Интернет-энциклопедия по школьным предметам от Maximum Education. Учебник поможет решить домашнее задание, подготовиться к контрольной и вспомнить прошлые темы.
Универсальные методы научного познания
Содержание этой темы проверяется заданиями базового уровня в части 1 (дополнение таблицы), а также в задании на прогнозирование результатов эксперимента. Кроме того, знание методов познания может понадобиться при решении практико-ориентированного задания во второй части.
Объектом изучения биологии является жизнь во всех ее проявлениях и формах, а также на разных уровнях.
Каждая наука, в том числе и биология, пользуется определенными методами исследования.
По востребованности методов в тех или иных науках все методы можно разделить на:
-
универсальные, или общенаучные, методы – методы, используемые во всех науках (наблюдение, измерение, анализ и пр.)
-
частные методы – методы, разработанные для нужд и дальнейшего использования конкретной науки (хроматография, кариотипирование, биохимический и пр.)
По подходу все методы можно разделить на:
-
теоретические (логические) – методы, требующие мышления, анализа, синтеза, обобщения и т.д.
-
практические (эмпирические) – требуют конкретных действий с применением или без различных приборов и инструментов (например, наблюдение, измерение, описание и т.д.).
Биология тесно связана с другими науками — химией, физикой, экологией, географией. Собственно, биология делится на множество частных наук, изучающих различные биологические объекты: биология растений и животных, физиология растений, морфология, генетика, систематика, селекция, микология, гельминтология, анатомия и множество других наук.
Наблюдение – метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте (можно визуально наблюдать за поведением животных, с помощью приборов за изменениями в живых объектах, за сезонными изменениями в природе). Выводы, сделанные наблюдателем, проверяются либо повторными наблюдениями, либо экспериментально.
Описание – сохранение полученной информации на носителе
Сравнение – сопоставление строения, процессов жизнедеятельности разных организмов
Измерение – определение количественных характеристик объекта, процесса с использованием специального оборудования
Мониторинг – проведение регулярных измерений запрашиваемых величин объектов (в качестве объектов могут быть организмы, популяции, экосистемы, биосфера). Благодаря мониторингу появляется возможность наблюдать за изменением каких-либо показателей во времени.
Классификация – систематизация организмов на основе их сравнения и объединения в группы
Анализ – изучение объекта (процесса) по отдельным составляющим компонентам
Моделирование – метод, при котором создается некий образ объекта, модель, с помощью которой ученые получают необходимые сведения об объекте (например, Джеймс Уотсон и Френсис Крик создали из пластмассовых элементов модель — двойную спираль ДНК)
Эксперимент (опыт) – метод, с помощью которого проверяют результаты наблюдений, выдвинутые предположения – гипотезы (получение новых знаний с помощью поставленного опыта).
-
Контролируемый эксперимент – научный тест, который проводится в полностью контролируемых условиях (все факторы, влияющие на результат, контролируются). При этом есть факторы, которые изменяются, а есть – которые остаются постоянными.
-
Независимая переменная – фактор, который выбирает или меняет сам экспериментатор (например, количество воды для полива высаженных семян).
-
Зависимая переменная – это реакция, которая измеряется. Она зависит от независимой переменной (например, доля проросших семян зависит от количества воды.
Примеры экспериментов: скрещивания животных или растений с целью получения нового сорта или породы, проверка нового лекарства.
Исторический – установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходившими на протяжении исторически длительного времени (несколько миллиардов лет).
Любая наука использует вышеперечисленные методы для проведения научных исследований, которые должны соответствовать определенной структуре для достоверности результатов.
1. Постановка проблемы.
2. Наблюдение над объектом или явлением. Сбор материала.
3. Выдвижение гипотез, объясняющих наблюдения.
4. Проведение экспериментов для проверки гипотез.
5. Подтверждение полученных данных (закон или теория).
Проблема – вопрос, задача, требующие решения. Решение проблемы ведет к получению нового знания. Научная проблема всегда скрывает какое-то противоречие между известным и неизвестным. Решение проблемы требует от ученого сбора фактов, их анализа, систематизации.
Гипотеза – предположение, предварительное решение поставленной проблемы. Выдвигая гипотезы, исследователь ищет взаимосвязи между фактами, явлениями, процессами. Именно поэтому гипотеза чаще всего имеет форму предположения: «если … тогда». Гипотеза проверяется экспериментально.
Теория – это обобщение основных идей в какой-либо научной области знания. Со временем теории дополняются новыми данными, развиваются. Некоторые теории могут опровергаться новыми фактами. Верные научные теории подтверждаются практикой.