme, Zeichnungen, Grafiken und Zahlen (statistische Daten).
Im Gegensatz zum Experiment mit der empirischen Erkenntnismethode es ist unmöglich, in den untersuchten Prozess einzugreifen, es ist unmöglich, die Bedingungen seines Ablaufs zu beeinflussen oder zu ändern.
Zur Beobachtung werden auch verschiedene technisch vermittelte Mittel eingesetzt.
Der Prozess der naturwissenschaftlichen Erkenntnis hängt wesentlich von der Entwicklung der technischen Mittel der Wissenschaft ab.
Es ist schwierig, die Rolle in der Biologie zu überschätzen. Ihm ist es zu verdanken, dass der Mensch Mikroorganismen für sich entdeckte. Bis heute gibt es Mikroskope, mit denen Sie lebende Organismen auf intrazellulärer Ebene untersuchen können.
Statistische Messungen- Messungen von Größen, die sich zeitlich nicht ändern.
Dynamische Messungen- Messungen von Größen, die ihren Wert im Laufe der Zeit ändern (Druck, Temperatur, Bevölkerungsdichte usw.)
Sie sind sehr unterschiedlich, basieren aber alle auf wissenschaftlichen Erkenntnismethoden, die sich in einer bestimmten Herangehensweise unterscheiden.
Das Wissen um diese Informationen hilft, die eigentliche wissenschaftliche Forschung von den verschiedenen pseudowissenschaftlichen Experimenten zu trennen, die weit verbreitet sind.
Biologische Wissenschaften
NACH SYSTEMATISCHEN KATEGORIEN:
- Virologie (Reich der Viren);
- Mikrobiologie, Bakteriologie (Reich der Bakterien);
- Botanik (Pflanzenreich);
- Mykologie (Reichspilze);
- Zoologie (Tierreich):
AUF ORGANISATIONSEBENE LEBENDER MATERIE:
- Molekularbiologie - auf molekularer Ebene;
- Zytologie, Zytogenetik - auf zellulärer Ebene;
- Morphologie und Physiologie - auf der Ebene des Organismus;
- Ökologie, Populationsökologie - auf der Ebene der Populationsarten, der Biogeozänose und der Biosphäre.
ABHÄNGIG VON DEN UNTERSUCHTEN PROZESSEN:
- Genetik - die Wissenschaft der Vererbungs- und Variabilitätsprozesse;
- Embryologie - die Wissenschaft der embryonalen Entwicklung;
- Evolutionstheorie - die Wissenschaft der Evolutionslehre;
- Ethologie- die Wissenschaft des Tierverhaltens;
- Allgemeine Biologie ist die Wissenschaft von Gesetzen und Prozessen, die Wildtieren gemeinsam sind.
| Agrarbiologie | Angewandte Wissenschaft, die Kenntnisse aus dem Bereich der Biologie verallgemeinert, die sich auf den Anbau von Kulturpflanzen (Pflanzenbau) und die Zucht von Haustieren (Tierhaltung) beziehen |
| Algologie | Zweig der Botanik, der Algen untersucht |
| menschliche Anatomie | Die Wissenschaft von der Struktur, Form des menschlichen Körpers, seiner Organe und Gewebe, die ihn bilden |
| Biogeozänologie | Eine biologische Disziplin, die Pflanzen- und Tiergemeinschaften in ihrer Gesamtheit untersucht, d.h. Biozönosen, ihre Zusammensetzung, Entwicklung, Verteilung in Raum und Zeit, Entstehung |
| Biometrie | Teilbereich Statistik, mit dessen Hilfe die Verarbeitung experimenteller Daten und Beobachtungen durchgeführt wird, sowie die Planung quantitativer Experimente in der biologischen Forschung |
| Biotechnologie | Integration von Natur- und Ingenieurwissenschaften, die es ermöglicht, die Fähigkeiten lebender Organismen oder ihrer Derivate zur Schaffung und Modifikation von Produkten oder Prozessen für verschiedene Zwecke voll auszuschöpfen |
| Biophysik | Ein Zweig der Physik und modernen Biologie, der die physikalischen Aspekte von Lebewesen auf allen Ebenen untersucht, von Molekülen und Zellen bis hin zur Biosphäre als Ganzes |
