Практическая работа «Методы изучения живой природы»
Цель: создать условия для изучения методов познания живой природы.
· Образовательные: изучить методы познания живой природы: основные этапы научного исследования.
· Развивающие: продолжить формирование навыка работать с источником информации и выделять главное.
· Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения.
Оборудование: инструкция к практической работе.
I. Организационный момент.
II. Проверка домашнего задания:
Фронтальная работа. Тест «Уровни организации живой материи»:
1 . Какой уровень организации живой природы представляет собой совокупность популяций разных видов, связанных между собой и окружающей неживой природой
2. Зеленая эвглена, совмещающая признаки растений и животных, — пример уровня организации
3. Стая волков в тайге представляет собой уровень жизни
4. Движение цитоплазмы наблюдается на уровне организации жизни
5. Миграция северных оленей наблюдается на уровне организации жизни
1. Генные мутации происходят на уровне организации живого
2. Амеба обыкновенная представляет собой как клеточный уровень организации жизни, так и
3. Удвоение ДНК происходит на уровне организации жизни
4. Круговорот воды в природе наблюдается на уровне организации жизни
5. Газообмен в легких наблюдается на уровне организации жизни
III. Практическая работа:
Практическая работа №2
Изучение методов познания живой природы
Цель: изучить методы познания живой природы.
Оборудование: инструктивная карта.
Теоретический материал
Как и любая другая наука, биология имеет свой арсенал методов.
Научный метод – это совокупность приемов и операций, используемых при построении системы научных знаний.
1. Наблюдение — изучение объектов живой природы в естественных условиях существования. Это — непосредственное визуальное наблюдение (в буквальном смысле) за поведением, расселением, размножением животных и растений в природе, или инструментальное определение характеристик организмов, их органов, клеток, химический анализ состава и обмена веществ (бинокль, глубоководные аппараты с видеокамерами ночного видения, микроскопы — спектральные и электронные, биохимические анализаторы, радиоактивные метки, ультрацентрифуги, разнообразную измерительную аппаратуру). Основным условием научного наблюдения является его объективность, т.е. возможность проверки полученных данных путем повторного наблюдения или применения иных методов исследования, например, эксперимента. Полученные в результате наблюдения факты называются данными. На основе данных наблюдений формулируется гипотеза– предположительное суждение о закономерной связи явлений. Гипотеза подвергается проверке в серии экспериментов.
2. Эксперимент (опыт) – изучение свойств биологических объектов в различных специально созданных условиях и с помощью различных приборов. Высшей формой эксперимента является моделирование.
3. Моделирование – исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей. По существу, это одна из основных категорий теории познания: на идее моделирования базируется любой метод научного исследования – как теоретический, так и экспериментальный. Результаты эксперимента и моделирования подвергаются тщательному анализу.
4. Анализ – метод научного исследования путем разложения предмета на составные части или мысленного расчленения объекта путем логической абстракции.
5. Синтез – это метод изучения предмета в его целостности, в единстве и взаимной связи его частей. В результате анализа и синтеза наиболее удачная гипотеза исследования становится рабочей гипотезой, и если она способна устоять при попытках ее опровержения и по-прежнему удачно предсказывает ранее необъяснённые факты и взаимосвязи, то она может стать теорией. Под теорией понимают такую форму научного знания, которая дает целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности. Общее направление научного исследования состоит в достижении более высоких уровней предсказуемости. Если теорию не способны изменить никакие факты, а встречающиеся отклонения от нее регулярны и предсказуемы, то ее можно возвести в ранг закона – необходимого, существенного, устойчивого, повторяющегося отношения между явлениями в природе.
6. Исторический метод выявляет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функции.
7. Сравнительно-описательный метод предусматривает проведение анатомо-морфологического анализа объектов исследования. Он лежит в основе классификации организмов, выявления закономерностей возникновения и развития различных форм жизни.
8. Мониторинг – это система мероприятий по наблюдению, оценке и прогнозу изменения состояния исследуемого объекта, в частности биосферы.
9. Микроскопия позволяет изучить тонкое строение объектов с использованием световых, электронных, рентгеновских и других типов микроскопов.
· Световой микроскоп позволяет обнаружить и исследовать микроорганизмы, митохондрии, хромосомы во время деления, хлоропласты, ядра клеток и оболочку растительной клетки.
· Электронный микроскоп позволяет исследовать организацию клеток на макромолекулярном уровне. Электронная микроскопия выявила компоненты клетки и детали строения мембран, митохондрий, ЭПС, рибосом и множества других органелл, входящих в состав клетки, структуры бактериофагов и расположение субъединиц в белковых оболочках вирусов.
10. Центрифугирование позволяет разделить частицы по их размерам и плотности под действием центробежной силы, что активно используется при изучении строения биологических молекул и клеток.
11. Генеалогический метод – применяется при составлении родословных людей, выявлении характера наследования некоторых признаков.
12. Биохимический метод – исследование химических процессов, происходящих в организме.
13. Цитологический — исследование строения клетки, ее структур с помощью различных микроскопов.
14. Метод культуры клеток и тканей – метод сохранения в жизнеспособном состоянии клеток, участков тканей, органов или их частей вне организма. Этот метод широко применяется в селекции и биотехнологии. Клеточные и тканевые культуры позволяют исследовать такие важные для медицины проблемы, как перерождение нормальных клеток в опухолевые, всесторонне изучать их свойства.
