Kaikkien koulujen ja vain tieteiden joukossa biologia on erillisellä paikalla. Loppujen lopuksi tämä on vanhin, ensimmäinen ja luonnontiede, jonka kiinnostus syntyi ihmisen itsensä ja hänen evoluutionsa tullessa. Eri aikakausina tämän tieteenalan tutkimus kehittyi eri tavalla. Biologian tutkimusta tehtiin uusien menetelmien avulla. On kuitenkin edelleen niitä, jotka olivat merkityksellisiä alusta alkaen eivätkä ole menettäneet merkitystään. Mitä nämä tavat opiskella tiedettä ja mikä tämä tieteenala yleensä on, tarkastelemme tässä artikkelissa.
Biologia tieteenä
Jos tutkit sanan "biologia" etymologiaa, latinasta käännettynä se kuulostaa kirjaimellisesti "elämän tieteeltä". Ja todellakin on. Tämä määritelmä heijastaa tarkasteltavana olevan tieteen ydintä. Biologia tutkii koko planeettamme elämän monimuotoisuutta ja tarvittaessa sen rajojen ulkopuolella.
On olemassa useita biologisia, joissa kaikki biomassan edustajat yhdistetään yhteisten morfologisten, anatomisten, geneettisten ja fysiologisten ominaisuuksien mukaan. Nämä ovat valtakunnat:
- Eläimet.
- Kasveja.
- Sienet.
- Virukset.
- Bakteerit tai prokaryootit.
Jokaista niistä edustaa valtava määrä lajeja ja muita taksonomisia yksiköitä, mikä korostaa jälleen kerran planeettamme luonnon monimuotoisuutta. tieteenä - tutkia niitä kaikkia, syntymästä kuolemaan. Myös paljastaa evoluution mekanismeja, suhdetta toisiinsa ja ihmiseen, luontoa itseään.
Biologia on vain yleinen nimi, joka sisältää koko perheen alatieteitä ja tieteenaloja, jotka käsittelevät yksityiskohtaista tutkimusta elävien olentojen ja elämän ilmenemismuotojen alalla.
Kuten jo edellä mainittiin, ihmiset ovat tutkineet biologiaa muinaisista ajoista lähtien. Ihminen oli kiinnostunut siitä, miten kasvit, eläimet ja hän itse on järjestetty. Villieläimistä tehtiin havaintoja ja tehtiin johtopäätöksiä, jolloin kerättiin faktamateriaalia, tieteen teoreettista perustaa.
Nykyaikaisen biologian saavutukset ovat yleensä edenneet pitkälle ja antavat mahdollisuuden tarkastella pienimpiin ja kuvittelemattomimpiin rakenteita, häiritä luonnollisten prosessien kulkua ja muuttaa niiden suuntaa. Millä tavoin tällaisia tuloksia on aina ollut mahdollista saavuttaa?
Tutkimusmenetelmät biologiassa
Tiedon saamiseksi on käytettävä erilaisia menetelmiä sen hankkimiseksi. Tämä koskee myös biologisia tieteitä. Siksi tällä alalla on omat toimenpiteet, jotka mahdollistavat metodologisen ja tosiasiallisen säästöpossun täydentämisen. Nämä tutkimusmenetelmät koulussa väistämättä vaikuttavat tähän aiheeseen, koska tämä kysymys on perusta. Siksi näistä menetelmistä keskustellaan jopa viidennellä luokalla luonnonhistorian tai biologian tunneilla.
Mitkä ovat tutkimusmenetelmät?
- Kuvaus.
- biologiassa.
- Koe.
- Vertailu.
- Mallinnusmenetelmä.
- historiallisella tavalla.
- Modernisoidut vaihtoehdot perustuvat viimeisimmän teknologian ja nykyaikaisten laitteiden käyttöön. Esimerkiksi: elektronispektroskopia ja -mikroskopia, värjäysmenetelmä, kromatografia ja muut.
Ne kaikki ovat aina olleet tärkeitä ja ovat niitä edelleen. Niiden joukossa on kuitenkin yksi, joka ilmestyi ensimmäisenä ja on edelleen tärkein.
Havaintomenetelmä biologiassa
Tämä tutkimuksen versio on ratkaiseva, ensimmäinen ja merkittävä. Mitä havainto on? Tämä on mielenkiintoisen tiedon hankkimista kohteesta aistien avulla. Eli kuulet, millainen elävä olento on edessäsi kuulo-, näkö-, kosketus-, haju- ja makuelinten avulla.
Näin esi-isämme oppivat erottamaan biomassan alkuaineet. Näin biologian tutkimus jatkuu tähän päivään asti. Onhan mahdotonta tietää, kuinka toukka nukkuu ja perhonen nousee kotelosta, jos et tarkkaile sitä omin silmin kiinnittäen jokaista hetkeä.
Ja tällaisia esimerkkejä on satoja. Kaikki eläintieteilijät, mykologit, kasvitieteilijät, algologit ja muut tutkijat tarkkailevat valittua kohdetta ja saavat täydelliset tiedot niiden rakenteesta, elämäntavasta, vuorovaikutuksesta ympäristön kanssa, fysiologisten prosessien ominaisuuksista ja muista organisoinnin hienouksista.
Siksi havainnointimenetelmää biologiassa pidetään tärkeimpänä, historiallisesti ensimmäisenä ja merkittävimpänä. Sen lähellä on toinen tutkimusmenetelmä - kuvaus. Loppujen lopuksi ei riitä havainnointi, sinun on myös kuvailtava, mitä onnistuit näkemään, eli korjata tulos. Tulevaisuudessa tästä tulee teoreettinen tietopohja tietystä kohteesta.