| Biochemie | Die Wissenschaft von der chemischen Zusammensetzung lebender Zellen. Organismen und die chemischen Prozesse, die ihrem Leben zugrunde liegen |
| Botanik | Das System der Wissenschaften, das die Pflanzenwelt, ihre Vielfalt, Struktur, Leben, Verbreitung der Pflanzen, Verbindung mit der Umwelt, individuelle und historische Entwicklungsmuster untersucht |
| Bryologie | Zweig der Biologie, der Moose untersucht |
| Virologie | Zweig der Biologie, der Viren untersucht |
| Genetik | Die Wissenschaft, die die Gesetze der Vererbung und Variabilität des Körpers untersucht |
| Hydrobiologie | Die Wissenschaft vom Leben und biologischen Prozessen im Wasser |
| Histologie | Zweig der Biologie, der die Struktur von Geweben lebender Organismen untersucht |
| Dendrologie | Zweig der Botanik, der Gehölze (Bäume, Sträucher und Sträucher) untersucht |
| Zoologie | Das System der Wissenschaften, die die Tierwelt, ihre Vielfalt, Struktur, Leben, Verbreitung der Tiere, Verbindung mit der Umwelt, individuelle und historische Entwicklungsmuster untersuchen |
| Fischkunde | Zweig der Zoologie, der Fische untersucht |
| Pilzkunde | Pilz Wissenschaft |
| Mikrobiologie | Die Wissenschaft, die Mikroorganismen untersucht (mit bloßem Auge unsichtbar): Bakterien, mikroskopisch kleine Pilze und Algen |
| Molekularbiologie | ein Komplex biologischer Wissenschaften, der die Mechanismen der Speicherung, Übertragung und Umsetzung genetischer Informationen, die Struktur und Funktionen unregelmäßiger Biopolymere (Proteine und NA) untersucht |
| Morphologie | Die Wissenschaft, die die äußere (Form, Struktur, Farbe) und innere Struktur eines lebenden Organismus und seiner Bestandteile untersucht |
| Vogelkunde | Zweig der Zoologie, der Vögel studiert |
| Psychophysiologie | Ein interdisziplinäres Gebiet an der Schnittstelle von Psychologie, Physiologie und Mathematik, das objektiv erfasste Verschiebungen physiologischer Funktionen untersucht, die die mentalen Prozesse der Wahrnehmung, des Gedächtnisses, des Denkens und der Emotionen begleiten |
| Soziobiologie | Interdisziplinäre Wissenschaft, die an der Kreuzung mehrerer wissenschaftlicher Disziplinen entstanden ist und das Verhalten von Lebewesen durch eine Reihe bestimmter Vorteile erklärt, die während der Evolution entwickelt wurden |
| menschliche Physiologie | Die Lehre von den Lebensvorgängen (Funktionen) und den Mechanismen ihrer Regulation in Zellen, Geweben, Organen, Organsystemen und dem gesamten Organismus |
| Zytologie | Die Wissenschaft der Zelle, die die Struktur und Funktion von Zellen, ihre chemische Zusammensetzung, Entwicklung und Beziehungen in vielzelligen Organismen untersucht |
| Entomologie | Zweig der Biologie, der Insekten untersucht |
| Ethologie | Felddisziplin der Zoologie, die das Verhalten von Tieren in natürlichen Umgebungen untersucht. |
Übung Nr. 1
Thema: "Forschungsmethoden in der Biologie"
Zweck: Untersuchung der wichtigsten in der Biologie verwendeten Forschungsmethoden; lernen, das erworbene Wissen zur Lösung konkreter Probleme einzusetzen
Theoretische Bestimmungen
Die Biologie untersucht lebende Systeme mit einer Vielzahl von Methoden. Die wichtigsten sind Beobachtung und Experiment, die wichtigsten sind beschreibende, vergleichende und historische Methoden; In der Biologie spielen derzeit statistische Methoden und die Modellierungsmethode eine immer wichtigere Rolle.
