2.

3.

Tiriamojo darbo įvade pagrindžiamas pasirinktos temos aktualumas, nustatomas tyrimo objektas, tyrimo objektas ir pagrindinės problemos, suformuluotas užduočių tikslas ir turinys, tyrimo naujumas (jei toks yra). pranešė.

Šiame skyriuje apibrėžiami tyrimo metodai ir pagrindžiama teorinė ir praktinė darbo reikšmė (jei yra praktinė dalis).

Mokslinio darbo įvado struktūra:

4. Istorinis tyrimo problemos pagrindas

5. Pagrindinė tiriamojo darbo dalis
Reikalingos informacijos ir žinių paieška tyrimams atlikti.
Idėjų ir variantų parinkimas, jų pagrindimas ir analizė.
Medžiagos ir metodų tyrimams atlikti parinkimas.
Įrangos parinkimas ir darbo vietos organizavimas tyrimams (jei tai yra patirtis).
Tyrimo etapų aprašymas.
Saugos priemonės atliekant darbus (jei tai yra patirtis).

6. Išvada
(trumpos išvados remiantis tiriamojo darbo rezultatais, pavestų užduočių sprendimo išsamumo įvertinimas)
Joje nuosekliai pateikiami gauti rezultatai, nustatomas jų santykis su įvade suformuluotu bendruoju tikslu ir konkrečiomis užduotimis, pateikiamas atlikto darbo įsivertinimas. Kai kuriais atvejais galima nurodyti būdus, kaip tęsti temos tyrinėjimą, taip pat konkrečias spręstinas užduotis.

7.
Po išvados įprasta sudėti tiriamajame darbe naudotos literatūros sąrašą. Kiekvienas į jį įtrauktas šaltinis turi būti atspindėtas aiškinamajame rašte. Darbas, kuris faktiškai nebuvo naudojamas, neturėtų būti įtrauktas į šį sąrašą.

8.
(schemos, grafikai, diagramos, nuotraukos, lentelės, žemėlapiai).
Pagalbinės ar papildomos medžiagos, užgriozdinančios pagrindinę darbo dalį, dedamos į priedus. Kiekviena paraiška turi prasidėti naujame lape (puslapyje) su žodžiu „Priedas“ viršutiniame dešiniajame kampe ir turėti teminę antraštę. Jei darbe yra daugiau nei vienas priedas, jie numeruojami arabiškais skaitmenimis (be Nr. ženklo) ir pan., puslapių, kuriuose pateikiami priedai, numeracija turi būti ištisinė ir tęsti bendrą pagrindinio teksto numeraciją. Jo ryšys su programomis vykdomas per nuorodas, kurios naudojamos su žodžiu „pažiūrėk“ (žr.), kartu su kodu skliausteliuose.
Jei griežtai laikysitės tyrimo plano, darbas atitiks visus standartus ir reikalavimus.

Trumpas aprašymas:

Sazonovas V.F. Šiuolaikiniai tyrimo metodai biologijoje [Elektroninis išteklius] // Kineziologas, 2009-2018: [svetainė]. Atnaujinimo data: 2018-02-22...__.201_).

Medžiaga apie šiuolaikinius biologijos, jos šakų ir susijusių disciplinų tyrimo metodus.

Medžiaga apie šiuolaikinius biologijos, jos šakų ir susijusių disciplinų tyrimo metodus Piešimas

: Pagrindinės biologijos šakos.

Šiuo metu biologija sutartinai skirstoma į dvi dideles mokslų grupes. Organizmų biologija

: augalų (botanika), gyvūnų (zoologija), grybų (mikologija), mikroorganizmų (mikrobiologija) mokslai. Šie mokslai tiria atskiras gyvų organizmų grupes, jų vidinę ir išorinę sandarą, gyvenimo būdą, dauginimąsi ir vystymąsi. Bendroji biologija

: molekulinis lygis (molekulinė biologija, biochemija ir molekulinė genetika), ląstelinis (citologija), audinys (histologija), organai ir jų sistemos (fiziologija, morfologija ir anatomija), populiacijos ir natūralios bendrijos (ekologija). Kitaip tariant, bendroji biologija tiria gyvenimą įvairiais lygiais.

Biologija glaudžiai susijusi su kitais gamtos mokslais. Taigi, biologijos ir chemijos sandūroje atsirado biochemija ir molekulinė biologija, tarp biologijos ir fizikos – biofizika, tarp biologijos ir astronomijos – kosmoso biologija. Ekologija, esanti biologijos ir geografijos sankirtoje, dabar dažnai laikoma savarankišku mokslu.

Mokymo kurso studentų užduotys Šiuolaikiniai biologinių tyrimų metodai

1. Susipažinimas su įvairiais tyrimo metodais įvairiose biologijos srityse.
1) Apžvalginio edukacinio rašinio apie įvairių biologijos sričių tyrimo metodus rašymas. Minimalūs reikalavimai santraukos turiniui: 5 tyrimo metodų aprašymas, 1-2 puslapiai (14 šriftas, tarpai 1,5, paraštės 3-2-2-2 cm) kiekvienam metodui.
2) Pranešimo teikimas (pageidautina pristatymo forma) apie vieną iš šiuolaikinių biologijos metodų: apimtis 5±1 psl.
Tikėtini mokymosi rezultatai:
1) Paviršutiniškai išmanyti įvairius biologijos tyrimo metodus.
2) Išsamus vieno iš tyrimo metodų supratimas ir šių žinių perdavimas studentų grupei.

2. Mokomojo ir mokslinio tyrimo atlikimas nuo tikslo išsikėlimo iki išvadų, taikant būtinus mokslinio tyrimo ataskaitos rengimo reikalavimus.

Sprendimas:
Pirminių duomenų gavimas laboratorinėse klasėse ir namuose. Dalį tokių tyrimų leidžiama atlikti ne klasėje.

3. Supažindinimas su bendraisiais biologijos tyrimo metodais.

Sprendimas:
Paskaitų kursas ir savarankiškas darbas su informacijos šaltiniais. Pranešimas apie biologijos istorijos faktų pavyzdį: apimtis 2±1 psl.

4. Įgytų žinių, įgūdžių ir gebėjimų taikymas atliekant ir įforminant savo mokslinį tyrimą tiriamojo darbo, kursinio darbo ir (arba) baigiamojo kvalifikacinio darbo forma.

Sąvokų apibrėžimas

Tyrimo metodai – tai būdai pasiekti tiriamojo darbo tikslą.

Mokslinis metodas yra technikų ir operacijų, naudojamų kuriant mokslo žinių sistemą, visuma.

Mokslinis faktas yra stebėjimų ir eksperimentų, nustatančių kiekybines ir kokybines objektų charakteristikas, rezultatas.

Metodinis pagrindas mokslinis tyrimas – mokslo žinių metodų visuma, naudojama šio tyrimo tikslui pasiekti.

Bendrieji moksliniai, eksperimentiniai metodai, metodinė bazė -.

Šiuolaikinė biologija naudoja metodologinių požiūrių derinį „aprašomojo-klasifikuojamojo ir aiškinamojo-nomotetinio požiūrio vienybę; empirinio tyrimo vienybė su intensyvaus biologinių žinių teorizacijos procesu, įskaitant jų formalizavimą, matematizavimą ir aksiomatizavimą“ [Yarilin A.A. „Pelenė“ tampa princese arba biologijos vieta mokslų hierarchijoje. // “Ekologija ir gyvenimas” Nr.12, 2008. P. 4-11. P.11].

Tyrimo metodų tikslai:

1. „Žmogaus prigimtinių pažintinių gebėjimų stiprinimas, jų plėtimas ir tęsimas“.

2. „Komunikacinė funkcija“, t.y. tarpininkavimas tarp tyrimo subjekto ir objekto [Arshinov V.I. Sinergetika kaip post-neklasikinio mokslo reiškinys. M.: Filosofijos institutas RAS, 1999. 203 p. P.18].

Bendrieji tyrimo metodai biologijoje

Stebėjimas

Stebėjimas yra išorinių ženklų ir matomų objekto pokyčių per tam tikrą laikotarpį tyrimas. Pavyzdžiui, stebėti sodinuko augimą ir vystymąsi.

Stebėjimas yra bet kokių gamtos mokslų tyrimų pradžios taškas.

Biologijoje tai ypač pastebima, nes jos tyrimo objektas yra žmogus ir jį supanti gyvoji gamta. Jau mokykloje zoologijos, botanikos, anatomijos pamokose vaikai mokomi atlikti paprasčiausius biologinius tyrimus, stebint augalų ir gyvūnų augimą ir vystymąsi, savo organizmo būklę.

Stebėjimas kaip informacijos rinkimo metodas yra chronologiškai pati pirmoji tyrimo technika, atsiradusi biologijos, tiksliau, jos pirmtakės, gamtos istorijos arsenale. Ir tai nenuostabu, nes stebėjimas grindžiamas žmogaus jutiminiais gebėjimais (jutimu, suvokimu, reprezentacija). Klasikinė biologija pirmiausia yra stebėjimo biologija. Tačiau, nepaisant to, šis metodas neprarado savo reikšmės iki šių dienų.

Stebėjimai gali būti tiesioginiai arba netiesioginiai, jie gali būti atliekami su techninėmis priemonėmis arba be jų. Taigi ornitologas paukštį mato pro žiūronus ir gali jį išgirsti arba prietaisu įrašyti garsus už žmogaus ausies diapazono ribų. Fiksuotą ir nudažytą audinio pjūvį histologas stebi naudodamas mikroskopą. O molekuliniam biologui stebėjimas gali būti fermento koncentracijos pokyčių mėgintuvėlyje registravimas.

Svarbu suprasti, kad mokslinis stebėjimas, skirtingai nei įprastas stebėjimas, nėra paprastas, bet tikslingas objektų ar reiškinių tyrimas: jis atliekamas siekiant išspręsti tam tikrą problemą, o stebėtojo dėmesys neturėtų būti blaškomas. Pavyzdžiui, jei užduotis yra ištirti paukščių sezonines migracijas, tada mes pastebėsime jų atsiradimo lizdų vietose laiką, o ne ką nors kita. Taigi stebėjimas yra atrankinis paskirstymas nuo realybės tam tikra dalis, kitaip tariant, aspektas, ir šios dalies įtraukimas į tiriamą sistemą.

Stebint svarbus ne tik stebėtojo tikslumas, tikslumas ir aktyvumas, bet ir jo nešališkumas, žinios ir patirtis, teisingas techninių priemonių pasirinkimas. Problemos formulavimas suponuoja ir stebėjimo plano buvimą, t.y. jų planavimas. [Kabakova D.V. Stebėjimas, aprašymas ir eksperimentas kaip pagrindiniai biologijos metodai // Ugdymo plėtros problemos ir perspektyvos: tarptautinė medžiaga. mokslinis konf. (Permė, 2011 m. balandis T. I. Permė: Merkurijus, 2011. 16-19 p.].

Aprašomasis metodas

Aprašomasis metodas - tai stebimų išorinių tiriamųjų objektų požymių fiksavimas, išryškinant esminį ir atmetant nesvarbų. Šis metodas buvo biologijos kaip mokslo ištakos, tačiau jo plėtra būtų buvę neįmanoma be kitų tyrimo metodų.

Aprašomieji metodai leidžia iš pradžių aprašyti, o paskui analizuoti gyvojoje gamtoje vykstančius reiškinius, juos palyginti, ieškant tam tikrų dėsningumų, o taip pat apibendrinti, atrasti naujas rūšis, klases ir pan. Aprašomieji metodai pradėti naudoti senovėje, tačiau šiandien jie neprarado savo aktualumo ir plačiai naudojami botanikoje, etologijoje, zoologijoje ir kt.

Lyginamasis metodas

Lyginamasis metodas yra įvairių objektų struktūros, gyvybės procesų eigos ir elgesio panašumų ir skirtumų tyrimas. Pavyzdžiui, skirtingų lyčių individų, priklausančių tai pačiai biologinei rūšiai, palyginimas.

