Методы исследования в биологии

1. Введение

В мире, ко­то­рый нас окру­жа­ет, можно вы­де­лить пред­ме­ты нежи­вой при­ро­ды и живые объ­ек­ты. Зна­ния обо всех этих объ­ек­тах с раз­ных сто­рон можно пе­ре­дать или по­лу­чить с по­мо­щью раз­ных наук.

Опре­де­ле­ние. Наука – одна из сфер че­ло­ве­че­ской де­я­тель­но­сти, цель ко­то­рой – по­зна­ние окру­жа­ю­ще­го мира.

2. Основные методы изучения естественных наук

Раз­лич­ные науки имеют свои при­е­мы – ме­то­ды для изу­че­ния. Но су­ще­ству­ет лишь один общий прин­цип для каж­до­го уче­но­го неза­ви­си­мо от от­рас­ли, в ко­то­рой он ра­бо­та­ет, за­клю­ча­ю­щий­ся в том, что ни­ко­гда ни­че­го нель­зя при­ни­мать на веру. Любой фе­но­мен или яв­ле­ние необ­хо­ди­мо до­ка­зать. По­это­му на­уч­ны­ми фак­та­ми счи­та­ют­ся толь­ко те, ко­то­рые были до­ка­за­ны.

Для под­твер­жде­ния того или иного на­уч­но­го факта ино­гда тре­бу­ют­ся спе­ци­аль­ные усло­вия, на­при­мер, ла­бо­ра­то­рия (рис. 1). 

Рис. 1

Уче­ные по­сто­ян­но на­хо­дят­ся в по­ис­ках и раз­ра­бот­ке новых ме­то­дов, ко­то­рые по­мог­ли бы лучше по­знать, изу­чить окру­жа­ю­щий мир. Вы­де­ля­ют несколь­ко ме­то­дов изу­че­ния при­ро­ды, ко­то­рые удоб­но пред­ста­вить с по­мо­щью схемы.

3. Наблюдение

Для того чтобы про­де­лать метод – на­блю­де­ние, необ­хо­ди­мо сна­ча­ла вы­брать объ­ект, цель, по­ста­вить за­да­чи. Затем необ­хо­ди­мо по­до­брать необ­хо­ди­мые ме­то­ды и сред­ства для по­зна­ния вы­бран­но­го фе­но­ме­на, яв­ле­ния или объ­ек­та. И толь­ко потом можно про­из­во­дить на­блю­де­ние.

На­блю­де­ния бы­ва­ют раз­ны­ми, на­при­мер, пря­мы­ми (когда непо­сред­ствен­но на­блю­да­ют за по­ве­де­ни­ем ка­ко­го-ли­бо объ­ек­та) или кос­вен­ны­ми (когда ин­фор­ма­ция со­би­ра­ет­ся на ос­но­ве фи­зи­че­ских при­зна­ков свер­шив­ших­ся дей­ствий). На­блю­де­ния могут про­во­дить­ся с при­ме­не­ни­ем тех­ни­че­ских средств или без них.

На­при­мер, эн­то­мо­лог – уче­ный, ко­то­рый за­ни­ма­ет­ся изу­че­ни­ем на­се­ко­мых, может на­блю­дать за по­ве­де­ни­ем му­ра­вьев с по­мо­щью уве­ли­чи­тель­но­го стек­ла. А ор­ни­то­лог – уче­ный, ко­то­рый за­ни­ма­ет­ся изу­че­ни­ем птиц, будет на­блю­дать за их по­ве­де­ни­ем с по­мо­щью би­нок­ля, слу­шать пение с по­мо­щью при­бо­ров, поз­во­ля­ю­щих услы­шать даже те звуки, ко­то­рые не вос­при­ни­ма­ет че­ло­ве­че­ское ухо.

Необ­хо­ди­мо от­ме­тить, в чем за­клю­ча­ет­ся раз­ни­ца между на­уч­ным и обы­ден­ным на­блю­де­ни­ем. На­уч­ное на­блю­де­ние тре­бу­ет со­бран­но­сти, ак­ку­рат­но­сти, вни­ма­тель­но­сти, опре­де­лен­ной по­сле­до­ва­тель­но­сти. Ис­сле­до­ва­тель не дол­жен рас­пы­лять свое вни­ма­ние на ка­кие-ли­бо дру­гие окру­жа­ю­щие пред­ме­ты, яв­ле­ния или живые ор­га­низ­мы. Так, если уче­ный на­блю­да­ет за тем, как паук опре­де­лен­но­го вида пле­тет свою па­у­ти­ну, то он не может рас­се­и­вать свое вни­ма­ние на по­ве­де­ние дру­гих па­у­ков или живых ор­га­низ­мов, на­хо­дя­щих­ся во­круг места на­блю­де­ния.