Überwachung ist der Ausgangspunkt aller naturwissenschaftlichen Forschung. In der Biologie macht sich dies besonders bemerkbar, da der Gegenstand ihrer Untersuchung der Mensch und die ihn umgebende Tierwelt sind. Beobachtung als Methode der Informationsbeschaffung ist chronologisch gesehen die allererste Forschungsmethode, die im Arsenal der Biologie, oder besser gesagt, sogar ihrer Vorgängerin, der Naturgeschichte, auftauchte. Und das ist nicht verwunderlich, da die Beobachtung auf den sensorischen Fähigkeiten einer Person (Empfindung, Wahrnehmung, Vorstellung) basiert.
Beobachtungen können direkt oder indirekt, mit oder ohne technische Hilfsmittel erfolgen. Ein Ornithologe sieht also einen Vogel durch ein Fernglas und kann ihn hören oder kann mit dem Gerät Geräusche außerhalb des für das menschliche Ohr hörbaren Bereichs fixieren; ein Histologe betrachtet einen fixierten und gefärbten Gewebeschnitt mit einem Mikroskop, und für einen Molekularbiologen kann die Beobachtung beispielsweise die Fixierung einer Änderung der Konzentration eines Enzyms in einem Reagenzglas sein.
Bei der Beobachtung kommt es nicht nur auf die Genauigkeit, Genauigkeit und Aktivität des Beobachters an, sondern auch auf seine Unparteilichkeit, sein Wissen und seine Erfahrung, die richtige Wahl der technischen Mittel. Die Problemstellung setzt auch das Bestehen eines Beobachtungsplans voraus, d.h. ihre Planung.
experimentelle Methode Das Studium von Naturphänomenen ist mit einer aktiven Beeinflussung durch die Durchführung von Experimenten (Experimenten) unter kontrollierten Bedingungen verbunden. Diese Methode ermöglicht es, Phänomene isoliert zu untersuchen und die Wiederholbarkeit der Ergebnisse zu erreichen, wenn sie unter denselben Bedingungen reproduziert werden. Das Experiment liefert eine tiefere, als andere Forschungsmethoden, Offenlegung der Essenz biologischer Phänomene. Es ist den Experimenten zu verdanken, dass die Naturwissenschaft im Allgemeinen und die Biologie im Besonderen zur Entdeckung der grundlegenden Naturgesetze gelangt sind. experimentelle Methode dient nicht nur dazu, Experimente durchzuführen, Antworten auf die gestellten Fragen zu erhalten, sondern auch, um die Richtigkeit der zu Beginn angenommenen Hypothese zu bringen oder Ihnen zu ermöglichen, sie zu korrigieren.
Der vollständige Zyklus der experimentellen Forschung besteht aus mehreren Phasen. Wie die Beobachtung setzt ein Experiment das Vorhandensein eines klar formulierten Forschungsziels, eines Plans, voraus und basiert auf Vorgaben, d.h. Startpositionen. Daher ist es zu Beginn eines Experiments notwendig, seine Ziele und Zielsetzungen zu bestimmen und mögliche Ergebnisse zu berücksichtigen. Ein wissenschaftliches Experiment muss gut vorbereitet und sorgfältig durchgeführt werden. Zudem erfordert das Experiment eine gewisse Qualifikation der durchführenden Forscher.
In der zweiten Stufe werden konkrete Methoden und Mittel der technischen Umsetzung und Steuerung ausgewählt. Im letzten halben Jahrhundert wurden Methoden der mathematischen Planung und Experimente in der Biologie weit verbreitet. Die Ergebnisse des Experiments werden dann interpretiert, was ihre Interpretation ermöglicht. Das Design, der Plan zur Durchführung und die Interpretation der Ergebnisse des Experiments hängen also viel mehr von der Theorie ab als von der Suche und Interpretation von Beobachtungsdaten.
Nachdem das Faktenmaterial gesammelt wurde, muss es zunächst beschrieben werden. Daher werden biologische Beobachtungen immer von einer Beschreibung des Untersuchungsobjekts begleitet. Unter dem Empirischen Bezeichnung wird als „Fixierung mittels einer natürlichen oder künstlichen Sprache von Informationen über Objekte, die bei der Beobachtung gegeben werden“, verstanden. Dies bedeutet, dass es möglich ist, das Ergebnis der Beobachtung in Zahlen, Formeln sowie auf visuelle Weise - mit Hilfe von Zeichnungen, Diagrammen, Grafiken - zu beschreiben. Die durch Beobachtung gewonnene Tatsache kann mehrwertig sein, da sie von vielen Begleitumständen abhängt und vom Beobachter, Ort und Zeit des Geschehens geprägt ist. Daher folgt streng genommen nur aus dem Vorhandensein einer Tatsache nicht ihre Wahrheit. Mit anderen Worten, Tatsachen müssen interpretiert werden.
