Методы научного познания в биологии

методы научного познания в биологии 10класс

Особенности научного познания

Прочитайте пункт «Особенности научного знания» на стр. 23 и выпишите особенности

Особенности научного познания

• Получение нового для человечества знания.
• Объективность получаемого знания
• Использование специальных методов познавательной деятельности.
• Воспроизводимость полученного результата в одних и тех же условиях, проверяемость знания.
• Рациональность (непротиворечивость, доказательность, системность).
• Развитость понятийного аппарата ( терминология ).
• Универсальность .

Масса веществ , вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ , образовавшихся в результате реакции

- вид познавательной деятельности, направленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о природе, человеке и обществе.

Два уровня научного знания

Эмпирическое познание – процесс накопления и фиксация опытных данных; исследование реально существующих, чувственно воспринимаемых объектов.

Теоретическое познание -

Главная задача - описание предметов и явлений, накопление знаний.

процесс выявления законов и создание научных теорий; сущностное опосредованное познание; имеет дело с идеальными объектами.

Главная задача –

Форма получаемого знания:

объяснение изучаемых явлений.

• Научный факт
• Эмпирический закон

Форма получаемого знания:

• Гипотеза
• Закон
• Теория

Методы эмпирического познания

Методы теоретического познания

Наблюдение – целенаправленное изучение отдельных предметов и явлений, в ходе которого происходит получение знания о внешних свойствах и признаках изучаемого объекта

Гипотеза – научное предположение, нуждающееся в проверке.

Измерение - сравнение объектов по каким-либо общим свойствам и сторонам.

Теория – целостное отображение закономерных и существенных связей определенной области действительности

Описание – фиксация сведений об объектах с помощью средств языка.

Моделирование – воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте (модели), специально созданной для их изучения.

Эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях

Анализ –

Синтез –

Индукция –

Дедукция –

Биологические методы исследования: описание, наблюдение, сравнение, эксперимент, микроскопия, центрифугирование, гибридологический, близнецовый метод, биохимический метод, хроматография, электрофорез, секвенирование, метод меченных атомов,

Наблюдение

Одним из наиболее древних является метод наблюдения, на котором основывается описательный метод. Сбор фактического материала и его описание были основными приёмами исследования на раннем этапе развития биологии. Но и настоящее время они не утратили своего значения. Наблюдение как метод научного познания применяется и в настоящее время там, где трудно или невозможно провести эксперимент, например при изучении живых организмов в глубинах океана. С XVII в. учёные-биологи, накопив большой фактический материал, стали сравнивать строение и функции различных живых существ и их органов.

Описание.

Описание – фиксация средствами естественного или искусственного языка результатов опыта (данных наблюдения или эксперимента) с помощью определенных систем обозначения, принятых в науке (схемы, графики, рисунки, таблицы, диаграммы и т.д.). В ходе описания проводится сравнение и измерение явлений.

Сравнение

Сравнение – метод, выявляющий сходство или различие объектов (либо ступеней развития одного и того же объекта), т.е. их тождество и различия. Но данный метод имеет смысл только в совокупности однородных предметов, образующих класс. Сравнение предметов в классе осуществляется по признакам, существенным для данного рассмотрения. При этом признаки, сравниваемые по одному признаку, могут быть несравнимы по другому.

Измерение

Измерение – метод исследования, при котором устанавливается отношение одной величины к другой, служащей эталоном, стандартом. Большую роль в этих исследованиях играют единицы измерения – эталоны, с которыми сравниваются полученные данные. Считается, что методика построения основных и производных единиц измерения принадлежит К. Гауссу, который в 1832 году ввел три независимые единицы измерения: миллиметр, миллиграмм, секунда.