Leidžia tyrinėti tiriamuosius objektus lyginant juos tarpusavyje arba su kitu objektu. Leidžia nustatyti panašumus ir skirtumus tarp gyvų organizmų, taip pat jų dalių. Gauti duomenys leidžia sujungti tiriamus objektus į grupes pagal struktūros ir kilmės panašumus. Remiantis lyginamuoju metodu, pavyzdžiui, sudaroma augalų ir gyvūnų taksonomija. Šis metodas taip pat buvo naudojamas ląstelių teorijai sukurti ir evoliucijos teorijai patvirtinti. Šiuo metu jis naudojamas beveik visose biologijos srityse.

Šis metodas buvo nustatytas biologijoje XVIII a. ir pasirodė esąs labai vaisingas sprendžiant daugelį didelių problemų. Naudojant šį metodą ir kartu su aprašomuoju metodu buvo gauta informacija, kuri leido XVIII a. padėjo augalų ir gyvūnų taksonomijos pagrindus (C. Linnaeus), o XIX a. suformuluoti ląstelių teoriją (M. Schleiden ir T. Schwann) ir pagrindinių raidos tipų doktriną (K. Baer). Metodas buvo plačiai naudojamas XIX a. pagrindžiant evoliucijos teoriją, taip pat pertvarkant eilę biologijos mokslų remiantis šia teorija. Tačiau šio metodo naudojimas nebuvo lydimas biologijos peržengimo už aprašomojo mokslo ribų.
Lyginamasis metodas mūsų laikais plačiai naudojamas įvairiuose biologijos moksluose. Lyginimas įgyja ypatingą vertę, kai neįmanoma apibrėžti sąvokos. Pavyzdžiui, elektroninis mikroskopas dažnai sukuria vaizdus, ​​kurių tikrasis turinys iš anksto nežinomas. Tik palyginus juos su šviesos mikroskopiniais vaizdais, galima gauti norimus duomenis.

Istorinis metodas

Leidžia nustatyti gyvų sistemų formavimosi ir vystymosi modelius, jų struktūras ir funkcijas bei palyginti juos su anksčiau žinomais faktais. Ypač šį metodą sėkmingai panaudojo Charlesas Darwinas kurdamas savo evoliucijos teoriją ir prisidėjo prie biologijos pavertimo iš aprašomojo mokslo į aiškinamąjį mokslą.

antroje pusėje XIX a. Charleso Darwino darbų dėka istorinis metodas moksliškai pagrįsti organizmų atsiradimo ir vystymosi dėsningumais, organizmų struktūros ir funkcijų formavimu laike ir erdvėje. Pradėjus taikyti šį metodą, biologijoje įvyko reikšmingų kokybinių pokyčių. Istorinis metodas pavertė biologiją iš grynai aprašomo mokslo į aiškinamąjį mokslą, kuris paaiškina, kaip atsirado įvairios gyvos sistemos ir kaip jos funkcionuoja. Šiuo metu istorinis metodas arba „istorinis požiūris“ tapo universaliu požiūriu į gyvybės reiškinių tyrimą visuose biologijos moksluose.

Eksperimentinis metodas

Eksperimentuokite - tai iškeltos hipotezės teisingumo patikrinimas naudojant tikslinę įtaką objektui.

Eksperimentas (patyrimas) – tai dirbtinis situacijos kūrimas kontroliuojamomis sąlygomis, padedantis atskleisti giliai paslėptas gyvų objektų savybes.

Eksperimentinis gamtos reiškinių tyrimo metodas siejamas su aktyvia jų įtaka, atliekant eksperimentus (eksperimentus) kontroliuojamomis sąlygomis. Šis metodas leidžia tirti reiškinius atskirai ir pasiekti rezultatų pakartojamumą atkuriant tas pačias sąlygas. Eksperimentas suteikia gilesnį įžvalgą apie biologinių reiškinių esmę nei kiti tyrimo metodai. Būtent eksperimentų dėka gamtos mokslas apskritai ir ypač biologija pasiekė pagrindinių gamtos dėsnių atradimą.
Eksperimentiniai biologijos metodai padeda ne tik atlikti eksperimentus ir gauti atsakymus į dominančius klausimus, bet ir nustatyti medžiagos tyrimo pradžioje suformuluotos hipotezės teisingumą, taip pat pataisyti ją darbo procese. Dvidešimtajame amžiuje šie tyrimo metodai tapo pirmaujančiais šiame moksle, nes atsirado moderni eksperimentų atlikimo įranga, tokia kaip, pavyzdžiui, tomografas, elektroninis mikroskopas ir kt. Šiuo metu eksperimentinėje biologijoje plačiai naudojami biocheminiai metodai, rentgeno difrakcinė analizė, chromatografija, taip pat itin plonų pjūvių technika, įvairūs auginimo metodai ir daugelis kitų. Eksperimentiniai metodai kartu su sisteminiu požiūriu išplėtė biologijos mokslo pažinimo galimybes ir atvėrė naujus kelius žinių pritaikymui beveik visose žmogaus veiklos srityse.

Eksperimento, kaip vieno iš gamtos pažinimo pagrindų, klausimas buvo iškeltas dar XVII a. Anglų filosofas F. Beikonas (1561-1626). Jo įvadas į biologiją siejamas su V. Harvey darbais XVII a. apie kraujotakos tyrimą. Tačiau eksperimentinis metodas plačiai paplito biologijoje tik XIX amžiaus pradžioje ir per fiziologiją, kurioje jie pradėjo naudoti daugybę instrumentinių technikų, kurios leido registruoti ir kiekybiškai apibūdinti funkcijų susiejimą su struktūra. F. Magendie (1783-1855), G. Helmholtzo (1821-1894), I.M. Sechenovas (1829-1905), taip pat eksperimento klasikai C. Bernard (1813-1878) ir I.P. Pavlovos (1849-1936) fiziologija bene pirmasis iš biologijos mokslų tapo eksperimentiniu mokslu.
Kita kryptis, kuria eksperimentinis metodas atėjo į biologiją, buvo organizmų paveldimumo ir kintamumo tyrimas. Čia pagrindinis nuopelnas priklauso G. Mendeliui, kuris, skirtingai nei jo pirmtakai, naudojo eksperimentą ne tik tam, kad gautų duomenis apie tiriamus reiškinius, bet ir patikrintų gautų duomenų pagrindu suformuluotą hipotezę. G. Mendelio darbai buvo klasikinis eksperimentinio mokslo metodologijos pavyzdys.

Pagrindžiant eksperimentinį metodą, buvo pripažintas L. Pasteur'o (1822-1895) atliktas darbas mikrobiologijoje, kuris pirmą kartą supažindino su eksperimentu, siekdamas ištirti fermentaciją ir paneigti savaiminio mikroorganizmų susidarymo teoriją, o vėliau – sukurti vakcinaciją nuo infekcinių ligų. svarbu. antroje pusėje XIX a. Po L. Pasteur reikšmingai prisidėjo prie eksperimentinio metodo mikrobiologijoje kūrimo ir pagrindimo R. Kochas (1843-1910), D. Listeris (1827-1912), I.I. Mechnikovas (1845-1916), D.I. Ivanovskis (1864-1920), S.N. Vinogradskis (1856-1890), M. Beyernikas (1851-1931) ir kt. XIX a. biologija taip pat buvo praturtinta sukūrus metodinius modeliavimo pagrindus, kurie taip pat yra aukščiausia eksperimento forma. L. Pasteur, R. Koch ir kitų mikrobiologų išradimas metodų, kaip užkrėsti laboratorinius gyvūnus patogeniniais mikroorganizmais ir tirti jų infekcinių ligų patogenezę, yra klasikinis modeliavimo pavyzdys, perkeltas į XX a. ir papildyta mūsų laikais modeliuojant ne tik įvairias ligas, bet ir įvairius gyvybės procesus, tarp jų ir gyvybės kilmę.
Pradedant, pavyzdžiui, nuo 40-ųjų. XX amžiuje Eksperimentinis metodas biologijoje buvo gerokai patobulintas, nes padidėjo daugelio biologinių metodų skiriamoji geba ir buvo sukurti nauji eksperimentiniai metodai. Taigi buvo padidinta genetinės analizės ir daugelio imunologinių metodų skiriamoji geba. Į tyrimų praktiką pradėtas taikyti somatinių ląstelių auginimas, mikroorganizmų ir somatinių ląstelių biocheminių mutantų išskyrimas ir kt. Eksperimentinis metodas buvo pradėtas plačiai praturtinti fizikos ir chemijos metodais, kurie pasirodė itin vertingi ne tik kaip savarankiški metodai. , bet ir derinant su biologiniais metodais. Pavyzdžiui, DNR struktūra ir genetinis vaidmuo buvo išaiškintas derinant cheminius DNR išskyrimo metodus, cheminius ir fizikinius jos pirminės ir antrinės struktūros nustatymo metodus bei biologinius metodus (bakterijų transformaciją ir genetinę analizę), kad būtų įrodyta, jog yra. kaip genetinė medžiaga.
Šiuo metu eksperimentinis metodas pasižymi išskirtinėmis galimybėmis tiriant gyvybės reiškinius. Šios galimybės nustatomos naudojant įvairių tipų mikroskopijas, įskaitant elektroninę mikroskopiją su itin plonu pjūviu, biocheminius metodus, didelės skiriamosios gebos genetinę analizę, imunologinius metodus, įvairius auginimo metodus ir intravitalinį stebėjimą ląstelių, audinių ir organų kultūrose, embrionuose. ženklinimas, apvaisinimas in vitro, žymėto atomo metodas, rentgeno difrakcijos analizė, ultracentrifugavimas, spektrofotometrija, chromatografija, elektroforezė, sekos nustatymas, biologiškai aktyvių rekombinantinių DNR molekulių projektavimas ir kt. Nauja eksperimentiniam metodui būdinga kokybė sukėlė kokybinius modeliavimo pokyčius . Kartu su modeliavimu organų lygiu, šiuo metu kuriamas modeliavimas molekuliniu ir ląstelių lygiu.

Modeliavimo metodas

Modeliavimas remiasi tokia technika kaip analogija - tai yra išvada apie objektų panašumą tam tikru atžvilgiu, remiantis jų panašumu daugeliu kitų aspektų.

Modelis - tai supaprastinta objekto, reiškinio ar proceso kopija, pakeičianti juos tam tikrais aspektais.

Modelis yra tai, su kuo patogiau dirbti, tai yra tai, ką lengviau matyti, girdėti, prisiminti, įrašyti, apdoroti, perkelti, paveldėti ir su kuo lengviau eksperimentuoti, palyginti su modeliuojamu objektu (prototipu, originalus).
Karkishchenko N.N. Biomodeliavimo pagrindai. - M.: VPK, 2005. - 608 p. P. 22.

Modeliavimas - atitinkamai tai yra supaprastintos objekto, reiškinio ar proceso kopijos sukūrimas.

Modeliavimas:

1) supaprastintų žinių objektų kopijų kūrimas;

2) pažinimo objektų supaprastintose kopijose tyrimas.

Modeliavimo metodas - tai tam tikro objekto savybių tyrimas tiriant kito objekto (modelio) savybes, kuris yra patogesnis sprendžiant tyrimo problemas ir yra tam tikra atitiktis su pirmuoju objektu.

Modeliavimas (plačiąja prasme) yra pagrindinis visų žinių sričių tyrimo metodas. Modeliavimo metodai naudojami kompleksinių sistemų charakteristikoms įvertinti ir moksliškai pagrįstiems sprendimams įvairiose žmogaus veiklos srityse priimti. Esama ar suprojektuota sistema gali būti efektyviai ištirta naudojant matematinius modelius (analitinius ir simuliacinius), siekiant optimizuoti sistemos funkcionavimo procesą. Sistemos modelis yra įdiegtas šiuolaikiniuose kompiuteriuose, kurie šiuo atveju veikia kaip įrankis eksperimentuoti su sistemos modeliu.

Modeliavimas leidžia ištirti bet kokį procesą ar reiškinį, taip pat evoliucijos kryptis, atkuriant juos paprastesnio objekto pavidalu naudojant šiuolaikines technologijas ir įrangą.