Otetaan esimerkki. Jos iktyologin on suoritettava tutkimusta tietyntyyppisen kalalajin, esimerkiksi vaaleanpunaisen ahven, alalla, hän tutkii ensinnäkin jo olemassa olevaa teoreettista perustaa, joka on koottu häntä edeltäneiden tutkijoiden havaintojen mukaan. Sen jälkeen hän siirtyy itse havaintoihin ja kirjaa huolellisesti kaikki saadut tulokset. Sen jälkeen suoritetaan sarja kokeita ja tuloksia verrataan jo aiemmin saatavilla oleviin. Joten selviää kysymys, missä esimerkiksi tämäntyyppiset kalat voivat kutea? Mitä ehtoja he tarvitsevat tähän ja kuinka laajasti ne voivat vaihdella?
On selvää, että biologian havainnointimenetelmä sekä kuvaus, vertailu ja kokeilu liittyvät läheisesti yhdeksi kokonaisuudeksi - villieläinten tutkimusmenetelmiksi.
Koe
Tämä menetelmä ei ole tyypillinen vain biologialle, vaan myös kemialle, fysiikalle, tähtitiedelle ja muille. Sen avulla voit visuaalisesti todentaa yhden tai toisen teoreettisesti esitetyn oletuksen. Kokeen avulla vahvistetaan tai kumotaan hypoteeseja, luodaan teorioita ja esitetään aksioomia.
Kokeellisesti löydettiin eläinten verenkierron, kasvien hengityksen ja fotosynteesin ympyrät sekä monet muut fysiologiset elintärkeät prosessit.
Mallintaminen ja vertailu
Vertailu on menetelmä, jonka avulla voit piirtää kullekin lajille evoluutioviivan. Tämä menetelmä on tiedon vastaanottamisen taustalla, jonka perusteella laaditaan lajiluokitus, rakennetaan elämänpuu.
Mallintaminen puolestaan on matemaattisempaa, varsinkin jos puhumme mallin rakentamismenetelmästä tietokoneella. Tämä menetelmä sisältää sellaisten tilanteiden luomisen kohteen tutkimuksen aikana, joita ei voida havaita luonnollisissa olosuhteissa. Esimerkiksi kuinka tämä tai tuo lääke vaikuttaa ihmiskehoon.
historiallinen menetelmä
Sen taustalla on kunkin organismin alkuperän ja muodostumisen tunnistaminen, sen kehitys ja transformaatio evoluution aikana. Saatujen tietojen perusteella rakennetaan teorioita ja esitetään hypoteeseja elämän syntymisestä maapallolle, kunkin luonnonvaltakunnan kehityksestä.
Biologia 5. luokalla
On erittäin tärkeää herättää opiskelijoiden kiinnostus kyseistä tiedettä kohtaan ajoissa. Nykyään ilmestyy oppikirjoja "Biologia. Luokka 5", havainto niissä on tärkein menetelmä tämän aiheen opiskeluun. Näin kaverit hallitsevat vähitellen tämän tieteen täyden syvyyden, ymmärtävät sen merkityksen ja tärkeyden.
Jotta oppitunnit olisivat mielenkiintoisia ja lapset herättäisivät kiinnostusta tutkittavaan kohtaan, tälle menetelmälle tulisi varata enemmän aikaa. Loppujen lopuksi vasta kun opiskelija itse tarkkailee solujen käyttäytymistä ja niiden rakennetta mikroskoopilla, hän pystyy ymmärtämään tämän prosessin täyden kiinnostavuuden ja kuinka hienovaraista ja tärkeää se kaikki on. Siksi nykyaikaisten vaatimusten mukaan aktiivinen lähestymistapa aiheen opiskeluun on avain opiskelijoiden tiedon onnistuneeseen omaksumiseen.
Ja jos lapset heijastavat jokaista tutkittavaa prosessia biologian havaintojen päiväkirjassa, niin aiheen jälki säilyy heillä koko elämän. Näin maailma ympärillä muodostuu.
Aiheen syvällinen opiskelu
Jos puhumme erikoisluokista, joiden tarkoituksena on syvemmälle, yksityiskohtaisempaan tieteen tutkimukseen, meidän pitäisi sanoa tärkeimmistä. Tällaisille lapsille tulisi kehittää erityinen syvällisen biologian opiskeluohjelma, joka rakentuu kentällä tehtyihin havaintoihin (kesäkäytäntöön) sekä meneillään olevaan kokeelliseen tutkimukseen. Lasten täytyy itse olla vakuuttuneita teoreettisesta tiedosta, joka on laitettu heidän päähänsä. Silloin uudet löydöt, saavutukset ja tieteen ihmisten synty ovat mahdollisia.
Koululaisten biologisen koulutuksen rooli
Yleensä lasten täytyy opiskella biologiaa, ei vain siksi, että luontoa on rakastettava, suojeltava ja suojeltava. Mutta myös siksi, että se laajentaa merkittävästi heidän näköalojaan, antaa heille mahdollisuuden ymmärtää elämänprosessien virtauksen mekanismeja, tuntea itsensä sisältäpäin ja hoitaa terveyttään huolella.
Jos kerrot lapsille säännöllisesti modernin biologian saavutuksista ja miten se vaikuttaa ihmisten elämään, he itse ymmärtävät tieteen tärkeyden ja merkityksen. He ovat täynnä rakkautta sitä kohtaan, mikä tarkoittaa, että he rakastavat sen kohdetta - villieläimiä.