15. Гибридизация – процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис – увеличение жизнеспособности гибридов вследствие унаследования определенного набора аллелей различных генов от своих разнородных родителей.
16. Искусственный отбор – один из методов селекции, основанный на выборе человеком наиболее ценных в хозяйственном или декоративном отношении особей животных и растений для получения от них потомства с желаемыми свойствами.
17. Близнецовый метод – один из методов генетики, основанный на принципах сопоставления индивидуальных признаков близнецов с целью выявления степени влияния среды и генетики на формирование личности.
18. Клеточная инженерия – метод конструирования новых клеток на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции. Клеточная реконструкция связана с созданием жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток.
19. Популяционно-статистический метод – это метод, позволяющий изучить распространение наследственных признаков (наследственных заболеваний) в популяциях. Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка получаемых данных.
20. Цитогенетический метод основан на изучении хромосом в норме и при патологии.
Основные этапы научного исследования
Научное исследование состоит из нескольких этапов:
2. Формулирование проблемы
4. Экспериментальная проверка гипотезы
На основании собранных фактов формулируется проблема. Для ее решения выдвигаются гипотезы, которые проверяются экспериментально. Полученные новые факты анализируются. Если новые факты противоречат гипотезе, то она отвергается, а если новые факты согласуются с гипотезой, последняя может стать теорией. Некоторые теории заключаются в установлении связи между различными явлениями (это правила и законы). Из правил возможны исключения, а законы действую всегда. Например, закон сохранения энергии справедлив как для живой, так и неживой природы.
1. Прочитайте теоретический материал. Заполните таблицу:
Методы познания живой природы
Наука, использующая данный метод
Источник
Методы изучения живой природы. Биологические методы
Все биологические методы делятся на практические и теоретические.
Теоретическими методами являются моделирование, изучение литературы и другие.
К практическим относятся те методы, с помощью которых ученый познает какое-либо явление непосредственно, например, путем наблюдения или эксперимента.
Наблюдение
Наблюдение – пожалуй, самый древний и доступный из методов исследования.
Вы тоже легко можете стать исследователем-наблюдателем. Попробуйте пронаблюдать за поведением птиц в ближайшем парке, как это делают орнитологи – биологи, изучающие их.
Во время наблюдения старайтесь вести себя как можно тише, чтобы случайно не повлиять на наблюдаемых. Для того, чтобы ваше наблюдение было действительно полезно, заранее определите цель и продумайте план.
Для записи полученной информации можно использовать полевой дневник или диктофон.
Помните, что для хорошо обоснованных выводов, одного наблюдения недостаточно, понадобится несколько наблюдений, проведенных в одних и тех же условиях.
Как правильно заполнять полевой дневник
Для дневника наблюдений лучше всего подойдет блокнот в плотном переплете, так вам будет гораздо удобнее вести записи на весу.
Для записей используйте простой карандаш, а не ручку. Карандашные заметки не испортятся, если ваш дневник промокнет.
Перед началом наблюдения не забудьте указать место наблюдения, время его начала и окончания, обязательно опишите погодные условия.
Записывайте только то, что вы наблюдали, избегайте своих личных впечатлений, не добавляйте в записи ничего лишнего.
Эксперимент
Опыт или эксперимент (лат. experimentum – проба, опыт) — это наблюдение, осуществляемое в контролируемых условиях. Главное отличие эксперимента от наблюдения в том, что условия опыта находятся под полным контролем ученого-экспериментатора.
В дальнейшем результаты, полученные от экспериментальной и контрольной групп, сравнивают и делают выводы о правдивости или ложности гипотезы.
Интерактив
Кипячение — один из способов уничтожить бактерии в жидкости. Если поэкспериментировать с температурой и длительностью нагревания, можно прийти к выводу: чем выше температура, тем быстрее будут погибать бактерии.
Измерение
Еще один широко используемый практический метод — измерение.
Измерение предполагает количественное выражение какого-либо признака изучаемого объекта с помощью специальных приспособлений (линейки, штангенциркуля, весов, термометра, часов, секундомера, др.).
Теоретические методы
С развитием компьютерных технологий широкое распространение получил такой теоретический биологический метод, как моделирование.
Моделирование — изучение объектов, процессов и явлений путем построения и исследования их моделей. Цель моделирования — получение объяснений явлений, а также их предсказание.
Другой широко используемый теоретический естественнонаучный метод — изучение литературных источников по интересующей вас теме.
Перед планированием исследования нужно тщательно изучить опыт своих ученых коллег. Так вы поймете, что и как было изучено, а что осталось не исследованным.
Часто задаваемые вопросы
При помощи наблюдения можно изучать различные явления и закономерности природы, поведение животных, свойства различных объектов и веществ, а также изменения, которые с ними происходят.
Лупа, бинокль, бинокуляр, микроскоп, телескоп. В составе увеличительного прибора обязательно есть одна или несколько линз, увеличивающих мелкие предметы.
Ученые каких специальностей используют для своих наблюдений телескоп? А кто пользуется лупой?
Телескопом пользуются астрономы, ученые, изучающие небесные тела: планеты, звезды и другие. Пожалуй, все биологи прибегают к помощи лупы, когда требуется рассмотреть какой-нибудь небольшой объект. Например, энтомолог с помощью лупы может изучить пойманное насекомое, а миколог с лупой сможет рассмотреть маленький гриб, ботанику лупа поможет разглядеть мелкие детали растений.
Источник