Modeliavimo teorija – teorija apie pradinio objekto pakeitimą jo modeliu ir objekto savybių tyrimą pagal jo modelį.
Modeliavimas – tyrimo metodas, pagrįstas pradinio tiriamo objekto pakeitimu jo modeliu ir darbu su juo (vietoj objekto).
Modelis (originalus objektas) (iš lotynų kalbos modus - "matas", "tūris", "vaizdas") - pagalbinis objektas, atspindintis reikšmingiausius tyrimo modelius, originalaus objekto esmę, savybes, struktūros ir veikimo ypatybes. .
Kai žmonės kalba apie modeliavimą, jie dažniausiai turi omenyje sistemos modeliavimą.
Sistema – tarpusavyje susijusių elementų rinkinys, sujungtas bendram tikslui pasiekti, izoliuotas nuo aplinkos ir sąveikaujantis su ja kaip vientisa visuma ir pasižymintis pagrindinėmis sisteminėmis savybėmis. Straipsnyje nurodoma 15 pagrindinių sistemos savybių, kurios apima: atsiradimą (atsiradimą); vientisumas; struktūra; vientisumas; pavaldumas tikslui; hierarchija; begalybė; ergacity; atvirumas; negrįžtamumas; struktūrinio stabilumo ir nestabilumo vienybė; netiesiškumas; galimas faktinių struktūrų daugialypiškumas; kritiškumas; nenuspėjamumas kritinėje srityje.
Modeliuojant sistemas, naudojami du požiūriai: klasikinis (indukcinis), kuris istoriškai išsivystė pirmiausia, ir sisteminis, kuris buvo sukurtas neseniai.

Klasikinis požiūris. Istoriškai klasikinis požiūris į objekto tyrimą ir sistemos modeliavimą buvo pirmasis. Realus modeliuojamas objektas suskirstomas į posistemes, parenkami pradiniai modeliavimo duomenys (D) ir nustatomi tikslai (T), atspindintys atskirus modeliavimo proceso aspektus. Remiantis atskiru pradinių duomenų rinkiniu, iškeliamas tikslas sumodeliuoti atskirą sistemos funkcionavimo aspektą, suformuojamas tam tikras būsimo modelio komponentas (K). Komponentų rinkinys sujungiamas į modelį.
Tai. komponentai yra sumuojami, kiekvienas komponentas išsprendžia savo problemas ir yra izoliuotas nuo kitų modelio dalių. Metodą taikome tik paprastoms sistemoms, kuriose galima nepaisyti ryšių tarp komponentų. Galima pastebėti du išskirtinius klasikinio požiūrio aspektus: 1) kuriant modelį juda nuo konkretaus prie bendro; 2) sukurtas modelis (sistema) formuojamas sumuojant atskirus jo komponentus ir neatsižvelgiama į naujo sisteminio efekto atsiradimą.

Sistemingas požiūris – metodinė koncepcija, paremta siekiu sukurti holistinį tiriamo objekto vaizdą, atsižvelgiant į sprendžiamai problemai svarbius objekto elementus, ryšius tarp jų ir išorinius ryšius su kitais objektais bei aplinka. Didėjant objektų modeliavimo sudėtingumui, atsirado poreikis juos stebėti iš aukštesnio lygmens. Šiuo atveju kūrėjas šią sistemą laiko kažkokiu aukštesnio rango posistemiu. Pavyzdžiui, jei užduotis yra suprojektuoti įmonės automatizuotą valdymo sistemą, tai sisteminio požiūrio požiūriu neturime pamiršti, kad ši sistema yra neatsiejama integruotos automatizuotos valdymo sistemos dalis. Sisteminio požiūrio pagrindas yra sistemos kaip integruotos visumos svarstymas, o šis svarstymas kuriant prasideda nuo pagrindinio dalyko - veikimo tikslo suformulavimo. Sisteminiam požiūriui svarbu nustatyti sistemos struktūrą – ryšių tarp sistemos elementų visumą, atspindinčią jų sąveiką.

Yra struktūriniai ir funkciniai sistemos struktūros ir jos savybių tyrimo metodai.

At struktūrinis požiūris atskleidžiama pasirinktų sistemos elementų kompozicija ir ryšiai tarp jų.

At funkcinis požiūris Svarstomi sistemos elgesio algoritmai (funkcijos – savybės, vedančios į tikslą).

Modeliavimo tipai

1. Dalyko modeliavimas , kuriame modelis atkuria geometrines, fizines, dinamines ar funkcines objekto charakteristikas. Pavyzdžiui, tilto modelis, užtvankos modelis, sparno modelis
lėktuvas ir kt.
2. Analoginis modeliavimas , kuriame modelis ir originalas aprašomi vienu matematiniu ryšiu. Pavyzdys – elektriniai modeliai, naudojami mechaniniams, hidrodinaminiams ir akustiniams reiškiniams tirti.
3. Ikoninis modeliavimas , kuriame diagramos, brėžiniai ir formulės veikia kaip modeliai. Ikoninių modelių vaidmuo ypač išaugo plečiantis kompiuterių naudojimui kuriant ikoniškus modelius.
4. Glaudžiai susijęs su ikoniškumu psichinė simuliacija , kuriame modeliai įgauna protiškai vizualų charakterį. Šiuo atveju pavyzdys yra atomo modelis, kurį vienu metu pasiūlė Bohr.
5. Modelinis eksperimentas. Galiausiai, ypatinga modeliavimo rūšis yra ne paties objekto, o jo modelio įtraukimas į eksperimentą, dėl kurio pastarasis įgauna modelio eksperimento pobūdį. Šio tipo modeliavimas rodo, kad tarp empirinių ir teorinių žinių metodų nėra griežtos ribos.
Organiškai susijęs su modeliavimu idealizavimas - protinis koncepcijų konstravimas, teorijos apie objektus, kurie neegzistuoja ir nėra realizuojami tikrovėje, bet tie, kuriems yra artimas prototipas ar analogas realiame pasaulyje. Šiuo metodu sukonstruotų idealių objektų pavyzdžiai yra geometrinės taško, tiesės, plokštumos ir kt. Visi mokslai veikia su idealiais tokio pobūdžio objektais – idealiomis dujomis, absoliučiai juodu kūnu, socialiniu ir ekonominiu dariniu, valstybe ir kt.

Modeliavimo metodai

1. Pilno masto modeliavimas - eksperimentas su pačiu tiriamu objektu, kuris specialiai parinktomis eksperimentinėmis sąlygomis tarnauja kaip savęs modelis.
2. Fizinis modeliavimas – eksperimentas su specialiomis instaliacijomis, kurios išsaugo reiškinių prigimtį, bet atkuria reiškinius kiekybiškai modifikuotu, masteliu.
3. Matematinis modeliavimas – fizinio pobūdžio modelių, kurie skiriasi nuo imituojamų objektų, tačiau turi panašų matematinį aprašymą, naudojimas. Viso masto ir fizinį modeliavimą galima sujungti į vieną fizinio panašumo modelių klasę, nes abiem atvejais modelis ir originalas yra identiški savo fizine prigimtimi.

Modeliavimo metodus galima suskirstyti į tris pagrindines grupes: analitinį, skaitinį ir modeliavimą.

1. Analitinis modeliavimo metodai. Analitiniai metodai leidžia gauti sistemos charakteristikas kaip kai kurias jos veikimo parametrų funkcijas. Taigi analitinis modelis yra lygčių sistema, kurią išsprendus gaunami parametrai, reikalingi sistemos išvesties charakteristikoms apskaičiuoti (vidutinis užduočių apdorojimo laikas, pralaidumas ir kt.). Analitiniai metodai suteikia tikslias sistemos charakteristikų vertes, tačiau yra naudojami tik siaurai problemų klasei išspręsti. To priežastys yra tokios. Pirma, dėl daugumos realių sistemų sudėtingumo jų pilnas matematinis aprašymas (modelis) arba neegzistuoja, arba dar nėra sukurti analitiniai metodai sukurtam matematiniam modeliui išspręsti. Antra, išvedant formules, kuriomis grindžiami analitiniai metodai, daromos tam tikros prielaidos, kurios ne visada atitinka realią sistemą. Tokiu atveju analitinių metodų naudojimo reikia atsisakyti.

2. Skaitmeninis modeliavimo metodai. Skaitiniai metodai apima modelio transformavimą į lygtis, kurias galima išspręsti naudojant skaičiavimo matematikos metodus. Šiais metodais sprendžiamų problemų klasė yra daug platesnė. Taikant skaitmeninius metodus, tam tikru tikslumu gaunamos apytikslės sistemos išėjimo charakteristikų vertės (įverčiai).

3. Imitacija modeliavimo metodai. Tobulėjant kompiuterinėms technologijoms, modeliavimo modeliavimo metodai tapo plačiai naudojami analizuojant sistemas, kuriose vyrauja stochastinės įtakos.
Imitacinio modeliavimo (IM) esmė – modeliuoti sistemos funkcionavimo procesą laikui bėgant, laikantis tokių pačių veikimo trukmių santykio kaip ir pradinėje sistemoje. Tuo pačiu metu imituojami procesą sudarantys elementarūs reiškiniai, išsaugoma jų loginė struktūra ir įvykių seka laike. Naudojant MI, gaunami sistemos išėjimo charakteristikų įverčiai, reikalingi sprendžiant analizės, valdymo ir projektavimo problemas.

Pavyzdžiui, biologijoje galima sukurti rezervuaro gyvenimo būklės modelį po kurio laiko, kai pasikeičia vienas, du ar daugiau parametrų (temperatūra, druskų koncentracija, plėšrūnų buvimas ir kt.). Tokie metodai tapo įmanomi dėl kibernetikos – valdymo mokslo – idėjų ir principų įsiskverbimo į biologiją.

Modeliavimo tipų klasifikacija gali būti pagrįsta įvairiomis charakteristikomis. Atsižvelgiant į sistemoje tiriamų procesų pobūdį, modeliavimą galima skirstyti į deterministinį ir stochastinį; statinis ir dinamiškas; diskretiškas ir tęstinis.
Deterministinis Modeliavimas naudojamas tiriant sistemas, kurių elgesį galima visiškai tiksliai numatyti. Pavyzdžiui, automobilio nuvažiuotas atstumas vienodai pagreitinto judėjimo metu idealiomis sąlygomis; įtaisas, kuris paverčia skaičių kvadratu ir pan. Atitinkamai šiose sistemose vyksta deterministinis procesas, kuris adekvačiai aprašomas deterministiniu modeliu.

Stochastinis (tikimybių-teorinis) modeliavimas naudojamas tiriant sistemą, kurios būsena priklauso ne tik nuo valdomų, bet ir nuo nekontroliuojamų įtakų arba kurioje yra atsitiktinumo šaltinis. Stochastinės sistemos apima visas sistemas, apimančias žmones, pavyzdžiui, gamyklas, oro uostus, kompiuterių sistemas ir tinklus, parduotuves, vartotojų paslaugas ir kt.
Statinis modeliavimas skirtas sistemoms apibūdinti bet kuriuo laiko momentu.