Modernin biologian saavutukset
Niitä on tietysti monia. Jos määrittelemme vähintään viidenkymmenen vuoden ajanjakson, voimme luetella seuraavat merkittävät saavutukset kyseessä olevan tieteen alalla.
- Eläinten, kasvien ja ihmisten genomin salaus.
- Solujen jakautumisen ja kuoleman mekanismien avaaminen.
- Paljastaa geneettisen tiedon virtauksen ydin kehittyvässä organismissa.
- Elävien olentojen kloonaus.
- Biologisesti aktiivisten aineiden, lääkkeiden, antibioottien, viruslääkkeiden luominen (synteesi).
Nykyaikaisen biologian samanlaiset saavutukset antavat henkilölle mahdollisuuden hallita joitain ihmisten ja eläinten sairauksia, mikä estää niitä kehittymästä. Niiden avulla voidaan ratkaista monia ongelmia, jotka valtaavat ihmiset 2000-luvulla: kauhistuttavien virusten epidemiat, nälkä, juomaveden puute, huonot ympäristöolosuhteet ja muut.
Biologia on tiedettä. Mikä erottaa tieteen muista ihmisen toiminnan alueista? Lähestymistapa ilmiöiden tutkimiseen. Tämä lähestymistapa on tieteellinen menetelmä.
tieteellinen metodi- joukko perusmenetelmiä uuden tiedon hankkimiseksi ja menetelmien ongelmien ratkaisemiseksi minkä tahansa tieteen puitteissa.
Tieteellinen menetelmä sisältää tietyn systemaattisen lähestymistavan:
- Tosiasioiden tarkkaileminen ja niiden mittaaminen, eli havainnon kuvaus - määrällinen ja/tai laadullinen.
- Tulosten analyysi- systematisointi, pää- ja toissijaisen tunnistaminen.
- Yleistys - muotoilu hypoteeseja ja sitten jo - teorioita.
Ennuste: muotoilemalla ehdotetun hypoteesin tai hyväksytyn teorian seurauksia käyttämällä päättelyä, induktiota tai muita loogisia menetelmiä.
Tutkimus ennustettavissa olevia seurauksia kokeilun kautta.
Kiinnitä huomiota kohtaan 5. Ilman sitä lähestymistapaa ei voida pitää tieteellisenä.!
On tärkeää ymmärtää käsitteiden ero hypoteesi ja teoria.
- Hypoteesi on lausunto, olettamus, joka on edelleen ei todistettu.
Kun hypoteesi todistetaan, siitä tulee teoria, lause tai tosiasia. Kumottu hypoteesi menee luokkaan vääriä väitteitä. Hypoteesia, jota ei ole vielä todistettu, mutta ei kumottu, kutsutaan avoin ongelma.
- Teoria- tietojärjestelmä rakennettu tieteellisesti todistettu hypoteesi.
Miksi puhumme sytologia miten soluteoria- koska tätä edelsi valtava tieteellinen havaintoprosessi, tilastojen kerääminen - laadulliset ja määrälliset tiedot; saatujen tulosten systematisointi, hypoteesit ja ennusteet muotoiltiin, jotka sitten laadittiin kokeellisesti testattu ja vahvistettu. Lisäksi tämän teorian perusteella tehtiin seuraavat oletukset, jotka myös vahvistettiin kokeellisesti.
Menetelmät elävien esineiden tutkimiseen
- Havainnointi (empiirinen kognition menetelmä) - tietyn biologisen kohteen tai prosessin kuvaus;
- Vertailu — välttämätön kuvioiden löytämiseksi - mikä on yhteistä eri ilmiöille;
- Koe - luotu olosuhteet täsmälleen vastaavat havaittuja, kun taas biologisten esineiden ominaisuudet selkiytyvät; laadulliset ja määrälliset ominaisuudet ovat kiinteät.
- Historiallinen menetelmä - jo saatu ja menneisyydessä todistettu tieto, tieto, data paljastaa ja selittää elävän luonnon kehityksen lakeja nykyhetkellä.
Sitä pidetään ihanteellisena, kun kaikkia näitä menetelmiä käytetään yhdessä.
biologinen koe
- Laadullinen kokeilu m - yksinkertaisin biologisen kokeen tyyppi - sen tarkoitus - teoriassa oletetun ilmiön olemassaolon tai puuttumisen toteamiseksi.
- Mittauskoe - tunnistaa joitain määrällinen esineelle tai prosessille ominaista.
Biologisten kohteiden havainnointi, kuvaus ja mittaus
Havainto- tämä on suora, määrätietoinen esineiden tutkimus, joka perustuu pääasiassa sellaisiin ihmisen aistikykyihin kuin tunne, havainto, esitys.
Empiirinen kuvaus- tämä on luonnollisen tai keinotekoisen kielen avulla tapahtuvaa tiedon tallentamista havainnossa annetuista kohteista.
Itse asiassa tämä on nähdyn tai kuullun "käännös" tieteelliselle kielelle - käsitteitä ja määritelmiä, merkkejä, kaavioita, piirustuksia, kaavioita ja numeroita (tilastotietoja).
Toisin kuin kokeilu, empiirisellä kognitiomenetelmällä on mahdotonta puuttua tutkittavaan prosessiin, on mahdotonta vaikuttaa tai muuttaa sen kulkua.