Эксперимент

В био­ло­гии при­ме­ня­ет­ся также экс­пе­ри­мент. Он про­во­дит­ся, как пра­ви­ло, в спе­ци­аль­но осна­щен­ных ла­бо­ра­то­ри­ях, где уче­ные вос­со­зда­ют ка­кие-ли­бо яв­ле­ния или на­блю­да­ют за по­ве­де­ни­ем раз­лич­ных жи­вот­ных. В ла­бо­ра­то­ри­ях можно ис­кус­ствен­но убрать неко­то­рые фак­то­ры, ко­то­рые дей­ству­ют в при­ро­де, на­при­мер, из­ме­нить влаж­ность, тем­пе­ра­ту­ру, дав­ле­ние или ка­кие-ли­бо дру­гие усло­вия. На­при­мер, если на­блю­дать за ро­стом и раз­ви­ти­ем кле­ток, из­ме­няя тем­пе­ра­ту­ру, то можно найти то оп­ти­маль­ное зна­че­ние, при ко­то­ром рост и раз­ви­тие будут до­сти­гать мак­си­маль­но­го зна­че­ния.

Экс­пе­ри­мент поз­во­ля­ет очень глу­бо­ко и более пол­но­цен­но изу­чить объ­ек­ты, живые ор­га­низ­мы, уста­но­вить за­ко­но­мер­но­сти и даже уви­деть то, что невоз­мож­но на­блю­дать в при­ро­де.

4. Описание

На­ко­пив фак­ти­че­ский ма­те­ри­ал, уче­ные при­сту­па­ют к си­сте­ма­ти­за­ции зна­ний, для чего необ­хо­ди­мо вна­ча­ле опи­сать экс­пе­ри­мен­таль­ные дан­ные или ин­фор­ма­цию, по­лу­чен­ную из на­блю­де­ния. Опи­са­ние, как пра­ви­ло, про­из­во­дит­ся в по­вест­во­ва­тель­ной форме, для на­гляд­но­сти ис­поль­зу­ют­ся гра­фи­ки или схемы, вы­во­дят­ся фор­му­лы. Таким об­ра­зом, опи­са­ние – это ре­зуль­тат ка­ко­го-ли­бо на­блю­де­ния или экс­пе­ри­мен­та.

5. Измерительные приборы

Во время на­блю­де­ний или про­ве­де­ния экс­пе­ри­мен­та, очень часто ис­поль­зу­ют из­ме­ре­ние, при­ме­няя спе­ци­аль­ные при­бо­ры, на­при­мер, узнать тем­пе­ра­ту­ру можно с по­мо­щью тер­мо­мет­ра (рис. 2), а дав­ле­ние – ис­поль­зуя то­но­метр или ба­ро­метр (рис. 3). Если необ­хо­ди­мо из­ме­рять рас­сто­я­ние, при­ме­ня­ют ру­лет­ку (рис. 4) или ли­ней­ку (рис. 5). Ино­гда необ­хо­ди­мо уве­ли­чить изоб­ра­же­ние или пред­мет, тогда ис­поль­зу­ют уве­ли­чи­тель­ное стек­ло (рис. 6), а если объ­ект слиш­ком ма­лень­кий – поль­зу­ют­ся мик­ро­ско­пом (рис. 7).         

Рис. 2

Для того чтобы лучше изу­чить дан­ную тему, вы­пол­ним прак­ти­че­скую ра­бо­ту.

6. Практическая работа

На­блю­де­ние за ро­стом кор­ней и ли­стьев лука (Корень)

Обо­ру­до­ва­ние и ма­те­ри­а­лы: про­зрач­ный стакан с водой, лу­ко­ви­ца, ли­ней­ка.

Необ­хо­ди­мо про­де­лать такой экс­пе­ри­мент: опу­стить в ста­кан с водой лу­ко­ви­цу кор­ня­ми в воду. По­ста­вить в теп­лое, хо­ро­шо осве­щен­ное место на 2-3 дня и вести на­блю­де­ние. Из­ме­ряя рост кор­ней и

ли­стьев лука, за­пи­сы­вать  зна­че­ния в таб­ли­цу.

Свои на­блю­де­ния про­во­ди­те в те­че­ние 2-3 недель, со­от­вет­ствен­но, по­лу­чит­ся много дан­ных, ко­то­рые вы опи­ше­те в вы­во­дах. Обоб­щи­те ре­зуль­та­ты по длине кор­ней и длине ли­стьев лука, а также по­про­буй­те на­пи­сать, ка­ки­ми ме­то­да­ми вы поль­зо­ва­лись для про­ве­де­ния дан­ной прак­ти­че­ской ра­бо­ты.    

На сле­ду­ю­щем уроке мы по­го­во­рим о том, как древ­ние люди пред­став­ля­ли себе Все­лен­ную.

Вопросы к конспектам