Dinamiškas modeliavimas atspindi sistemos pokyčius laikui bėgant (sistemos išvesties charakteristikas tam tikru metu lemia įvesties įtakos praeityje ir dabartyje pobūdis). Dinaminių sistemų pavyzdžiai yra biologinės, ekonominės, socialinės sistemos; tokios dirbtinės sistemos kaip gamykla, įmonė, gamybos linija ir kt.
Diskretus modeliavimas naudojamas tiriant sistemas, kuriose įvesties ir išvesties charakteristikos matuojamos arba keičiamos diskretiškai laikui bėgant, kitu atveju naudojamas nuolatinis modeliavimas. Pavyzdžiui, elektroninis laikrodis, elektros skaitiklis yra atskiros sistemos; saulės laikrodžiai, šildymo prietaisai – ištisinės sistemos.
Priklausomai nuo objekto (sistemos) vaizdavimo formos, galima išskirti mentalinį ir realų modeliavimą.
At tikras (viso masto) modeliavimas, sistemos charakteristikų tyrimas atliekamas realiame objekte arba jo dalyje. Realus modeliavimas yra tinkamiausias, tačiau jo galimybės, atsižvelgiant į realių objektų charakteristikas, yra ribotos. Pavyzdžiui, norint atlikti realų modeliavimą su įmonės automatizuota valdymo sistema, pirmiausia reikia sukurti automatizuotą valdymo sistemą; antra, atlikti eksperimentus su įmone, o tai neįmanoma. Tikrasis modeliavimas apima gamybos eksperimentus ir sudėtingus bandymus, kurie turi aukštą patikimumo laipsnį. Kitas tikrojo modeliavimo tipas yra fizinis. Fizikinio modeliavimo metu atliekami reiškinio prigimtį išsaugančių ir fizinį panašumą turinčių įrenginių tyrimai.
Psichinis modeliavimas naudojamas sistemoms, kurių praktiškai neįmanoma įdiegti per tam tikrą laiko intervalą, modeliuoti. Psichinio modeliavimo pagrindas yra idealaus modelio sukūrimas remiantis idealia mentaline analogija. Yra du psichinio modeliavimo tipai: vaizdinis (vaizdinis) ir simbolinis.
At perkeltine prasme Modeliuojant, remiantis žmogaus idėjomis apie tikrus objektus, kuriami įvairūs vizualiniai modeliai, atvaizduojantys objekte vykstančius reiškinius ir procesus. Pavyzdžiui, dujų dalelių modeliai kinetinėje teorijoje apie dujas elastingų rutuliukų pavidalu, veikiančių vienas kitą susidūrimo metu.
At ikoniškas Modeliavimas apibūdina imituojamą sistemą naudojant sutartinius ženklus, simbolius, ypač matematinių, fizinių ir cheminių formulių pavidalu. Galingiausia ir išvystyta ikoninių modelių klasė yra atstovaujama matematiniais modeliais.
Matematinis modelis yra dirbtinai sukurtas objektas matematinių, simbolinių formulių pavidalu, atkuriantis ir atkuriantis tiriamo objekto struktūrą, savybes, tarpusavio ryšius ir ryšius tarp tiriamo objekto elementų. Toliau nagrinėjami tik matematiniai modeliai ir atitinkamai matematinis modeliavimas.
Matematinis modeliavimas – tyrimo metodas, pagrįstas pradinio tiriamo objekto pakeitimu jo matematiniu modeliu ir darbu su juo (vietoj objekto). Matematinį modeliavimą galima suskirstyti į analitinis (AM) , imitacija (IM) , kombinuotas (CM) .
At AM sukuriamas analitinis objekto modelis algebrinių, diferencialinių, baigtinių skirtumų lygčių pavidalu. Analitinis modelis tiriamas analitiniais arba skaitiniais metodais.
At JOS sukurtas imitacinis modelis, o statistinio modeliavimo metodas naudojamas simuliaciniam modeliui įgyvendinti kompiuteryje.
At KM atliekamas sistemos veikimo proceso skaidymas į poprocesus. Tiems iš jų, kur įmanoma, naudojami analitiniai metodai, kitu atveju – modeliavimo metodai.

Nuorodos

1. Ayvazyan S.A., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Taikomoji statistika: Modeliavimo ir pirminių duomenų apdorojimo pagrindai. – M.: „Finansai ir statistika“, 1983. – 471 p.
2. Alsova O.K. Sistemų modeliavimas (1 dalis): „Modeliavimo“ disciplinos laboratorinių darbų gairės Automatikos technikos fakulteto III ir IV kurso studentams. – Novosibirskas: NSTU leidykla, 2006. – 68 p. Sistemų modeliavimas (2 dalis): „Modeliavimo“ disciplinos laboratorinių darbų gairės AVTF III ir IV kurso studentams. – Novosibirskas: NSTU leidykla, 2007. – 35 p.
3. Alsova O.K. Sistemų modeliavimas: vadovėlis. pašalpa/O.K. Alsova. - Novosibirskas: NSTU leidykla, 2007 - 72 p.
4. Borovikovas V.P. Statistika 5.0. Duomenų analizės kompiuteriu menas: profesionalams. 2-asis leidimas – Sankt Peterburgas: Petras, 2003. – 688 p.
5. Ventzel E.S. Operacijų tyrimas. – M.: Aukštoji mokykla, 2000. – 550 p.
6. Gubarevas V.V. Tikimybiniai modeliai / Novosibirskas. elektrotechnika tarpt. – Novosibirskas, 1992. – 1 dalis. – 198 s; 2 dalis. – 188 p.
7. Gubarevas V.V. Sisteminė analizė eksperimentiniuose tyrimuose. – Novosibirskas: NSTU leidykla, 2000. – 99 p.
8. Denisovas A.A., Kolesnikovas D.N. Didžiųjų valdymo sistemų teorija: Vadovėlis. vadovas universitetams. – L. Energoizdat, 1982. – 288 p.
9. Draper N., Smith G. Taikomoji regresinė analizė. – M.: Statistika, 1973 m.
10. Karpov Yu. Sistemų modeliavimas. Modeliavimo su AnyLogic įvadas 5. – Sankt Peterburgas: BHV-Petersburg, 2005. – 400 p.
11. Kelton V., Lowe A. Simuliacinis modeliavimas. Klasikinis CS. 3 leidimas – Sankt Peterburgas: Petras; Kijevas: 2004. – 847 p.
12. Lemeshko B.Yu., Postovalov S.N. Duomenų analizės ir statistinių modelių tyrimo kompiuterinės technologijos: Vadovėlis. pašalpa. – Novosibirskas: NSTU leidykla, 2004. – 120 p.
13. Sistemų modeliavimas. Seminaras: Proc. vadovas universitetams/B.Ya. Sovetovas, S.A. Jakovlevas. – 2-asis leidimas, pataisytas. ir papildomas – M.: Aukštoji mokykla, 2003. – 295 p.
14. Ryžikovas Yu.I. Simuliacinis modeliavimas. Teorija ir technologija. – SPb.: CORONA print; M.: Altex-A, 2004. – 384 p.
15. Sovetov B.Ya., Yakovlev S.A. Sistemų modeliavimas (3 leidimas). – M.: Aukštoji mokykla, 2001. – 420 p.
16. Atsitiktinių procesų teorija ir jos inžineriniai pritaikymai: Vadovėlis. vadovas universitetams/E.S. Wentzel, L.A. Ovcharovas. – 3 leidimas. perdirbtas ir papildomas – M.: Leidybos centras „Akademija“, 2003. – 432 p.
17. Tomaševskis V., Ždanova E. Simuliacinis modeliavimas GPSS aplinkoje. – M.: Bestseleris, 2003. – 416 p.
18. Khachaturova S.M. Sisteminės analizės matematiniai metodai: Vadovėlis. vadovas – Novosibirskas: NSTU leidykla, 2004. – 124 p.
19. Shannon R. Sistemų modeliavimas – menas ir mokslas. – M.: Mir, 1978 m.
20. Schreiberis T.J. Modeliavimas naudojant GPSS. – M.: Mechanikos inžinerija, 1980. – 593 p.
21. Arsenjevas B.P., Jakovlevas S.A. Paskirstytų duomenų bazių integravimas. – Sankt Peterburgas: Lan, 2001. - 420 p.

Tarp visų mokyklinių disciplinų ir tik mokslų biologija užima ypatingą vietą. Galų gale, tai yra pats seniausias, pirmasis ir gamtos mokslas, kurio susidomėjimas atsirado atsiradus pačiam žmogui ir jo evoliucijai. Šios disciplinos studijos skirtingais laikais vystėsi skirtingai. Biologijos tyrimai buvo atliekami vis naujais metodais. Tačiau vis dar yra tokių, kurios buvo aktualios nuo pat pradžių ir neprarado savo reikšmės. Kokie yra šie mokslo studijų būdai ir kas yra ši disciplina apskritai, mes apsvarstysime šiame straipsnyje.

Biologija kaip mokslas

Jei gilinsimės į žodžio „biologija“ etimologiją, išvertus iš lotynų kalbos jis skambės kaip „gyvybės mokslas“. Ir tai tiesa. Šis apibrėžimas atspindi visą nagrinėjamo mokslo esmę. Būtent biologija tiria visą mūsų planetos gyvybės įvairovę, o prireikus – ir už jos ribų.

Yra keletas biologinių, kuriuose visi biomasės atstovai yra sujungti pagal bendras morfologines, anatomines, genetines ir fiziologines savybes. Tai yra karalystės:

• Gyvūnai.
• Augalai.
• Grybai.
• Virusai.
• Bakterijos arba prokariotai.

Kiekvieną iš jų atstovauja daugybė rūšių ir kitų taksonominių vienetų, o tai dar kartą pabrėžia, kokia įvairi yra mūsų planetos gamta. kaip ir mokslas – tyrinėti juos visus, nuo gimimo iki mirties. Taip pat nustatyti evoliucijos mechanizmus, tarpusavio santykius ir žmones, pačią gamtą.

Biologija yra tik bendras pavadinimas, apimantis visą šeimą submokslų ir disciplinų, užsiimančių išsamiais gyvų būtybių ir bet kokių gyvybės apraiškų tyrimais.

Kaip minėta aukščiau, biologijos studijas žmonės vykdė nuo seniausių laikų. Žmogus domėjosi, kaip dirba augalai, gyvūnai ir jis pats. Buvo atliekami gyvosios gamtos stebėjimai ir daromos išvados, taip kaupiama faktinė medžiaga ir teorinis mokslo pagrindas.

Šiuolaikinės biologijos laimėjimai apskritai pažengė į priekį ir leidžia pažvelgti į smulkiausias ir neįsivaizduojamai sudėtingas struktūras, trukdyti natūralių procesų eigai ir keisti jų kryptį. Kokiais būdais jums visada pavyko pasiekti tokių rezultatų?

Biologijos tyrimo metodai

Norint įgyti žinių, būtina naudoti įvairius jų gavimo būdus. Tai taikoma ir biologijos mokslams. Todėl ši disciplina turi savo priemonių rinkinį, leidžiantį papildyti savo metodinę ir faktinę kolekciją. Šis tyrimo metodas mokykloje būtinai paliečia šią temą, nes šis klausimas yra pagrindas. Todėl apie šiuos metodus kalbama gamtos istorijos ar biologijos pamokose penktoje klasėje.

Kokie tyrimo metodai egzistuoja?

1. Aprašymas.
2. biologijoje.
3. Eksperimentuokite.
4. Palyginimas.
5. Modeliavimo metodas.
6. Istorinis metodas.
7. Modernizuotos galimybės, pagrįstos naujausių technologijų ir modernios įrangos naudojimu. Pavyzdžiui: elektronų spektroskopija ir mikroskopija, dažymo metodas, chromatografija ir kt.

Visi jie visada buvo svarbūs ir tokie išlieka šiandien. Tačiau tarp jų yra vienas, kuris pasirodė pirmasis ir vis dar yra pats svarbiausias.

Stebėjimo metodas biologijoje

Būtent ši tyrimo versija yra lemiama, pirmoji ir reikšminga. Kas yra stebėjimas? Tai dominančios informacijos apie objektą gavimas naudojant pojūčius. Tai yra, jūs galite suprasti, koks gyvas padaras yra priešais jus, naudodamiesi klausos, regos, lytėjimo, uoslės ir skonio organais.

Taip mūsų protėviai išmoko atskirti biomasės elementus. Taip biologijos tyrimai tęsiasi iki šiol. Juk neįmanoma žinoti, kaip vikšras lėliuoja, o drugelis išnyra iš kokono, nebent stebite tai savo akimis, fiksuojant kiekvieną laiko akimirką.

Ir tokių pavyzdžių galima pateikti šimtus. Visi zoologai, mikologai, botanikai, algologai ir kiti mokslininkai stebi pasirinktą objektą ir gauna išsamią informaciją apie jo sandarą, gyvenimo būdą, sąveiką su aplinka, fiziologinių procesų ypatumus ir kitas organizacijos subtilybes.

Todėl stebėjimo metodas biologijoje laikomas svarbiausiu, istoriškai pirmuoju ir reikšmingiausiu. Visai šalia yra kitas tyrimo metodas – aprašymas. Juk neužtenka stebėti ir tai, ką pavyko pamatyti, tai yra užfiksuoti rezultatą. Vėliau tai taps teorinių žinių apie konkretų objektą baze.