Havainnointiin käytetään myös erilaisia teknisiä välitettyjä keinoja.
Luonnontieteellisen tiedon prosessi riippuu olennaisesti tieteen käyttämien teknisten keinojen kehityksestä.
Biologian roolia on vaikea yliarvioida. Hänen ansiostaan ihminen löysi mikro-organismeja itselleen. Tähän mennessä on olemassa mikroskooppeja, joiden avulla voit tutkia eläviä organismeja solunsisäisellä tasolla.
Tilastolliset mittaukset- ajassa muuttumattomien suureiden mittaukset.
Dynaamiset mittaukset- suureiden mittaukset, jotka muuttavat arvoaan ajan myötä (paine, lämpötila, väestötiheys jne.)
Ne ovat melko erilaisia, mutta ne kaikki perustuvat tieteellisiin kognitiomenetelmiin, jotka eroavat tietyssä lähestymistavassa.
Näiden tietojen tietäminen auttaa erottamaan varsinaisen tieteellisen tutkimuksen erilaisista laajalti harjoitetuista pseudotieteellisistä kokeista.
biologiset tieteet
JÄRJESTELMÄN KATEGORIOJEN MUKAAN:
- virologia (virusten valtakunta);
- mikrobiologia, bakteriologia (bakteerien valtakunta);
- kasvitiede (kasvikunta);
- mykologia (valtakunnan sienet);
- eläintiede (eläinkunta):
ELÄMÄN AINEISTON JÄRJESTYKSEN TASOILLE:
- molekyylibiologia - molekyylitasolla;
- sytologia, sytogenetiikka - solutasolla;
- morfologia ja fysiologia - organismin tasolla;
- ekologia, populaatioekologia - populaatio-laji-, biogeosenoottisella ja biosfäärin tasolla.
TUTKITUT PROSESSEISTA RIIPPUVASTI:
- genetiikka - tiede perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden prosesseista;
- embryologia - alkionkehityksen tiede;
- evoluutioteoria - evoluution opetuksen tiede;
- etologia- tiede eläinten käyttäytymisestä;
- yleinen biologia on tiedettä luonnonlajille yhteisistä laeista ja prosesseista.
| Agrobiologia | Soveltava tiede, joka yleistää viljelykasvien viljelyyn (kasvinviljelyyn) ja kotieläinjalostukseen (eläintalous) liittyvää tietoa biologian alalta |
| Algologia | Kasvitieteen ala, joka tutkii leviä |
| ihmisen anatomia | Tiede ihmiskehon rakenteesta, muodosta, sen muodostavista elimistä ja kudoksista |
| Biogeosenologia | Biologinen tieteenala, joka tutkii kasvi- ja eläinyhteisöjä kokonaisuutena, ts. biokenoosit, niiden koostumus, kehitys, leviäminen tilassa ja ajassa, alkuperä |
| Biometriset tiedot | Tilasto-osio, jonka menetelmien avulla tehdään kokeellisen tiedon ja havaintojen käsittelyä sekä kvantitatiivisten kokeiden suunnittelua biologisessa tutkimuksessa |
| Biotekniikka | Luonnon- ja tekniikan tieteiden integrointi, jonka avulla voidaan täysin toteuttaa elävien organismien tai niiden johdannaisten kyky luoda ja muokata tuotteita tai prosesseja eri tarkoituksiin |
| Biofysiikka | Fysiikan ja modernin biologian haara, joka tutkii elävien olentojen fyysisiä puolia kaikilla tasoilla, molekyyleistä ja soluista koko biosfääriin |
| Biokemia | Tiede elävien solujen kemiallisesta koostumuksesta. eliöt ja niiden elämän taustalla olevat kemialliset prosessit |
| Kasvitiede | Tiedejärjestelmä, joka tutkii kasvimaailmaa, sen monimuotoisuutta, rakennetta, elämää, kasvien levinneisyyttä, yhteyttä ympäristöön, yksilöllisen ja historiallisen kehityksen malleja |
| Bryology | sammalia tutkiva biologian ala |
| Virologia | viruksia tutkiva biologian ala |
| Genetiikka | Tiede, joka tutkii kehon perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden lakeja |
| Hydrobiologia | Tiede elämästä ja biologisista prosesseista vedessä |
| Histologia | Biologian ala, joka tutkii elävien organismien kudosten rakennetta |
| Dendrologia | Kasvitieteellinen ala, joka tutkii puumaisia kasveja (puut, pensaat ja pensaat) |
| Eläintiede | Tiedejärjestelmä, joka tutkii eläinmaailmaa, sen monimuotoisuutta, rakennetta, elämää, eläinten jakautumista, yhteyttä ympäristöön, yksilön ja historiallisen kehityksen malleja |
| Iktyologia | eläintieteen ala, joka tutkii kaloja |
| Mykologia | sienitiede |
| Mikrobiologia | Tiede, joka tutkii mikro-organismeja (paljaalla silmällä näkymättömiä): bakteereja, mikroskooppisia sieniä ja leviä |
| Molekyylibiologia | biologisten tieteiden kompleksi, joka tutkii geneettisen tiedon varastoinnin, välittämisen ja toteuttamisen mekanismeja, epäsäännöllisten biopolymeerien (proteiinit ja NA) rakennetta ja toimintoja |
| Morfologia | Tiede, joka tutkii elävän organismin ja sen osien ulkoista (muotoa, rakennetta, väriä) ja sisäistä rakennetta |