Моделирование

Моделирование — метод научного познания, в основе которого лежит воспроизведение свойств объекта познания на специально созданном его аналоге — модели. Таким образом, свойства какого-либо реального объекта или процесса изучаются на их моделях, созданных человеком. Модели могут быть как реальными (материальными), например модель космического корабля, так и абстрактными, созданными с помощью специального языка, например языка математики. С помощью компьютерного моделирования, например, можно рассчитать последствия постройки плотины для определённой экосистемы или воссоздать эволюцию определённого вида живых организмов. Меняя параметры, можно выбрать оптимальный путь развития агроценоза или подобрать наиболее безопасное сочетание лекарственных препаратов при лечении конкретного заболевания.

Эксперимент

Эксперимент — метод познания, с помощью которого явления и объекты действительности исследуются в специальных условиях, контролируемых и управляемых человеком. Проводя эксперимент, исследователь не ограничивается пассивным наблюдением явлений, а сознательно вмешивается в естественный ход их протекания, непосредственно воздействуя на изучаемый процесс или изменяя условия, в которых проходит этот процесс. Эксперимент применяется либо для создания ситуации, позволяющей исследовать объект в чистом виде, либо для проверки уже существующих гипотез и теорий, либо для формулировки новых гипотез и теоретических представлений.

Центрифугирование

ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ — метод разделения смеси частиц, основанный на различии в скорости их осаждения под действием центробежной силы.

В медицине центрифугирование используют для разделения проб крови на плазму и форменные элементы, в том числе для определения гематокритного числа (см.), отделения осадка мочи и др.

Хроматография

Хроматография — метод разделения смесей веществ или частиц, основанный на различиях в скоростях их перемещения в системе несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз.

Электрофорез

Электрофорез - физико-химический метод, используемый в цитологии для разделения смеси веществ с помощью электрического тока, например, разделение смеси белков плазмы крови. Метод электрофореза в геле использует разницу в размере и заряде различных молекул в образце. Образец ДНК или белка, подлежащий разделению, погружают в пористый гель, помещенный в ионную буферную среду. При приложении электрического поля каждая молекула, имеющая разный размер и заряд, будет проходить через гель с разной скоростью. Пористый гель, используемый в этой технике, действует как молекулярное сито, которое отделяет большие молекулы

от более мелких.

Меньшие молекулы движутся

быстрее по гелю, а более

крупные медленнее

Основные методы биотехнологии.

• Клеточная инженерия – это отрасль биотехнологии, в которой применяют методы выделения клеток из организма и переноса их на искусственные питательные среды, где эти клетки продолжают жить и размножаться. Методы клеточной инженерии направлены на конструирование клеток нового типа. Они могут быть использованы для воссоздания жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения целых клеток, принадлежавших различным видам с образованием клетки, несущей генетический материал обеих исходных клеток, и других операций.

2. Генная инженерия — искусственное, целенаправленное изменение генотипа микроорганизмов с целью получения культур с заранее заданными свойствами. Основной метод генной инженерии - выделение необходимых генов, их клонирование и введение в новую генетическую среду.

3. Клонирование. Благодаря этому методу мы получаем идентичные организмы путем бесполого размножения.

Культура тканей

Метод культуры тканей служит одним из главных инструментов современных биотехнологий, позволяя решать практические проблемы физиологии, биохимии и генетики растений. Искусственное выращивание материала проводится с соблюдением определенных условий: стерилизации, температурного режима и с выдержкой в специальной питательной среде. В основе размножения культуры тканей растений

лежит способности клеток развиваться

до целого организма.

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ

Цитогенетический – изучение под микроскопом хромосомного набора – числа хромосом, особенностей их строения. Позволяет выявлять хромосомные болезни. Например, при синдроме Дауна имеется одна лишняя 21-ая хромосома.

23

23

Проверь себя

• Каковы основные отличия научного познания от обыденного?
• Чем характеризуется эмпирический уровень научных знаний?
• Что присуще теоретическому уровню науки?
• Соотнесите уровни и методы научного познания.
• Что отличает эксперимент от наблюдения?
• Какова роль гипотезы в научном познании?
• Приведите примеры научного моделирования.
• В чём проявляется дифференциация научного знания? Каковы её причины?
• Что затрудняет интеграцию научного знания в современных условиях?
•   Как развивается научная революция?