Pateikime pavyzdį. Jei ichtiologas turėtų atlikti tyrimus tam tikros rūšies žuvų, pavyzdžiui, rausvųjų ešerių, srityje, jis pirmiausia tiria jau esamą teorinį pagrindą, kuris buvo sudarytas iš anksčiau atliktų mokslininkų stebėjimų. Po to jis pats pradeda stebėjimus ir atidžiai užrašo visus gautus rezultatus. Po to atliekama eksperimentų serija, o rezultatai lyginami su tais, kurie jau buvo prieinami anksčiau. Tai išaiškina klausimą, kur, pavyzdžiui, šios žuvų rūšys gali neršti? Kokių sąlygų jiems reikia ir kaip jos gali skirtis?

Akivaizdu, kad stebėjimo metodas biologijoje, taip pat aprašymas, palyginimas ir eksperimentas yra glaudžiai susiję į vieną kompleksą – gyvosios gamtos tyrimo metodus.

Eksperimentuokite

Šis metodas būdingas ne tik biologijos mokslams, bet ir chemijai, fizikai, astronomijai ir kt. Tai leidžia aiškiai patikrinti vieną ar kitą teoriškai iškeltą prielaidą. Eksperimento pagalba patvirtinamos arba paneigiamos hipotezės, kuriamos teorijos, pateikiamos aksiomos.

Eksperimentiškai buvo atrasta gyvūnų kraujotaka, augalų kvėpavimas ir fotosintezė, taip pat daugybė kitų fiziologinių gyvybinių procesų.

Modeliavimas ir palyginimas

Palyginimas yra metodas, leidžiantis nubrėžti kiekvienos rūšies evoliucijos liniją. Būtent šiuo metodu gaunama informacija, kurios pagrindu sudaroma rūšių klasifikacija ir statomi gyvybės medžiai.

Modeliavimas yra labiau matematinis metodas, ypač jei kalbame apie kompiuterinį modelio konstravimo metodą. Šis metodas apima situacijų kūrimą tiriant objektą, kurio negalima stebėti natūraliomis sąlygomis. Pavyzdžiui, kaip tas ar kitas vaistas paveiks žmogaus organizmą.

Istorinis metodas

Tai yra kiekvieno organizmo kilmės ir formavimosi, jo vystymosi ir transformacijos evoliucijos eigoje nustatymas. Remiantis gautais duomenimis, kuriamos teorijos ir keliamos hipotezės apie gyvybės atsiradimą Žemėje ir kiekvienos gamtos karalystės vystymąsi.

Biologija 5 klasėje

Labai svarbu laiku paskatinti mokinius domėtis nagrinėjamu mokslu. Šiandien pasirodo vadovėliai "Biologija. 5 klasė" yra pagrindinis šio dalyko mokymosi būdas. Taip vaikai pamažu įvaldo visą šio mokslo gelmę, suvokia jo prasmę ir svarbą.

Kad pamokos būtų įdomios ir paskatintų vaikus domėtis tuo, ką jie mokosi, reikėtų daugiau laiko skirti šiam konkrečiam metodui. Juk tik tada, kai pats mokinys pro mikroskopą stebės ląstelių elgseną ir jų struktūrą, jis galės suvokti visą šio proceso įdomumą ir tai, kaip visa tai subtilu ir svarbu. Todėl pagal šiuolaikinius reikalavimus veikla pagrįstas požiūris į dalyko studijas yra raktas į sėkmingą studentų žinių įgijimą.

Ir jei vaikai kiekvieną tyrinėjamą procesą įrašys į biologijos stebėjimų dienoraštį, tada objekto pėdsakas liks su jais visą gyvenimą. Taip susiformuoja mus supantis pasaulis.

Išsamus dalyko tyrimas

Jei kalbame apie specializuotus užsiėmimus, skirtus gilesniam, išsamesniam mokslo tyrinėjimui, tuomet turėtume kalbėti apie svarbiausią dalyką. Tokiems vaikams reikėtų parengti specialią giluminio biologijos studijų programą, kuri bus pagrįsta stebėjimais lauke (vasaros praktika), taip pat nuolatiniais eksperimentiniais tyrimais. Vaikai turi įtikinti save teorinėmis žiniomis, kurios jiems įdedamos į galvą. Būtent tada galimi nauji atradimai, pasiekimai ir mokslo žmonių gimimas.

Moksleivių biologinio ugdymo vaidmuo

Apskritai biologiją vaikams reikia mokytis ne tik todėl, kad gamta turi būti mylima, puoselėjama ir saugoma. Bet ir dėl to, kad tai gerokai praplečia akiratį, leidžia perprasti gyvybės procesų mechanizmus, pažinti save iš vidaus ir pasirūpinti savo sveikata.

Jei periodiškai papasakosite vaikams apie šiuolaikinės biologijos pasiekimus ir kaip tai veikia žmonių gyvenimus, jie patys supras mokslo svarbą ir reikšmę. Jie bus persmelkti meile jai, vadinasi, mylės ir jos objektą – gyvąją gamtą.

Šiuolaikinės biologijos pasiekimai

Žinoma, tokių yra daug. Jei nustatysime bent penkiasdešimties metų laikotarpį, galime išvardyti šiuos išskirtinius atitinkamo mokslo laimėjimus.

1. Gyvūnų, augalų ir žmonių genomo iššifravimas.
2. Ląstelių dalijimosi ir mirties mechanizmų atskleidimas.
3. Atskleidžiama genetinės informacijos srauto besivystančiame organizme esmė.
4. Gyvų būtybių klonavimas.
5. Biologiškai aktyvių medžiagų, vaistų, antibiotikų, antivirusinių vaistų kūrimas (sintezė).

Tokie šiuolaikinės biologijos pasiekimai leidžia žmonėms kontroliuoti tam tikras žmonių ir gyvūnų ligas, neleidžiant joms vystytis. Jie leidžia išspręsti daugelį XXI amžiaus žmones kamuojančių problemų: baisių virusų epidemijos, badas, geriamojo vandens trūkumas, prastos aplinkos sąlygos ir kt.

Kai kalbame apie biologiją, mes kalbame apie mokslą, kuris tiria visus gyvus dalykus. Tiriamos visos gyvos būtybės, įskaitant jų buveines. Nuo ląstelių struktūros iki sudėtingų biologinių procesų – visa tai yra biologijos dalykas. Pasvarstykime biologijos tyrimo metodai, kurie šiuo metu naudojami.

Biologinių tyrimų metodai apima:

• Empiriniai/eksperimentiniai metodai
• Aprašomieji metodai
• Lyginamieji metodai
• Statistiniai metodai
• Modeliavimas
• Istoriniai metodai

Empiriniai metodai susideda iš to, kad patirties objektas keičiasi jo egzistavimo sąlygomis, o tada atsižvelgiama į gautus rezultatus. Eksperimentai yra dviejų tipų, priklausomai nuo to, kur jie atliekami: laboratoriniai ir lauko eksperimentai. Lauko eksperimentams atlikti naudojamos gamtinės sąlygos, o laboratoriniams bandymams atlikti naudojama speciali laboratorinė įranga.

Aprašomieji metodai yra pagrįsti stebėjimu, po kurio atliekama reiškinio analizė ir aprašymas. Šis metodas leidžia išryškinti biologinių reiškinių ir sistemų ypatybes. Tai vienas iš seniausių metodų.

Lyginamieji metodai reiškia gautų faktų ir reiškinių palyginimą su kitais faktais ir reiškiniais. Informacija gaunama stebint. Pastaruoju metu tapo populiaru naudoti stebėjimą. Stebėjimas yra nuolatinis stebėjimas, leidžiantis rinkti duomenis, kurių pagrindu bus atliekama analizė ir prognozavimas.

Statistiniai metodai taip pat žinomi kaip matematiniai metodai ir naudojami skaitiniams duomenims, gautiems eksperimento metu, apdoroti. Be to, šis metodas naudojamas tam tikrų duomenų patikimumui užtikrinti.

Modeliavimas Tai pastaruoju metu vis labiau įsibėgėjantis metodas, apimantis darbą su objektais vaizduojant juos modeliuose. Tai, ko negalima analizuoti ir ištirti po eksperimento, galima išmokti modeliuojant. Iš dalies naudojamas ne tik įprastinis modeliavimas, bet ir matematinis modeliavimas.

Istoriniai metodai yra pagrįsti ankstesnių faktų tyrimu ir leidžia mums nustatyti esamus modelius. Tačiau kadangi vienas metodas ne visada yra pakankamai veiksmingas, norint gauti geresnių rezultatų, įprasta šiuos metodus derinti.

Taigi pažvelgėme į pagrindinius biologijos tyrimo metodus. Labai tikimės, kad šis straipsnis buvo įdomus ir informatyvus. Būtinai rašykite savo klausimus ir komentarus komentaruose.

Biologija rūpinasi visomis gyvomis būtybėmis ir ypač žmonėmis, o Ursosanas (http://www.ursosan.ru/) – jo kepenimis. Ursosan padės gydyti

PEDAGOGINIS UNIVERSITETAS „RUGSĖJO PIRMOJI“

BUKHVALOVAS V.A.

Mokinių kūrybinių gebėjimų ugdymas biologijos pamokose

naudojant išradingo problemų sprendimo teorijos elementus (TRIZ)

Deja, tenka pripažinti, kad nepaisant vykdomos mokyklinio ugdymo turinio reformos, biologijos pamokose vyrauja informacinis ir reprodukcinis ugdymas. Toks požiūris neatitinka šiuolaikinės visuomenės reikalavimų, kur pirmame plane yra ne tiek enciklopedinės žinios, kiek gebėjimas gauti informaciją, ją transformuoti ir kūrybiškai panaudoti moksliniams tyrimams ar praktinei veiklai.
Praėjusio amžiaus antroje pusėje G.S.
Altshuller sukūrė išradingo problemų sprendimo teoriją (TRIZ). Primityviai interpretuojant, TRIZ yra kūrybinių problemų formulavimo ir sprendimo algoritmų rinkinys. TRIZ elementai gali būti naudojami kaip labai efektyvi priemonė ugdant mokinių kūrybinį mąstymą mokant biologijos mokykloje. Nuo 1987 metų tokį eksperimentą autorius ir jo kolegos vykdė maždaug dešimtyje Latvijos mokyklų.
Šio darbo įgyvendinimas pareikalavo reikšmingų kurso turinio pakeitimų.

Kartu su tradiciniais informaciniais tekstais, reprodukciniais klausimais ir laboratoriniais darbais kurse buvo nagrinėjamos biologinės problemos – kūrybinės užduotys, kurias rengė tiek pats autorius, tiek jo kolegos. Be to, buvo sukurti kūrybinių biologijos darbų rinkiniai su tiriamuoju, ekspertiniu, projektiniu ir prognozuojamu turiniu, kurie taip pat naudojami pamokose ir kaip namų darbai.

Paskaita 1. Biologinių tyrimų struktūra ir turinys

Tyrimų specifika mokslinėje praktikoje

Šiuolaikinis gyvenimas neįsivaizduojamas be mokslo. Užduokime studentams paprastą klausimą: kokia yra mokslo reikšmė kasdieniame žmogaus gyvenime? Kaip bebūtų keista, mūsų studentai iš mokslo teorijos gali daug pasakyti: pateikti dėsnių ir dėsnių, pažinimo teorijų ir metodų pavyzdžių, tačiau šis klausimas kažkodėl jiems dažnai sukelia sunkumų. Tačiau dėžutė atsidaro labai paprastai – viskas, kas mus supa mokyklos klasėje, yra tiesioginis mokslo įsikūnijimas į praktiką: pats mokyklos pastatas buvo pastatytas pagal inžinerinių statinių statybos dėsnius; rašomieji stalai, vadovėliai, sąsiuviniai kuriami atsižvelgiant į higienos normas; Biure lempos sumontuotos laikantis elektrotechnikos įstatymų. Net ir mūsų drabužiai kuriami atsižvelgiant į visą krūvą dėsnių ir šablonų.