| Ornitologia | eläintieteen ala, joka tutkii lintuja |
| Psykofysiologia | Tieteidenvälinen ala psykologian, fysiologian ja matematiikan risteyksessä, joka tutkii objektiivisesti tallennettuja fysiologisten toimintojen muutoksia, jotka liittyvät havainto-, muistamis-, ajattelu- ja tunteiden henkisiin prosesseihin. |
| Sosiobiologia | Tieteidenvälinen tiede, joka muodostuu useiden tieteenalojen risteyksessä ja selittää elävien olentojen käyttäytymistä tietyillä evoluution aikana kehitetyillä eduilla |
| ihmisen fysiologia | Tiede elämänprosesseista (toiminnoista) ja niiden säätelymekanismeista soluissa, kudoksissa, elimissä, elinjärjestelmissä ja koko organismissa |
| Sytologia | Tiede soluista, joka tutkii solujen rakennetta ja toimintaa, niiden kemiallista koostumusta, kehitystä ja suhteita monisoluisissa organismeissa |
| Hyönteistiede | biologian ala, joka tutkii hyönteisiä |
| Etologia | Eläintieteen ala, joka tutkii eläinten käyttäytymistä luonnollisissa olosuhteissa. |
Harjoitus #1
Aihe: "Tutkimusmenetelmät biologiassa"
Tarkoitus: tutkia tärkeimpiä biologian tutkimusmenetelmiä; oppia käyttämään hankittua tietoa tiettyjen ongelmien ratkaisemiseen
Teoreettiset määräykset
Biologia tutkii eläviä järjestelmiä monin eri menetelmin. Tärkeimmät ovat havainnointi ja kokeilu, tärkeimmät ovat kuvailevat, vertailevat ja historialliset menetelmät; Tällä hetkellä tilastollisilla menetelmillä ja mallinnusmenetelmällä on yhä tärkeämpi rooli biologiassa.
Havainto on kaiken luonnontieteellisen tutkimuksen lähtökohta. Biologiassa tämä on erityisen havaittavissa, koska sen tutkimuksen kohteena on ihminen ja häntä ympäröivä luonto. Havainnointi tiedonkeruumenetelmänä on kronologisesti ensimmäinen tutkimusmenetelmä, joka ilmestyi biologian, tai pikemminkin jopa sen edeltäjän, luonnonhistorian arsenaaliin. Ja tämä ei ole yllättävää, koska havainnointi perustuu henkilön aistikykyihin (aisti, havainto, esitys).
Havainnot voivat olla suoria tai epäsuoria, teknisten apuvälineiden kanssa tai ilman. Niinpä lintututkija näkee linnun kiikarin läpi ja voi kuulla sen tai voi korjata ääniä laitteella ihmiskorvan kuuluvuuden ulkopuolella; histologi tarkkailee kiinteää ja värjättyä kudosleikkaa mikroskoopilla, ja vaikkapa molekyylibiologille havainto voi olla entsyymin pitoisuuden muutoksen fiksaatio koeputkessa.
Havainnossa ei ole tärkeää vain tarkkailijan tarkkuus, tarkkuus ja aktiivisuus, vaan myös hänen puolueettomuutensa, tietonsa ja kokemuksensa, oikea teknisten keinojen valinta. Ongelman ilmaisu edellyttää myös havaintosuunnitelman olemassaoloa, ts. heidän suunnitteluaan.
kokeellinen menetelmä Luonnonilmiöiden tutkimiseen liittyy aktiivinen vaikuttaminen niihin suorittamalla kokeita (kokeita) kontrolloiduissa olosuhteissa. Tämän menetelmän avulla voidaan tutkia ilmiöitä erillään ja saavuttaa tulosten toistettavuus samoissa olosuhteissa toistettaessa. Kokeilu tarjoaa muita tutkimusmenetelmiä syvemmän selvityksen biologisten ilmiöiden olemuksesta. Kokeiden ansiosta luonnontiede yleensä ja erityisesti biologia ovat päässeet luonnon peruslakien löytämiseen. kokeellinen menetelmä ei vain suorita kokeita, saa vastauksia esitettyihin kysymyksiin, vaan myös tuo alussa hyväksytyn hypoteesin oikeellisuuden tai mahdollistaa sen korjaamisen.
Kokeellisen tutkimuksen koko sykli koostuu useista vaiheista. Kuten havainnointi, kokeilu edellyttää selkeästi muotoillun tutkimustavoitteen, suunnitelman olemassaoloa ja perustuu esiasetuksiin, ts. aloitusasennot. Siksi kokeilua aloitettaessa on tarpeen määrittää sen tavoitteet ja tavoitteet, harkita mahdollisia tuloksia. Tieteellinen koe on valmisteltava hyvin ja se on suoritettava huolellisesti. Lisäksi koe vaatii sitä suorittavilta tutkijoilta tietyn pätevyyden.
Toisessa vaiheessa valitaan teknisen toteutuksen ja valvonnan erityiset menetelmät ja keinot. Viimeisen puolen vuosisadan aikana matemaattisen suunnittelun ja kokeiden menetelmiä on käytetty laajalti biologiassa. Tämän jälkeen kokeen tulokset tulkitaan, mikä mahdollistaa niiden tulkinnan. Siten kokeen suunnittelu, toteutussuunnitelma ja tulosten tulkinta ovat paljon enemmän riippuvaisia teoriasta kuin havaintotietojen etsimisestä ja tulkinnasta.