Arbeiten zur Beschreibung der Tierwelt, durchgeführt im XVI-XVII Jahrhundert. in der Biologie, war für seine Entwicklung von großer Bedeutung. Sie öffnete den Weg zur Systematisierung tierischer und pflanzlicher Organismen und zeigte ihre ganze Vielfalt. Darüber hinaus hat diese Aktivität die Informationen über die Formen und die innere Struktur lebender Organismen erheblich erweitert.
Später bildete die deskriptive Methode die Grundlagevergleichend und historisch biologische Methoden. Korrekt verfasste Beschreibungen, die an verschiedenen Orten zu unterschiedlichen Zeiten erstellt wurden, können verglichen werden. Damit lassen sich Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Organismen und ihren Teilen vergleichend untersuchen. Ein Biologe findet Muster, die verschiedenen Phänomenen gemeinsam sind, und verfügt über die entsprechenden Beschreibungen. Er kann die Größe der Schalen von Mollusken derselben biologischen Art heute und unter Lamarck, das Verhalten eines Elchs in Sibirien und Alaska, das Wachstum von Zellkulturen vergleichen bei niedrigen und hohen Temperaturen usw. . Daher verbreitete sich die vergleichende Methode im 18. Jahrhundert. Die Systematik basierte auf ihren Prinzipien und eine der größten Verallgemeinerungen wurde gemacht - die Zelltheorie wurde geschaffen.
Historisch die Methode der Untersuchung natürlicher Phänomene verdeutlicht die Gesetzmäßigkeiten des Auftretens und der Entwicklung biologischer Systeme, die Bildung ihrer Struktur und Funktionen; ist die Grundlage für die Entstehung der Evolutionstheorie. Mit der Einführung dieser Methode in die Biologie vollzogen sich qualitative Veränderungen: Von einer rein beschreibenden Wissenschaft begann sie sich in eine erklärende Wissenschaft zu wandeln.
StatistischDie Methode zur Untersuchung von Naturphänomenen basiert auf der Sammlung, Messung und Analyse von Informationen.
MethodeModellieren ist die Untersuchung eines bestimmten Prozesses oder Phänomens durch dessen Rekonstruktion (oder seiner Eigenschaften) in Form eines Modells.
Diese Methoden erschöpfen nicht das gesamte Methodenarsenal der Biologie. Jede biologische Wissenschaft hat ihre eigenen Methoden, um ihr Thema zu studieren. Beispielsweise verwendet die Mikrobiologie mikroskopische Methoden, Kultivierung von Mikroorganismen, Sterilisationsmethoden; in der Genetik - Zwilling, Hybridologie, Phänogenetik, Population und andere, die in den nächsten Lektionen ausführlicher besprochen werden.
Die Hauptphasen der wissenschaftlichen Forschung umfassen Folgendes:
Formulierung des Problems.
Formulierung des Themas, der Ziele und Ziele der Studie.
Hypothesen (wissenschaftliche Annahmen).
Versuchsplanung, Wahl der Forschungsmethoden.
Durchführung des praktischen Teils des Studiums, Erfassung qualitativer und quantitativer Ergebnisse.
Mehrfache Wiederholung des Versuchs zur Sicherheit.
Verarbeitung der erhaltenen Ergebnisse.
Analyse der erhaltenen Ergebnisse.
Formulierung von Schlussfolgerungen, Testen von Hypothesen.
Bestimmung des Umfangs der ungelösten Probleme.
Erstellung der Studienergebnisse.