Iškyla pirmasis klausimas: ar viskas teisinga mūsų dalykų mokymo metoduose, jei studentai apskritai gana gerai išmano teorinius principus, tačiau prašymas teoriškai pagrįsti savo praktinius veiksmus dažnai juos glumina? Pavyzdžiui, vaikai vargu ar galės atsakyti į klausimą: kokius fizikos dėsnius reikia žinoti, norint įsirengti rozetę? Arba kokių biologijos taisyklių reikėtų nepamiršti prižiūrint kambarinius augalus? Arba kokios taisyklės nustato, kad dantis reikia valytis bent du kartus per dieną, o ne, tarkime, tris ar penkis?

Moksliniai tyrimai daugeliu atvejų prasidėdavo formuluojant konkrečias praktines problemas, į kurias nebuvo atsakymų arba tuo metu turimi atsakymai neleisdavo iki galo gauti aukštų praktinių rezultatų.

Paimkime klasikinį augalų mitybos tyrimų pavyzdį. Net senovės ūkininkai išmoko naudoti mėšlą ir pelenus, kad padidintų augalų produktyvumą. Tačiau nuolatiniai derliaus svyravimai šimtmečius leido suprasti, kad mineralinio ir organinio derinys

Trąšų naudojimas priklauso nuo tam tikrų taisyklių ir priklauso ne tik nuo dirvožemio, bet ir nuo auginamų kultūrų. Ir tik XIX amžiaus pabaigoje – XX amžiaus pradžioje. Agrochemija pamažu tampa savarankišku mokslu, atskleidžiančiu trąšų rinkimo ir naudojimo laukuose dėsningumus.

Taigi pirmasis specifinis mokslinių tyrimų bruožas yra tas klausimai, į kuriuos atsakymų ieško mokslininkai, iškyla realioje praktinėje veikloje. Tokie klausimai vadinami problemų

Dauguma mokslininkų yra labai pastabūs ir kruopštūs žmonės. Jie visada kvestionuoja tai, kas daugeliui atrodo paprasta ir suprantama. Paprastas pavyzdys iš N. Koperniko darbų. Visi žino, kad Saulė teka rytuose ir leidžiasi vakaruose. XVI amžiaus pradžioje. Beveik niekas neabejojo, kad tai Saulė, kuri sukasi aplink Žemę, nes visi matė Saulės judėjimą, bet niekas nematė Žemės judėjimo. Ir tik N. Kopernikas suabejojo: taip ar tik taip atrodo? Atlikus tyrimus mokslininkui pavyko įrodyti, kad viskas yra kaip tik priešingai: Saulė stovi vietoje, o planetos, tarp jų ir Žemė, juda aplink ją.

Tačiau ar būtina dar kartą patikrinti gerai žinomas tiesas?

Grįžkime prie trąšų naudojimo laukuose pavyzdžio. Šimtmečius šis darbas buvo atliktas remiantis praktine patirtimi. Galima ginčytis, kad ūkininkai gana efektyviai išmoko naudoti įvairius mineralinių ir organinių trąšų derinius, tačiau kyla klausimas: ar šie praktiški sprendimai buvo patys geriausi?

Ir čia mes prieiname prie antrojo specifinio mokslinio tyrimo bruožo: mokslinių tyrimų rezultatai negali būti absoliučios tiesos pobūdžio, nes jie visada yra ribojami pažinimo metodų ir tyrėjų intelektinių galimybių, todėl reikalauja periodinio pakartotinio patikrinimo.. Tai reiškia, kad bet kokia tiesa, net ir pati nepajudinama, karts nuo karto turi būti suabejota ir iš naujo patikrinta. Atsiranda naujų tyrimo metodų, kurių taikymas dažnai lemia reikšmingus tiesų turinio patikslinimus, o kartais ir visišką senų tiesų pakeitimą naujomis.

Dažnai galima išgirsti, kaip jaunimas skeptiškai pareiškia, kad moksle nėra pakankamai perspektyvų: visi arba beveik visi pagrindiniai atradimai jau padaryti, o metus ar net visą gyvenimą gaišti smulkmenoms nėra prasmės.

Visada turime prisiminti, kad bet kokia tiesa gimsta kaip erezija ir miršta kaip kliedesys.

Tiesa, tiesos gyvenimo trukmės niekas nežino ir jos neįmanoma nustatyti. Šis laikas priklauso nuo naujų žinių metodų ir nepaprasto intelekto mokslininkų atsiradimo greičio. Ką mes žinojome apie organizmų ląstelių struktūrą prieš mikroskopo atsiradimą? Šioje baloje nebuvo nieko kito, išskyrus hipotezes. Mikroskopo išradimas paskatino revoliucinius atradimus ląstelių ir audinių sandaros ir funkcionavimo srityje bei naujų mokslų – citologijos, embriologijos, histologijos – atsiradimą.

Mokslininkus iš esmės tenkino fizinis pasaulio vaizdas, įrėmintas harmoningoje I. Niutono mechanikos sistemoje, ir staiga, o moksle tai visada nutinka, tik staiga atsiranda nepaprasto intelekto žmogus A. Einšteinas, kuris Specialiąją reliatyvumo teoriją iš pradžių pateikia kaip hipotezę. O tai suteikia naują kryptį fizikiniams tyrimams ir priveda prie viso fizinio pasaulio vaizdo, kuris dar neseniai mokslininkams atrodė paprastas, suprantamas ir apskritai neprieštaraujantis, peržiūrą. Trečias specifinis mokslinių tyrimų bruožas yra nuolatinio savišvietos poreikis, siekiant ištirti informaciją visais su tyrimų sritimi susijusiais klausimais

. Ko gero, jokioje kitoje profesijoje nėra tokio griežto reikalavimo nuolat studijuoti mokslinę literatūrą ir naujausių tyrimų rezultatus, kaip mokslininko profesijoje. Kitų tyrėjų patirtis, pateikiama publikacijose, kaupiama mokslo kartotekoje, kuri bėgant metams pildoma ir yra vertingiausia mokslo žinių priemonė. Ne veltui sakoma, kad tam, kuriam priklauso informacija, priklauso tiesa. Kodėl kartoteka tokia svarbi moksliniame darbe?

Nes ji apibrėžia žinomos informacijos lauką ir aiškiai pažymi ribą, už kurios prasideda nežinomybė. 1919 metais Odesos buhalteris I. Gubermanas, pasitelkęs elementariąją algebrą, priėjo beveik prie tų pačių specialiosios reliatyvumo teorijos nuostatų kaip ir A. Einšteinas. Įsivaizduokite jo nuostabą ir nusivylimą, kai sužinojo, kad šios nuostatos jau buvo atrastos. Izoliacija nuo informacijos apie naujausius tyrimus mokslinę veiklą sumažina iki nieko.. Tokie keliai yra mokslinės hipotezės. Mokslinė hipotezė visada apima tam tikrus faktus ir prielaidas. Jei hipotezė statoma be mokslinių faktų, tik remiantis prielaidomis, tada dažniausiai ji neturi mokslinės prasmės. Tai labai svarbus metodologinis aspektas, lemiantis mokslinio tyrimo objektyvumą.

Ar kas nors kada nors susimąstė apie klausimą: kodėl iš tikrųjų mokslininkams, užsiimantiems moksliniais tyrimais, į galvą ateina įdomios hipotezės? Kodėl šios hipotezės mums nekyla? Kodėl mes blogesni? Pavyzdžiui, „Rusijos aviacijos tėvas“ Mozhaiskis, kartą vaikščiodamas per lietų, pastebėjo, kaip aplink plytą teka vanduo, tekantis iš kanalizacijos vamzdžio.

Žvelgdamas į plytos padėtį, jis sugalvojo lėktuvo sparno formą. Kitas pavyzdys: kai kurių mokslo istorikų teigimu, chemikė Kekulė svajojo apie benzeno žiedo formą. Gal kas nors ateis į galvą, kaip Mozhaiskiui, jei dažniau vaikščiosime per lietų?

Nei vienas, nei kitas. Tik tie, kurie yra pasinėrę į informaciją šia tema, gali pamatyti mokslinę hipotezę. Hipotezė visada remiasi faktais, o pati hipotezė, kaip intuityvi įžvalga, gimsta tik tuo atveju, jei mokslininkas reguliariai suvokia šiuos faktus ir mintyse sukuria įvairių problemos sprendimo sekų variantus. Kitaip nieko nebus.

Galite tai vadinti kitaip: įžvalga, apšvietimas, šeštasis jausmas, dieviškasis apreiškimas, kas tik jums patinka. Tačiau tiesa atskleidžiama tik vertiems, tiems, kurie savo teisę į ją įrodė per ilgus sunkaus darbo metus, o kartais ir per visą savo gyvenimą. Gal todėl nėra jaunų ir uolių Nobelio premijos laureatų?

Ne, ne veltui. Jų darbas ne mažiau svarbus nei dėsnių ir teorijų kūrėjų darbas.

Būtent jų pastangomis sutaupomas kitų mokslininkų nereikalingų ieškojimų laikas ir susiaurėja tiesos paieškos laukas. Su problemos sprendimu susijusių hipotezių gali būti labai daug – dešimtys ir net šimtai. Kyla klausimas: ar būtina viską tikrinti?

Gal užtenka patikrinti dešimt, trisdešimt ar tuos, kurie mokslininkui atrodo arčiausiai tiesos?

Specifinis mokslinio tyrimo bruožas yra būtent tai, kad būtina patikrinti visas įmanomas hipotezes. Niekas nežino ir negali žinoti, be to, labai sunku intuityviai nustatyti, kuri hipotezė pasitvirtins atlikus praktinį patikrinimą.

Be to, gali būti keletas tokių tiesų, kurios vėliau suteikia alternatyvias mokslo ir praktikos raidos kryptis. Todėl moksliniams tyrimams reikia kantrybės ir pakartotinių bandymų. Padarykime keletą išvadų iš pirmosios mūsų paskaitos dalies.

Išvada viena

– pesimistas.

Mokslinis darbas dažniausiai neatneša nei pinigų, nei šlovės. Kaip rašė K.E Ciolkovskis: „Visą gyvenimą dariau tai, kas man nedavė nei šlovės, nei duonos, bet tikėjau, kad ateityje mano darbas atneš žmonėms duonos kalnus ir jėgos bedugnę“ („Žemės ir dangaus svajonės“) ). Ar tai reiškia, kad mokslas yra ne šio pasaulio žmonių veikla? Visai ne. Jau mokykloje reikia pradėti ruoštis mokslinei veiklai, mokyti studentus mokslinių tyrimų pagrindų ir ieškoti problemų, turinčių perspektyvų mokslinei praktikai. Reikia atsiminti, kad visuomenė gali būti civilizuota ir konkurencinga tik tada, kai jos mokslo institucijos yra konkurencingos.

Trečia išvada– metodinė.

Aukščiau pateiktoje medžiagoje pateikiama informacija, kaip organizuoti diskusijas su studentais. Atskirai diskutuojama apie kiekvieną mokslinio tyrimo požymį, pradedant nuo 6 klasės. Juk mokslinio tyrimo specifika – kai kurie mokslinės veiklos šablonai, kurių esmės supratimas leidžia studentui realiai įsivaizduoti mokslininko darbą. Trumpai pakartokime jo pagrindinių etapų seką.

Mus supantis pasaulis gali būti vertinamas kaip praktinėje veikloje kylančių problemų visuma, kurią svarbu išmokti įžvelgti ir suformuluoti šias problemas.

Labai svarbu kartas nuo karto peržiūrėti žinomus modelius, dėsnius ir teorijas, ypač lyginant juos su naujais faktais. Turi būti tikra teorijos ir faktų prieštaravimų „medžioklė“. Būtent prieštaravimai yra mokslo variklis.