Kun asiaaineisto on kerätty, on ensinnäkin tarpeen kuvata se. Siksi biologisiin havaintoihin liittyy aina kuvaus tutkittavasta kohteesta. Empiirisen alaisena kuvaus"Kiinnitys luonnollisen tai keinotekoisen kielen avulla havainnoitavissa olevista kohteista". Tämä tarkoittaa, että havainnoinnin tulosta on mahdollista kuvata numeerisin termein, kaavoin sekä visuaalisesti - piirustusten, kaavioiden, kaavioiden avulla. Havainnon tuloksena saatu tosiasia voi olla moniarvoinen, koska se riippuu monista seuran olosuhteista ja kantaa jäljen havainnoijasta, tapahtuman paikasta ja ajasta. Siksi tiukasti ottaen pelkkä tosiasian läsnäolo ei seuraa sen totuutta. Toisin sanoen tosiasiat on tulkittava.
XVI-XVII vuosisadalla tehty työ villieläinten kuvauksesta. biologiassa, oli suuri merkitys sen kehitykselle. Hän avasi tien eläin- ja kasviorganismien systematisoinnille ja esitteli niiden kaiken monimuotoisuuden. Lisäksi tämä toiminta on merkittävästi laajentanut tietoa elävien organismien muodoista ja sisäisestä rakenteesta.
Myöhemmin pohjaksi muodostui kuvaava menetelmävertaileva ja historiallinen biologiset menetelmät. Eri paikoissa, eri aikoina tehtyjä oikein laadittuja kuvauksia voidaan verrata. Tämä mahdollistaa organismien ja niiden osien samankaltaisuuksien ja erojen tutkimisen vertailun avulla. Löytämällä eri ilmiöille yhteisiä malleja ja saamalla käyttöönsä asianmukaiset kuvaukset, biologi voi verrata saman biologisen lajin nilviäisten kuorien kokoa nykyään ja Lamarckin aikana hirven käyttäytymistä Siperiassa ja Alaskassa, soluviljelmän kasvua. matalissa ja korkeissa lämpötiloissa ja niin edelleen. Siksi vertaileva menetelmä yleistyi 1700-luvulla. Systematiikka perustui sen periaatteisiin ja tehtiin yksi suurimmista yleistyksistä - soluteoria luotiin.
Historiallinen luonnonilmiöiden tutkimusmenetelmällä selvitetään biologisten järjestelmien esiintymisen ja kehityksen säännönmukaisuudet, niiden rakenteen ja toiminnan muodostuminen; on perusta evoluutioteorian luomiselle. Tämän menetelmän käyttöönoton myötä biologiassa tapahtui laadullisia muutoksia: puhtaasti kuvailevasta tieteestä se alkoi muuttua selittäväksi tieteeksi.
Tilastollinenluonnonilmiöiden tutkimusmenetelmä perustuu tiedon keräämiseen, mittaamiseen ja analysointiin.
Menetelmämallinnus on tietyn prosessin tai ilmiön tutkimusta rekonstruoimalla se (tai sen ominaisuudet) mallin muodossa.
Nämä menetelmät eivät tyhjennä koko biologian käyttämien menetelmien arsenaalia. Jokaisella biologiatieteellä on omat menetelmänsä aiheensa tutkimiseen. Esimerkiksi mikrobiologia käyttää mikroskooppisia menetelmiä, mikro-organismien viljelyä, sterilointimenetelmiä; genetiikassa - kaksois-, hybridologinen, fenogeneettinen, populaatio ja muut, joista keskustellaan yksityiskohtaisemmin seuraavilla tunneilla.
Tieteellisen tutkimuksen päävaiheet ovat seuraavat:
Ongelman muotoilu.
Opinnäytetyön aiheen, päämäärien ja päämäärien muotoilu.
Hypoteesit (tieteelliset oletukset).
Kokeilun suunnittelu, tutkimusmenetelmien valinta.
Tutkimuksen käytännön osan suorittaminen, laadullisten ja määrällisten tulosten kirjaaminen.
Kokeen useita toistoja luotettavuuden vuoksi.
Saatujen tulosten käsittely.
Saatujen tulosten analyysi.
Johtopäätösten tekeminen, hypoteesien testaus.
Ratkaisemattomien ongelmien määrän määrittäminen.
Tutkimuksen tulosten laatiminen.
Kokeellisten tietojen tai tieteellisten tosiasioiden (tapahtumat tai ilmiöt, jotka on tarkasti vahvistettu ja monien tutkijoiden tutkimuksissa toistuvasti vahvistettu) analyysin perusteella voidaan muotoilla teoria (tietyn tieteenalan yleisimmän tiedon järjestelmä) tai laki - sanallinen ja/tai matemaattisesti muotoiltu lausunto, joka kuvaa suhdetta , eri tieteellisten käsitteiden välistä suhdetta, jota ehdotetaan tosiseikkojen selitykseksi ja jonka tiedeyhteisö tunnustaa tässä vaiheessa kokeellisten tietojen kanssa yhdenmukaiseksi.
Tehtävät
2. Täytä taulukon "Biologian tärkeimmät päivämäärät" (Liite 1) avulla taulukon neljäs sarake antamalla 2-3 esimerkkiä kunkin menetelmän käytöstä.
3. Valitse kolme (sinun kannaltasi) tärkeintä kehitysvaiheessa olevaa tapahtumaa:
- mikrobiologia;
- sytologia;
- genetiikka.