Basierend auf der Analyse experimenteller Daten oder wissenschaftlicher Fakten (Ereignisse oder Phänomene, die durch die Studien vieler Wissenschaftler genau festgestellt und wiederholt bestätigt werden) kann eine Theorie formuliert werden (ein System des allgemeinsten Wissens auf einem bestimmten Gebiet der Wissenschaft) oder ein Gesetz - eine verbale und/oder mathematisch formulierte Aussage, die die Beziehung beschreibt, die Beziehung zwischen verschiedenen wissenschaftlichen Konzepten, die als Erklärung der Tatsachen vorgeschlagen und in diesem Stadium von der wissenschaftlichen Gemeinschaft als konsistent mit experimentellen Daten anerkannt wird.
Aufgaben
2. Füllen Sie anhand der Tabelle „Die wichtigsten Daten in der Biologie“ (Anhang 1) die vierte Spalte der Tabelle mit 2-3 Anwendungsbeispielen für jede Methode aus.
3. Wählen Sie die drei (aus Ihrer Sicht) wichtigsten Ereignisse in der Entwicklung aus:
- Mikrobiologie;
- Zytologie;
- Genetik.
4. Das Labor untersuchte den Einfluss der Temperatur auf die Vermehrung von Bakterien. Nach dem Experiment wurden die folgenden Daten erhalten: Bei einer Temperatur von 5 ° C betrug die Anzahl der Bakterien 30, bei 48 ° C - 140, bei 70 ° C - 280, bei 80 ° C - 279, bei 100 ° C - 65. Reflektieren Sie diese Daten in der Tabelle und in der Grafik. Beschreiben Sie das resultierende Muster. Bestimmen Sie die optimale Entwicklungstemperatur für diese Art von Bakterien.
5. Erstellen Sie einen groben Plan für ein Experiment, um die Ursachen des Verderbens eines beliebigen Lebensmittelprodukts zu untersuchen, einschließlich der erforderlichen Artikel:
- kurze Objektbeschreibung, Problemstellung, Hypothesenformulierung;
- Zweck und Ziele der Arbeit;
- Faktoren, die Sie studieren möchten;
- Ausgabeparameter und Methoden ihrer Steuerung, die Sie verwenden möchten;
- die Anzahl der Wiederholungen jeder Erfahrung;
- mögliche Optionen für die Präsentation der erhaltenen Daten;
- der mögliche wissenschaftliche und praktische Wert Ihrer Ergebnisse.
Biologie: Lehrbuch für Studenten. Honig. Spezialist. Universitäten: In 2 Büchern. / [V.N. Yarygin, W.I. Wassiljewa, I.N. Wolkow, V. V. Sinelschtschikowa]; ed. VN Yarygin, Buch 1. - 6. Aufl., gelöscht. - M.: Gymnasium, 2004. - 429 S.
Biologie: Lehrbuch für Studenten. Honig. Spezialist. Universitäten: In 2 Büchern. / [V.N. Yarygin, W.I. Wassiljewa, I. N. Wolkow, V. V. Sinelschtschikowa]; ed. VN Yarygin, Buch 2. - 6. Aufl., Sr. - M. : Höhere Schule, 2004. - 331 p. 27
Taylor, D. Biology: in 3 Bänden / D. Taylor, N. Green, W. Stout; ed. R. Sopera; pro. aus dem Englischen, V.1. - M. : Mir, 2001. - 454 S.
Taylor, D. Biology: in 3 Bänden / D. Taylor, N. Green, W. Stout; ed. R. Sopera; pro. aus dem Englischen, v.2. - M.: Mir, 2002. - 436 S.
Taylor, D. Biology: in 3 Bänden / D. Taylor, N. Green, W. Stout; ed. R. Sopera; pro. aus dem Englischen, v.3. - M. : Mir, 2002. - 451 S.
Levitina T. P. Allgemeine Biologie: Wörterbuch der Konzepte und Begriffe. St. Petersburg: Parität, 2002. - 538 p.