Norint sukaupti moksliniam darbui reikalingą informaciją, reikalingas kartotekas. Idealiu atveju kartoteką turėtumėte pradėti sudaryti nuo darželio arba, kraštutiniais atvejais, nuo mokyklos. Kuo didesnė byla nagrinėjama tema, tuo didesnė tikimybė laimėti, t.y. už mokslinį atradimą, garbę, šlovę, pinigus, pagaliau Nobelio premiją. Taip yra, jei į šį klausimą žiūrite su humoru. Bet jei rimtai, kartoteko tvarkymas reikalauja nuolatinio savęs ugdymo – juk reikia ne tik užrašyti faktą, bet ir analizuoti jo santykį su kitais faktais bei teorijomis.

Taigi, palyginę faktus ir teoriją, pamatėme prieštaravimą. Prasideda linksmybės – hipotezių formulavimas, siekiant išspręsti prieštaravimus ir jų tikrinimas. Hipotezės turi turėti bent dalinį faktinį pagrindą, t.y. būkite moksliniai, ir kuo daugiau hipotezių, tuo didesnė tikimybė, kad bent viena iš jų pasitvirtins.

Bet ar viskas šiuose išvadose atitinka mokslinį darbą, ar kažkas negerai? Tai reikia aptarti su mokiniais.

Biologinio tyrimo struktūra ir turinio ypatumai Studijuoti

yra problemos sprendimas, apimantis teorinę analizę, hipotezių formulavimą, praktinį gautų hipotezių patikrinimą ir rezultatų pristatymą. Moksliniai tyrimai turi tokią struktūrą. 1. Problemos išdėstymas, tyrimo tikslai ir uždaviniai.

Problemos formulavimas prasideda trumpu situacijos, kurioje problema kyla, aprašymu, po kurio seka pačios problemos išdėstymas.

Norėdami suformuluoti problemą apie iškilusį sunkumą, galite naudoti tokią schemą: veiksmo atlikimas (trumpas jo esmės aprašymas) suteikia teigiamą poveikį (nurodykite, kuris iš jų), bet tuo pačiu metu atsiranda neigiamas poveikis (nurodykite, kuris). vienas).

Norėdami suformuluoti problemą dėl informacijos apie kurią nors sistemą trūkumo ar nebuvimo, galite naudoti tokią schemą: padidinti sistemos efektyvumą (nurodykite, kuri) galima, jei susidaro specialios sąlygos (nurodykite, kuri).

Remiantis problemos esme, suformuluojamas tyrimo tikslas. Tikslas – laukiamas tyrimo rezultatas.

Pagal tikslą formuluojami tyrimo uždaviniai. Tyrimo tikslai nurodo pagrindinius darbo etapus, iš kurių yra trys: teorinė tyrimo problemos analizė, problemos sprendimo hipotezių formulavimas į teorinį modelį bei praktinis teorinio modelio ir jo patikrinimas; korekcija.

2. Tyrimo metodų parinkimas. Tyrimo metodų pasirinkimą lemia tikslai. Norint atlikti kiekvieną užduotį, reikia atidžiai apsvarstyti ir pasirinkti teorinius ir (ar) praktinius metodus.

Teoriniai metodai apima: lyginamąją mokslinės literatūros informacijos analizę, modeliavimą, sistemų analizę, prieštaravimų sprendimo metodus, projektavimą ir projektavimą.

Praktiniai tyrimo metodai yra: stebėjimas, matavimas, klausimynai, interviu, testavimas, pokalbis, vertinimo metodas (objekto reikšmingumo, asmens ar įvykio reikšmės nustatymas naudojant specialią vertinimo skalę), nepriklausomų charakteristikų metodas (surašymas). rašytinis objekto, asmens ar įvykių aprašymas, kurį pateikė daugybė žmonių nepriklausomai vienas nuo kito), eksperimentas.

3. Teorinė problemos analizė. Didžioji dauguma mokslinių problemų nėra objektyviai naujos. Mokslininkai juos jau pateikė skirtingomis formuluotėmis ir turi tam tikrus sprendimus. Kitas dalykas – esami sprendimai yra neveiksmingi arba sukelia nepageidaujamų neigiamų pasekmių.

Todėl pirmasis teorinės analizės etapas yra mokslinės ir mokslo populiarinimo literatūros studijavimas ir analizė. Neatlikus tokios analizės yra didelė tikimybė, kad gauti tyrimo rezultatai kartos anksčiau žinomus problemos sprendimus.

Pradedant analizuoti mokslinę literatūrą, pirmiausia reikėtų pasirinkti reikiamus šaltinius. Tam geriausia naudoti mokslinės bibliotekos bibliografinio skyriaus sisteminį katalogą.

Dirbdami su kiekviena knyga atidžiai perskaitykite turinį, pasirinkite skyrius ir pastraipas, kurios yra tiesiogiai susijusios su tyrimo problema. Iš šių skyrių išrašomi tik tie fragmentai, kuriuose pateikiama informacija apie problemos sprendimo būdus ir gautus sprendimus. Šie fragmentai išrašomi pilnai arba sudaromos jų anotacijos.

Svarbiausia teisingos mokslinės literatūros analizės sąlyga – palyginti skirtingus problemos sprendimo būdus, kiekviename iš autorių gautų sprendimų nurodant stipriąsias ir silpnąsias puses. Pabaigus mokslinių monografijų analizę, būtina išanalizuoti mokslo populiarinimo literatūrą ir visų pirma mokslo populiarinimo žurnalus. Neretai naujausių tyrimų rezultatai publikuojami mokslo populiarinimo literatūroje.

Antrajame teorinės analizės etape problema sprendžiama dialektinės logikos metodais ir hipotezių formulavimu. Optimalus būdas yra išspręsti problemą naudojant visus aukščiau išvardintus metodus: sistemos analizę, prieštaravimų sprendimo būdus. Šių metodų taikymas bus aptartas antroje paskaitoje.

Trečiajame teorinės analizės etape lyginami mokslinės literatūros analizės procese gauti problemos sprendimai ir dialektinės analizės metu gautos hipotezės. Šio darbo rezultatas – sukonstruotas teorinis tyrimo tikslo modelis tolesniam praktiniam išbandymui.

4. Praktinis teorinio modelio išbandymas. Praktinis teorinio modelio išbandymas paprastai apima šias tris operacijų grupes.

1. Praktinis teorinio modelio išbandymas naudojant eksperimentus ir jo korekcija. Tyrėjas turėtų atsiminti, kad tiesos kriterijus yra praktika, būtent eksperimentinis gautų teorinių nuostatų patikrinimas.

Planuodami eksperimentus, turėtumėte laikytis šių taisyklių: 1) maksimaliai pašalinti iš eksperimento veiksnius, galinčius trukdyti jo vykdymui ar iškreipti rezultatus; 2) pakartotiniai eksperimentai; 3) eksperimento rezultatų palyginimas su kontrolinio eksperimento rezultatais, t.y. nesant fakto, kurio poveikis tiriamas, arba standartinėmis sąlygomis; 4) iš anksto turi būti apskaičiuotos galimos neigiamos pasekmės eksperimento dalyviams; 5) teigiamas eksperimentų rezultatas yra stabilių (atkuriamų) teigiamų rezultatų pasiekimas daugumoje eksperimentų.

2. Sociometrija yra įvairių žmonių nuomonių apie eksperimentinę sistemą tyrimas pokalbių, anketų, interviu, vertinimo metodų ir nepriklausomų charakteristikų, testų pagalba. Sociometrija leidžia pamatyti ir įvertinti eksperimentinės sistemos privalumus ir trūkumus daugelio žmonių – tiek turinčių, tiek su jos kūrimu neturinčių – akimis. Svarbiausia sociometrijos sąlyga – išankstinis apklausos dalyvių supažindinimas su eksperimentiniu modeliu. Žmonės turi žinoti, apie ką jie išsakys savo nuomonę.

Norėdami paruošti klausimus anketai ar interviu, galite naudoti šią schemą:

– Kaip vertinate tiriamą sistemą?
– Kokie, jūsų nuomone, yra teigiami modelio aspektai?
– Kokie, jūsų nuomone, yra neigiami modelio aspektai?
– Kaip manote, ar reikėtų atlikti šiuos sistemos pakeitimus (nurodykite, kokius) – kokius sistemos pakeitimus siūlote?

3. Eksperimentų ir sociometrijos rezultatų matematinė analizė apima grafikų, diagramų sudarymą, lygčių sudarymą, taip pat naudingų funkcijų pokyčių koeficientų nustatymą.

Grafikai ir diagramos sudaromos remiantis bendromis taisyklėmis. Kiekvienos naudingosios sistemos funkcijos kitimo koeficientas apskaičiuojamas kaip kiekybinio sistemos naudingosios funkcijos rodiklio prieš poveikį ir kiekybinio naudingos funkcijos rodiklio po poveikio tiriamai sistemai santykis.

Naudingų funkcijų pokyčių koeficientai gali būti išreikšti procentais, gautos skaitmeninės vertės padauginamos iš 100%.

Matematinis gautų rezultatų apdorojimas leidžia tiksliau nustatyti eksperimentinės sistemos efektyvumą. 5. Išvadų ir pasiūlymų rengimas.

Šis tyrimo etapas apima šias dvi dalis.Šioje tyrimo dalyje kiekvienai darbo daliai sudaromos apibendrintos išvados. Remiantis teorine problemos analize, išvadose trumpai atskleidžiamas gautas teorinis modelis, jo stipriosios ir silpnosios pusės. Remiantis praktine darbo dalimi, analizuojami eksperimentų rezultatai, nurodomi korekcijos elementai, kurie buvo įvesti į teorinį modelį, baigiamas tyrimo rezultatas (tikslas).

Remiantis matematiniu eksperimentinių rezultatų apdorojimu ir sociometrija, analizuojami gautos eksperimentinės sistemos veikimo efektyvumo pokyčiai, palyginti su visuotinai pripažintais duomenimis ir žmonių požiūriu į tai.

Reikia atsiminti, kad tyrimo metu galima gauti tiek neigiamų, tiek teigiamų rezultatų.

Iš esmės svarbi yra argumentacija, kurią mokslininkas siūlo paaiškinti gautus rezultatus.

Atlikdamas konstatuojamąją dalį, tyrėjas įvertina teorinius ir praktinius tyrimo rezultatus. 2. Prognozavimo dalis.

Šioje dalyje suformuluoti pasiūlymai tolesniems tiriamos sistemos tyrimams. Tyrėjas trumpai prognozuoja sistemos tyrimų raidą, suformuluoja jo veikloje galinčias kilti problemas ir trumpą jų sprendimo planą. 6. Naudotos literatūros sąrašo parengimas.

(Rusijos Federacijoje kiekvienam leidinio tipui nustatomi valstybiniai bibliografinių aprašų standartai (GOST). Užsienyje leidėjai nustato kiekvieno leidinio tipo bibliografinių aprašų taisykles).

1. Literatūros, kuri buvo panaudota tyrimo procese, sąrašas gali būti sudarytas dviem būdais: abėcėlės tvarka arba naudojimo tvarka. Jei nurodomos mokslinės monografijos, įrašo forma yra tokia: Ivanovas V.V.
Baltijos jūra. – Ryga: Švietimas, 1987 m. – 34–37 p.
Nurodomi darbe panaudoto leidinio puslapiai, tačiau galima nurodyti ir bendrą knygos puslapių skaičių. Tokiu atveju vietoj 34–37 psl. fiksuojamas bendras knygos puslapių skaičius, pavyzdžiui, 205 p.

2. Jei nurodomi straipsniai iš mokslinių žurnalų ar laikraščių, įrašymo forma yra tokia: Petrovas A.N.

Suformuluosime keletą išvadų dėl šios paskaitos dalies. Patartina supažindinti studentus su mokslinių tyrimų technologija per keletą diskusijų apie atskirus jos etapus klasėje. Kartu patartina mokytojo pasakojimą apie kiekvieno etapo ypatybes papildyti mokinių rašytiniais apmąstymais (esė) šio etapo reikšmės tyrimo procesui ir jo rezultatams tema. Esė rekomenduojama kurti grupėmis, po to perskaityti ir aptarti, o kitoms grupėms pavesta paneigti pagrindines skaitomo rašinio išvadas.