4. Laboratoriossa tutkittiin lämpötilan vaikutusta bakteerien lisääntymiseen. Kokeen jälkeen saatiin seuraavat tiedot: 5 ºС lämpötilassa bakteerien lukumäärä oli 30, 48 ºС - 140, 70 ºС - 280, 80 ºС - 279, 100 ºС - 65. Heijasta nämä tiedot. taulukossa ja kaaviossa. Kuvaile tuloksena olevaa kuviota. Määritä tämän tyyppisten bakteerien optimaalinen kehityslämpötila.
5. Tee karkea suunnitelma kokeesta, jossa tutkitaan minkä tahansa valitsemasi elintarviketuotteen pilaantumisen syitä, mukaan lukien tarvittavat tuotteet:
- lyhyt kuvaus kohteesta, ongelman kuvaus, hypoteesin muotoilu;
- työn tarkoitus ja tavoitteet;
- tekijät, joita haluat tutkia;
- lähtöparametrit ja niiden ohjaustavat, joita haluat käyttää;
- kunkin kokemuksen toistojen määrä;
- mahdolliset vaihtoehdot saatujen tietojen esittämiseksi;
- tulostesi mahdollinen tieteellinen ja käytännön arvo.
Biologia: oppikirja opiskelijoille. hunaja. asiantuntija. yliopistot: 2 kirjassa. / [V.N. Yarygin, V.I. Vasilyeva, I.N. Volkov, V.V. Sinelštšikova]; toim. V.N. Yarygin, kirja 1. - 6. painos, poistettu. - M.: Korkeakoulu, 2004. - 429 s.
Biologia: oppikirja opiskelijoille. hunaja. asiantuntija. yliopistot: 2 kirjassa. / [V.N. Yarygin, V.I. Vasilyeva, I.N. Volkov, V.V. Sinelštšikova]; toim. V.N. Yarygin, kirja 2. - 6. painos, Sr. - M. : Higher School, 2004. - 331 s. 27
Taylor, D. Biology: in 3 osas / D. Taylor, N. Green, W. Stout; toim. R. Sopera; per. englannista, V.1. - M.: Mir, 2001. - 454 s.
Taylor, D. Biology: in 3 osas / D. Taylor, N. Green, W. Stout; toim. R. Sopera; per. englannista, v.2. - M.: Mir, 2002. - 436 s.
Taylor, D. Biology: in 3 osas / D. Taylor, N. Green, W. Stout; toim. R. Sopera; per. englannista, v.3. - M.: Mir, 2002. - 451 s.
Levitina T. P. Yleinen biologia: Käsitteiden ja termien sanakirja. Pietari: Parity, 2002. - 538 s.
Biologia [Sähköinen resurssi]. - Käyttötila: http://bse.sci-lib.com/article118100.html
Biologia [Sähköinen resurssi]. - Käyttötila: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E8%EE%EB%EE%E3%E8%FF
Panteleev, M. Biologinen monimutkaisuus on modernin biologian pääongelma [Elektroninen resurssi]. - Käyttötila: http://www.gazeta.ru/science/2011/08/14_a_3733061.shtml
Project "All Biology" [elektroninen resurssi]. - Käyttötila: http://sbio.info/
Liite 1
|
BIOLOGIAN KEHITTYMISEN TÄRKEIMMÄT PÄIVÄMÄÄRÄT |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Toisin kuin juorut, tieteellinen tieto on todennettavissa ja koskee todellisia asioita ja toistuvia tapahtumia. Kuka tahansa voi halutessaan toistaa minkä tahansa tieteellisen kokeen, eli varmistaa, että luonto "vastaa" tiettyyn kysymykseen tällä tavalla. Tältä oppitunnilta opit, mistä tieteellinen tieto tulee, mitä tieteellinen tosiasia, hypoteesi ja teoria ovat, tutustut tieteellisen menetelmän perusajatuksiin, saat selville, mitä tiedonhankintamenetelmiä biologia käyttää. Oppitunti keskittyy vertaileviin kuvaileviin, historiallisiin ja kokeellisiin menetelmiin.
Aihe: Johdanto
Oppitunti: Biologian tutkimusmenetelmät
Tiede- tämä on yksi ihmisen toiminnan aloista, jonka tarkoituksena on ympäröivän maailman tutkiminen ja tunteminen. Jokaisella tieteellä on omansa tutkimusmenetelmät, mutta minkä tahansa tieteen tehtävä on luotettavan tiedon järjestelmän rakentaminen perustuen tosiasiat ja yleistys joka voidaan vahvistaa tai kumota.
Tieteellinen tosiasia on vain se, joka voidaan toistaa tai vahvistaa. Havainnot, joita ei voida toistaa, hylätään epätieteellisinä. Kun tiedemies tekee löydön, hän julkaisee siitä tietoa erikoislehdissä, julkaisun ansiosta muut tutkijat voivat tarkistaa ja tarkistaa tulokset uudelleen - tämä toimii kannustimena omien kokeidensa perusteellisempaan todentamiseen ja analysointiin.
Toinen tiedon levittämisen muoto ovat symposiumit ja konferenssit, joita järjestävät eri alojen tutkijat (kasvitieteilijät, eläintieteilijät, geneetikot, lääkärit jne.). Tällaisten tapahtumien aikana tiedemiehet kommunikoivat keskenään, keskustelevat kollegoiden työstä ja luovat luovia siteitä.
tieteellinen metodi on joukko tekniikoita ja toimintoja, joita käytetään tieteellisen tiedon järjestelmän rakentamisessa.