Biologie [Elektronische Ressource]. - Zugriffsmodus: http://bse.sci-lib.com/article118100.html
Biologie [Elektronische Ressource]. - Zugriffsmodus: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E8%EE%EB%EE%E3%E8%FF
Panteleev, M. Biologische Komplexität ist das Hauptproblem der modernen Biologie [Elektronische Ressource]. - Zugriffsmodus: http://www.gazeta.ru/science/2011/08/14_a_3733061.shtml
Projekt "All Biology" [Elektronische Ressource]. - Zugriffsmodus: http://sbio.info/
Anhang 1
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SCHLÜSSELDATEN IN DER ENTWICKLUNG DER BIOLOGIE |
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Anders als Klatsch und Tratsch ist wissenschaftliches Wissen überprüfbar und betrifft reale Dinge und wiederkehrende Ereignisse. Jede Person kann auf Wunsch jedes wissenschaftliche Experiment wiederholen, dh sicherstellen, dass die Natur auf diese Weise eine bestimmte Frage „antwortet“. In dieser Lektion lernen Sie, woher wissenschaftliche Erkenntnisse kommen, was wissenschaftliche Tatsachen, Hypothesen und Theorien sind, machen sich mit den Grundideen der wissenschaftlichen Methode vertraut und finden heraus, welche Methoden zur Gewinnung von Erkenntnissen die Biologie verwendet. Der Unterricht konzentriert sich auf vergleichende beschreibende, historische und experimentelle Methoden.
Thema: Einführung
Lektion: Forschungsmethoden in der Biologie
Die Wissenschaft- Dies ist einer der Bereiche menschlicher Aktivität, deren Zweck das Studium und die Kenntnis der umgebenden Welt ist. Jede Wissenschaft hat ihre Forschungsmethoden, aber die Aufgabe jeder Wissenschaft ist Aufbau eines zuverlässigen Wissenssystems beyogen auf Fakten und Verallgemeinerung das konnte bestätigt oder widerlegt werden.
Eine wissenschaftliche Tatsache ist nur eine, die reproduziert oder bestätigt werden kann. Beobachtungen, die nicht reproduziert werden können, werden als unwissenschaftlich verworfen. Wenn ein Wissenschaftler eine Entdeckung macht, veröffentlicht er Informationen darüber in Fachzeitschriften, dank der Veröffentlichung können die Ergebnisse von anderen Wissenschaftlern überprüft und nachgeprüft werden – dies dient als Anreiz für eine gründlichere Überprüfung und Analyse der eigenen Experimente.
Eine weitere Form der Wissensverbreitung sind Symposien und Konferenzen, die von Wissenschaftlern verschiedener Fachrichtungen (Botaniker, Zoologen, Genetiker, Mediziner etc.) organisiert werden. Bei solchen Veranstaltungen kommunizieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler miteinander, diskutieren über die Arbeit von Kollegen und knüpfen kreative Kontakte.
wissenschaftliche Methode ist eine Reihe von Techniken und Operationen, die beim Aufbau eines Systems wissenschaftlicher Erkenntnisse verwendet werden.
Eines der Grundprinzipien der wissenschaftlichen Methode ist die Skepsis – die Ablehnung blinden Autoritätsvertrauens. Der Wissenschaftler behält immer eine gewisse Skepsis und testet jede neue Entdeckung.
Hauptsächlich biologische Methoden sind: beschreibend, vergleichend, historisch und Experimental-.
Beschreibende Methode ist das älteste, weil es von Wissenschaftlern der Antike verwendet wurde, es basiert auf Beobachtungen. Bis etwa zum 17. Jahrhundert war es das wichtigste in der Biologie, da sich Wissenschaftler mit der Beschreibung von Tieren und Pflanzen und ihrer primären Systematisierung beschäftigten, aber es hat bis heute nicht an Relevanz verloren, beispielsweise wird es zur Beschreibung verwendet neue Arten (siehe Abb. 1).
Reis. 1. Von Wissenschaftlern beschriebene neue Tierarten
Vergleichende Methode- ermöglicht es Ihnen, Ähnlichkeiten zwischen Organismen und ihren Teilen zu identifizieren. Es wird seit dem 17. Jahrhundert verwendet.
Die mit dieser Methode gewonnenen Informationen bildeten die Grundlage der Systematik von Carl von Linné, ermöglichten Theodor Schwann und Matthias Schleiden, die Zelltheorie zu formulieren, bildeten die Grundlage des von Carl Baer entdeckten Gesetzes der Keimähnlichkeit.