Mokinių supažindinimo su biologiniais tyrimais metodika

Mokslinių tyrimų technologijų mokymo studentams patirtis leidžia pasiūlyti tokį požiūrį kaip vieną iš galimų mokymo metodų variantų:

6–9 klasės – tiriamosios veiklos elementų studijos;

10–11 klasės – holistinis mokslinių tyrimų technologijos tyrimas.

Neabejotina, kad tarp pradinių klasių mokinių visada atsiras aukšto intelekto vaikų, kurie iki 7–9 klasės sugebės atlikti visapusišką biologinį tyrimą, tačiau tokių vaikų yra nedaug.

Mokslinės ir populiariosios literatūros analizės mokymai

6–8 klasėse mokinius rekomenduojama mokyti dirbti su informacija iš mokslinės ir mokslo populiarinimo literatūros.

Yra penki tokio darbo variantai (pagal sudėtingumo laipsnį): 1) kartoteka (anotacijų rinkinys); 2) enciklopedinė nuoroda; 3) ataskaita; 4) abstraktus; 5) apžvalginė analizė.

Iš karto reikėtų pasakyti apie darbo kiekį. Deja, mokytojai dažnai perdeda reikalavimus dėl studentų ataskaitų apimties. Informacinio darbo apimtis turi būti griežtai ribojama, laikantis principo: žodžių turi būti mažai, minčių perkrauta. Tuo abejojantiems galima priminti, kad A. Einšteino daktaro disertacija apie specialiąją reliatyvumo teoriją buvo pateikta tik 25 puslapiuose. Ir tai buvo tuo metu, kai panašios disertacijos buvo parašytos ne mažiau nei 150–200 puslapių.

Kortelės rodyklė yra kortelių rinkinys pasirinkta tema. Enciklopedinių nuorodų kiekis kasmet auga.

Pranešimas yra tekstas, kuriame lyginamos dviejų ar daugiau mokslininkų nuomonės ir tyrimų rezultatai pasirinkta tema. Pirmajame mokymo etape galima sudaryti pagrindines ataskaitas, remiantis medžiaga iš enciklopedijos ar interneto (tai labiau informacinė žinutė nei ataskaita).

Pagrindinis pranešimo tikslas – palyginti skirtingas nuomones ir ieškoti galimų prieštaravimų. Ataskaita neturi viršyti 3 puslapių. Abstraktus

nuo pranešimo skiriasi tuo, kad, remdamasis skirtingų mokslininkų nuomonių palyginimu pasirinkta tema, santraukos autorius formuluoja problemas (prieštaravimus) ir iškelia hipotezes jų sprendimams. Ši darbo forma įvertinta aukščiau nei ataskaita. Santraukos apimtis – ne daugiau kaip 5 puslapiai. Apžvalgos analizė

– tai santrauka, kurioje išdėstytos pagrindinės šios temos mokslinės nuomonės, tyrimų rezultatai, atliekama lyginamoji jų analizė, formuluojamos problemos (prieštaravimai), iškeliamos hipotezės.

Recenzijos analizės apimtį patartina apriboti iki 7–10 puslapių.

Mokymas formuluoti problemas, jas spręsti ir iškelti hipotezes

Šią didelę ir gana sudėtingą skyrių išsamiai apsvarstysime antroje ir trečioje paskaitose.

Stebėjimų, matavimų, eksperimentų mokymas

Tai tradiciniai biologinių tyrimų elementai. Šių studijų metodų mokymai vykdomi programos laboratorinių ir praktinių darbų rėmuose.

Tačiau būtina padaryti vieną svarbų papildymą iš išradingumo uždavinių sprendimo teorijos (TRIZ, plačiau apie TRIZ kitose paskaitose). Matavimai turi būti atliekami pagal šias taisykles.

1. Norint tiksliai nustatyti sistemos būseną, būtina nuosekliai matuoti visus jos pokyčius.

2. Jei neįmanoma išmatuoti pačios sistemos parametrų, tai galima padaryti naudojant jos kopiją arba atitinkamą modelį.

Tyrimo planavimas – tai speciali kūrybinių užduočių serija studentams, kurias atlikę jie sukuria siūlomo tyrimo plano aprašymą. Šį darbą patartina pradėti jau 8 klasėje. Vidurinėje mokykloje šis darbas turėtų būti privalomas mokinių edukacinės veiklos komponentas.

Štai keletas tokių užduočių pavyzdžių.

1. Sudarykite planą savo mokyklos apylinkėse tirti aplinkos būklę, kaip rodiklius naudodami medžius, kerpes, rūšinę sudėtį ir žolinių augalų skaičių.

2. Kai kuriais duomenimis, žmonių nutukimas yra genetinė liga, o ne neracionalaus gyvenimo būdo pasekmė.

Sukurkite tyrimą, kad nustatytų tikrąsias nutukimo priežastis.

3. Mokslininkai išsiaiškino, kad žmogaus širdies darbo nepakanka kraujui pumpuoti po visą organizmą. Sudarykite tyrimų, kuriuos mokslininkams reikėjo atlikti, planą.

Tyrimo planavimą patartina atlikti mokinių grupėmis ar poromis. Šios formos, ypač grupinė, užtikrina optimalų studentų bendravimo organizavimą.

Studentams galima pasiūlyti tokį šios problemos sprendimo algoritmą, kuris yra tik vienas iš galimų tyrimo planavimo algoritmų.

1. Nustatyti tyrimo tikslą: kokio rezultato tikimasi gauti tyrimo metu? Kokia praktinė tyrimo prasmė?

2. Nustatyti tyrimo tikslus ir metodus – darbo etapų seką tikslui pasiekti.

3. Suformuluokite tyrimo problemą – sunkumą, kurį reikia pašalinti, informacijos apie tyrimo tikslą trūkumas ar nebuvimas.

4. Suformuluokite tyrimo hipotezę (-es) – prielaidą apie galimą problemos sprendimo būdą.

5. Parašykite trumpą informacijos, kurią reikia gauti iš mokslinės literatūros, aprašymą, norint sukurti teorinį probleminės situacijos modelį.

6. Parašykite stebėjimų, eksperimentų ir matavimų, kuriuos reikia atlikti norint patikrinti hipotezę (-es), aprašymą.

7. Kokios bus išvados iš tyrimo rezultatų?

Studijų planavimo pavyzdys

Mokslininkai nustatė, kad tik 10% žmogaus ląstelių DNR reguliariai veikia baltymų sintezėje. Kokius tyrimus mokslininkai turėjo atlikti, kad padarytų šią išvadą? Sudarykite tam planą.

1. Tyrimo tikslas – nustatyti reguliariai veikiančių genų tūrį ir sudėtį, palyginti su bendru genų tūriu. Praktinė tyrimo reikšmė slypi daugeliu aspektų, pavyzdžiui, suvokiant, kurie genai intensyviai dirba ir, galbūt, greičiau susidėvi ir kaip tai įtakoja žmogaus gyvenimo trukmę. Kitas variantas – bandyti surasti genų darbo reguliavimo mechanizmą, ypač išjungiant tuos genus, kurių darbas tam tikrame amžiuje yra nepageidaujamas.

2. Tyrimo tikslai:

1) mokslinės literatūros analizė: mokslinėje literatūroje rasti informacijos apie genų darbą;

2) eksperimentiniai tyrimai genų ekspresijai nustatyti (baltymams nustatyti bus naudojami cheminiai metodai);

3) eksperimentinių tyrimų rezultatų palyginimas su mokslinės literatūros duomenimis.

3. Tyrimo problema – būtina gauti tikslią informaciją apie darbo intensyvumą ir nuolat veikiančių žmogaus genų sudėtį per jo gyvenimą.

4. Hipotezių gali būti daug, tačiau apsiribosime viena: žmoguje reguliariai veikia ne visi genai, o tik dalis jų, užtikrinantys normalioms gyvenimo funkcijoms palaikyti reikalingų baltymų sintezę. Studentams patartina kelti daug hipotezių, tačiau tolimesnius tyrimo žingsnius rekomenduojama planuoti remiantis viena hipoteze, kuriai studentai teiks pirmenybę. Likusių hipotezių tyrimo planavimas gali būti rekomenduojamas kaip namų darbas arba užduotis giliam kurso studijavimui (diferencijavimui).

5. Iš mokslinės literatūros reikia gauti tokią informaciją: kurie genai veikia ir kaip intensyviai, kurie genai įjungiami tik tam tikru laikotarpiu, kurie dirba nuolat. Palyginti informaciją iš skirtingų mokslinių šaltinių, formuluoti prieštaravimus probleminių klausimų forma.

6. Eksperimentai apima susintetintų baltymų nustatymą izoliuotuose žmogaus organizmo audiniuose, o vėliau palyginimui pageidautina atrinkti skirtingus audinius. Būtina nustatyti, kurie baltymai bus sintetinami. Be to, norint įvertinti su amžiumi susijusius genų ekspresijos pokyčius, reikia paimti audinių mėginius iš įvairaus amžiaus žmonių.

7. Išvadose turi būti pateikiami apibendrinimai apie kiekvieno darbo (užduoties) etapo rezultatus, eksperimentų rezultatų ir teorinio modelio palyginimas, rezultatų atitikties hipotezei įvertinimas ir tolimesnių perspektyvų formulavimas. tyrimai.

Iš šios paskaitos dalies padarykime keletą išvadų. 6–7 klasėse mokiniai pradeda pradinį mokslinių tyrimų technologijų mokymą.

Anotacijų kortelių, enciklopedinių nuorodų, pranešimų, tezių rengimą planuoja mokytojas, atsižvelgdamas į specifinį temų turinį ir papildomos literatūros prieinamumą. Analitines apžvalgas rekomenduojama atlikti vidurinėje mokykloje. Praktiniai ir laboratoriniai darbai, eksperimentai ir matavimai klasėje ir namuose leidžia įvaldyti pagrindinius tiriamosios praktikos įgūdžius.

Nuo 8 klasės patartina įtraukti užduotis apie biologinių tyrimų planavimą. Iš pradžių kaip apibendrinantys darbai dviem ar trimis temomis, kad mokiniai turėtų galimybę rinktis. Šiuo tikslu studentams siūlomos kelios temos. 10–11 klasėse tokias užduotis patartina įtraukti į kiekvienos temos turinį tiek pamokoje, tiek atliekant namų darbus.

Studentai įvaldę mokslinių tyrimų planavimą leidžia atskiriems studentams laikui bėgant pereiti prie faktinių mokslinių tyrimų. Tokį pasirinkimą daro patys mokiniai, dažniausiai tai susiję su tyrimais aplinkosaugos ir aplinkosaugos temomis, taip pat su vaikų ir suaugusiųjų gyvensenos problemomis bei jos įtaka sveikatai. Naujausi darbai atliekami naudojant klausimynus, testavimą ir kitus sociometrinius metodus.

Klausimai ir užduotys

1. Siūlyti temas ir parašyti metodų, skirtų diskusijoms su studentais apie specifinius mokslinio tyrimo ypatumus, aprašymą.

2. Ar teisinga sakyti, kad ginče gimsta tiesa? Kai kurie mokslininkai teigia, kad ginče tiesa negimsta, o ieškant tiesos nustatomi tik prieštaravimai. Kam tikėti?

Kodėl?

3. Jaunas ir ambicingas mokslininkas tvirtai nusprendė, kad sulaukęs 30 metų jis tiesiog privalo gauti Nobelio premiją už atradimą, kurį tikrai padarys. Ar įmanoma tokį atradimą planuoti iš anksto? Ar galite man pasakyti planavimo paslaptį?

4. Sudarykite planą ištirti vegetariškos mitybos poveikį žmogaus sveikatai.

1. 5. Nepertraukiamo saviugdos įtakos žmogaus gyvenimo trukmei problemos tyrimo plano sudarymo pavyzdžiu sukurti metodologiją, skirtą studentams mokyti planuoti tyrimus. Literatūra papildomam skaitymui

2. Altshuller G.S. Rasti idėją – Novosibirskas: Nauka, 1986. – 209 p.

3. Babansky Yu.K. Pasaulinės pedagogikos naujovės: mokymasis tyrinėjant, žaidžiant ir diskutuojant. (Užsienio patirties analizė.) - Ryga, NPC "Eksperimentas", 1995. - 176 p.