Yksi tieteellisen menetelmän perusperiaatteista on skeptisyys - auktoriteetin sokean luottamuksen hylkääminen. Tiedemies säilyttää aina tietynlaisen skeptisyyden ja testaa uusia löytöjä.
Main biologiset menetelmät ovat: kuvaileva, vertaileva, historiallinen ja kokeellinen.
Kuvaava menetelmä on vanhin, koska sitä käyttivät antiikin tutkijat, se perustuu havaintoihin. Noin 1600-luvulle asti se oli pääasiallinen biologiassa, sillä tiedemiehet harjoittivat eläinten ja kasvien kuvailua ja niiden ensisijaista systematisointia, mutta se ei ole menettänyt merkitystään tällä hetkellä, esimerkiksi sitä käytetään kuvaamaan. uusia lajeja (katso kuva 1).
Riisi. 1. Tiedemiesten kuvaamat uudet eläinlajit
Vertaileva menetelmä- voit tunnistaa yhtäläisyyksiä organismien ja niiden osien välillä. Se on ollut käytössä 1600-luvulta lähtien.
Tällä menetelmällä saatu tieto muodosti Carl Linnaeuksen systematiikan perustan, antoi Theodor Schwannille ja Matthias Schleidenille mahdollisuuden muotoilla soluteorian, muodostaa perustan Carl Baerin löytämälle itujen samankaltaisuuden laille.
Nyt on erittäin vaikea vetää rajaa kuvailevien ja vertailevien menetelmien välille, koska niitä käytetään monimutkaisesti ratkaisemaan biologian ongelmia.
historiallinen menetelmä avulla voit ymmärtää aiemmin hankitut tosiasiat ja verrata niitä aiemmin tunnettuihin tuloksiin. Sitä on käytetty laajalti 1800-luvun toiselta puoliskolta lähtien Charles Darwinin teosten ansiosta, jotka sen avulla perustelivat organismien ulkonäön ja kehityksen malleja, niiden rakenteiden ja toimintojen muodostumista ajassa ja tilassa ( katso kuva 2). Historiallisen menetelmän soveltaminen mahdollisti biologian muuttamisen kuvailevasta tieteestä selittäväksi.
Riisi. 2. Ihmisen evoluution historia
kokeellinen menetelmä- Tämän menetelmän käyttö liittyy William Harveyn nimeen, joka käytti sitä kokeissaan verenkierron tutkimiseksi (ks. kuva 3). Mutta tätä menetelmää on käytetty laajalti 1900-luvulta lähtien, pääasiassa fysiologisten prosessien tutkimuksessa.
Riisi. 3 W. Harveyn kokemus verenkierron tutkimisesta
kokeellinen menetelmä voit tutkia tiettyä ilmiötä kokemuksen avulla. Suuren panoksen biologian kokeellisen menetelmän hyväksymiseen antoi Gregor Mendel, joka tutkiessaan organismien perinnöllisyyttä ja vaihtelua käytti ensimmäistä kertaa koetta paitsi tiedon saamiseksi tutkituista ilmiöistä, myös testatakseen hypoteesi.
1900-luvulla kokeellisesta menetelmästä tuli johtava biologian menetelmä. Tämä tuli mahdolliseksi uusien instrumenttien, kuten elektronimikroskoopin, sekä kemian, fysiikan ja biologian menetelmien käytön ansiosta (ks. kuva 4).
Riisi. 4. Nykyaikaiset kokeet ja laboratoriolaitteet, jotka symboloivat kokeellista tutkimusmenetelmää
Biologisessa tutkimuksessa käytetään usein tiettyjen prosessien mallintamista, eli niihin liittyy sekä matemaattisia menetelmiä että tietokonemallinnusta.
Tieteellinen tutkimus koostuu seuraavista vaiheista: saatujen perusteella tosiasiat, havaintoja tai kokeita muotoillaan ongelma, sen esittämään ratkaisuun hypoteeseja. Hypoteesit parannetaan ja kehitetään jatkuvasti. Hypoteesi, joka on yhdenmukainen useiden havaintojen kanssa, tulee teoria. Hyvä teoria kehittyy ja laajenee muihin tosiasiat kun heistä tulee kuuluisia.
Hyvä teoria voi ennustaa uusia tosiasioita, sekä löytää uusia yhteyksiä ilmiöiden välille, jolloin teoriasta tulee sääntö tai laki.
Kotitehtävät
1. Mitä tiede on?
2. Määrittele käsitteet: tosiasia, hypoteesi, teoria.
3. Mitkä ovat tieteellisen tutkimuksen päävaiheet?
4. Mikä on vertailevien kuvailevien tutkimusmenetelmien ydin?
5. Mikä on kokeilu?
6. Kuvaa historiallinen menetelmä biologisten esineiden tutkimiseen.
7. Miten biologian menetelmien muodostuminen tapahtui? Mitkä niistä ovat vanhimpia? Mitä voidaan kutsua uudeksi?
3. Biologinen koulutus MIPT:ssä ().
Bibliografia
1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Yleinen biologia 10-11 luokka Bustard, 2005.
2. Beljajev D.K. Biologia luokka 10-11. Yleinen biologia. Perustaso. - 11. painos, stereotypia. - M.: Koulutus, 2012. - 304 s.
3. Biologian luokka 11. Yleinen biologia. Profiilitaso / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin ja muut - 5. painos, stereotypia. - Bustard, 2010. - 388 s.
4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologia 10-11 luokka. Yleinen biologia. Perustaso. - 6. painos, lisäys. - Bustard, 2010. - 384 s.