Nun ist es sehr schwierig, eine Grenze zwischen den beschreibenden und vergleichenden Methoden zu ziehen, da sie auf komplexe Weise zur Lösung von Problemen in der Biologie verwendet werden.
historische Methode ermöglicht es Ihnen, die früher gewonnenen Fakten nachzuvollziehen und mit bisher bekannten Ergebnissen zu vergleichen. Es ist seit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts dank der Arbeiten von Charles Darwin weit verbreitet, der mit seiner Hilfe die Muster des Auftretens und der Entwicklung von Organismen, die Bildung ihrer Strukturen und Funktionen in Zeit und Raum untermauerte ( siehe Abb. 2). Die Anwendung der historischen Methode ermöglichte es, die Biologie von einer beschreibenden Wissenschaft in eine erklärende umzuwandeln.
Reis. 2. Geschichte der menschlichen Evolution
experimentelle Methode- Die Verwendung dieser Methode ist mit dem Namen von William Harvey verbunden, der sie in seinen Experimenten zur Untersuchung des Blutkreislaufs verwendete (siehe Abb. 3). Aber diese Methode ist seit dem 20. Jahrhundert weit verbreitet, vor allem bei der Untersuchung physiologischer Prozesse.
Reis. 3 W. Harveys Erfahrung bei der Untersuchung des Blutkreislaufs
experimentelle Methode ermöglicht es Ihnen, ein bestimmtes Phänomen mit Hilfe von Erfahrung zu untersuchen. Einen großen Beitrag zur Anerkennung der experimentellen Methode in der Biologie leistete Gregor Mendel, der bei der Untersuchung der Vererbung und Variabilität von Organismen das Experiment erstmals nutzte, um nicht nur Daten über die untersuchten Phänomene zu erhalten, sondern auch um die zu testen Hypothese.
Im 20. Jahrhundert wurde die experimentelle Methode zur führenden in der Biologie. Möglich wurde dies durch das Aufkommen neuer Instrumente, wie dem Elektronenmikroskop, der Nutzung von Methoden der Chemie, Physik und Biologie (siehe Abb. 4).
Reis. 4. Moderne Experimente und Laborgeräte, die die experimentelle Forschungsmethode symbolisieren
In der biologischen Forschung wird häufig die Modellierung bestimmter Prozesse verwendet, das heißt, sie beinhalten sowohl mathematische Methoden als auch Computermodellierung.
Wissenschaftliche Forschung besteht aus den folgenden Phasen: auf der Grundlage der erhaltenen Fakten, Beobachtungen oder Experimente formuliert Problem, für seine vorgeschlagene Lösung Hypothesen. Hypothesen kontinuierlich verbessert und weiterentwickelt. Hypothese, was mit einer Vielzahl von Beobachtungen übereinstimmt, wird Theorie. Gut Theorie entwickelt und erweitert sich um zusätzliche Fakten wie sie berühmt werden.
Gut Theorie kann neue Tatsachen vorhersagen, sowie neue Verbindungen zwischen Phänomenen zu finden, und dann wird die Theorie zu einer Regel oder einem Gesetz.
Hausaufgaben
1. Was ist Wissenschaft?
2. Definieren Sie die Konzepte: Tatsache, Hypothese, Theorie.
3. Welches sind die Hauptstadien der wissenschaftlichen Forschung, die Sie kennen?
4. Was ist das Wesen vergleichender deskriptiver Forschungsmethoden?
5. Was ist ein Experiment?
6. Beschreiben Sie die historische Methode zur Untersuchung biologischer Objekte.
7. Wie kam es zur Entstehung der Methoden der Biologie? Welche von ihnen sind die ältesten? Was kann man neu nennen?
3. Biologische Ausbildung am MIPT ().
Referenzliste
1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Allgemeine Biologie 10-11 Klasse Bustard, 2005.
2. Belyaev D.K. Biologie Klasse 10-11. Allgemeine Biologie. Ein Grundniveau von. - 11. Aufl., Stereotyp. - M.: Bildung, 2012. - 304 S.
3. Biologie Klasse 11. Allgemeine Biologie. Profilebene / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin und andere - 5. Aufl., Stereotyp. - Trappe, 2010. - 388 S.
4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologie 10-11 Klasse. Allgemeine Biologie. Ein Grundniveau von. - 6. Aufl., erg. - Trappe, 2010. - 384 p.
