Методы изучения живой природы в биологии

Продолжим разговор о биологии. В прошлом уроке мы узнали, что это за наука и зачем ее изучать. Сегодня мы поговорим о том, какие методы используют ученые, чтобы изучать живые организмы.

Что такое метод?

Напомним, что биология — это наука о живых организмах. Для того, чтобы что-то изучать, нужно понимать, как это правильно делать.

Метод — это способ познания мира: последовательность действий, приводящая к результату.

Давайте разберем это понятие на примере: вы захотели порезать грушу. Наиболее очевидный метод — взять нож и разрезать грушу вдоль или поперек. Если вас попросят порезать грушу для своего маленького брата, то, вероятнее всего, ее нужно будет почистить и нарезать на более мелкие кусочки. А вот для молочного коктейля или смузи может понадобиться измельчить грушу, тогда вы воспользуетесь теркой или блендером.

Этот пример показывает нам, что для одного и того же объекта можно выбирать разные методы в зависимости от цели и желаемого результата.

Все методы можно разделить на практические и теоретические:

• практические методы — это собственно само исследование какого-либо объекта или явления;
• теоретические методы нужны для анализа результатов исследований, их объяснения, классификации, установления закономерностей.

Практические методы исследования

К практическим методам исследования относят наблюдение, описание, эксперимент и измерение.

Наблюдение и описание

Наблюдение — один из самых древних методов познания природы. Еще в древности люди наблюдали за окружающей средой и передавали знания, полученные в ходе наблюдения, из поколения в поколение. Однако и сегодня этот метод остается одним из самых важных.

Наблюдение — это целенаправленный процесс получения информации об объекте с помощью органов чувств.

Наблюдение в основном осуществляется с помощью зрения, но и слух, осязание, обоняние и даже вкус могут помочь в наблюдении за различными объектами.

Вы можете задать вопрос: «А простое рассматривание, например, птиц или листьев в парке считается наблюдением?». Скорее нет, потому что у научного наблюдения есть несколько правил.

Описание тесно связано с наблюдением — наблюдение всегда сопровождается описанием. Описывать результаты можно разными способами: словами, в числовом виде, с помощью рисунков, фотографий, схем, таблиц, графиков и диаграмм.

Обращаем ваше внимание, что художественное описание отличается от научного.

Описание — очень важный метод познания в биологии, так как именно он дает возможность систематизировать знания. Имея в распоряжении различные описания, ученый может сравнивать, выявлять сходства и различия, обнаруживать закономерности и делать выводы.

Эксперимент

Эксперимент (или опыт) — это более сложный, чем наблюдение, практический метод. Цель ученого в этом случае — подтвердить или опровергнуть какое-либо предположение (по-научному такое предположение называется гипотезой). Основное отличие эксперимента от наблюдения — ученый активно воздействует на объект, в то время как наблюдатель вообще не вмешивается.

Эксперимент — это метод исследования, призванный подтвердить или опровергнуть какую-либо гипотезу или теорию.

Для проведения эксперимента сначала выдвигается определенная теория и ставится задача. Например, ученый хочет узнать, как влияет полив на рост растения. Берется три группы растений одного сорта и возраста и помещаются в одинаковые условия (температура, свет и др.).

Две группы рассматриваются как экспериментальные (им мы будем создавать разные условия полива), а третья будет контрольной — ее мы возьмем за норму. Контрольная группа растений получает обычный полив, а две другие группы — слишком обильный полив и недостаточный. 

В течение эксперимента ученый наблюдает за ростом и развитием растений: измеряет высоту, размер и качество листьев и др. Сравнивая полученные данные, он делает вывод о том, как полив влияет на растения.

Интерактив

Пример эксперимента: как температура влияет на жизнедеятельность бактерий?

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.

{"questions":[{"content":"Распределите черты, характерные для наблюдения и для эксперимента: [[grouper-1]]","widgets":{"grouper-1":{"type":"grouper","labels":["Наблюдение","Эксперимент"],"items":[["Исследователь не может вмешиваться в происходящее","Исследователь должен быть как можно незаметнее, чтобы не повлиять на результаты"],["Условия находятся под контролем исследователя","Исследователь проверяет предположение или гипотезу","Исследователь руководит процессом"]]}}}]}

Измерение

Еще один практический метод — измерение. Однако он является вспомогательным при проведении наблюдения и эксперимента. 

Измерение — это определение количественных значений каких-либо признаков объекта или явления с помощью измерительных приборов.

Такой метод позволяет получать объективную информацию, так как цифры не зависят от мнения или взглядов человека. Например, если один скажет, что вода горячая, — это не объективная характеристика. Признак «горячий» для всех может означать разное — в зависимости от индивидуальной чувствительности. А вот если сказать, что температура воды 41 °C — это показатель, не зависящий от наших личных ощущений.

Приборы для проведения измерений: линейка, весы, часы и др. С их помощью мы измеряем различные характеристики в определенных единицах измерения.

Теоретические методы исследования

К теоретическим методам относят различные способы осмысления имеющихся знаний. Вспомните пример с нарезанием груши, который мы приводили в начале урока. Если бы мы применяли теоретические методы исследования этого процесса, то мы бы сначала подумали и записали, с помощью каких инструментов можно измельчить грушу, сравнили бы эти способы, выделили плюсы и минусы.

Теоретические методы исследования: анализ, сравнение, обобщение, классификация и др. Главная их цель — установление различных закономерностей и законов природы.

Основой теоретических методов изучения в биологии является работа с книгами, энциклопедиями, справочниками, научными трудами и результатами исследований.

Классификация

Распределить грибы на съедобные и ядовитые, отделить травоядных животных от хищников — все это примеры классификации.

Классификация — это распределение каких-либо объектов, понятий или явлений по группам на основании общих признаков.

Первая попытка классификации живых организмов принадлежит ученому Древней Греции Аристотелю. Он предложил разделить всех известных ему животных по признаку наличия крови. К животным, «обладающим кровью» он отнес зверей, птиц, рыб, а к животным «без крови» — насекомых раков, моллюсков.

Классификация в биологии в современном представлении зародилась в эпоху Великих географических открытий (XVI век). Люди путешествовали по разным странам, знакомились с новыми животными и растениями. Поэтому очевидно, что задача классификации такого множества организмов стала невероятно важной для ученых того времени.

Этот метод исследования позволяет упорядочить разрозненные объекты. Основа процесса классификации: выделение существенных признаков организмов и установление родственных связей между ними.

{"questions":[{"content":"Выберите все верные утверждения о теоретических методах в биологии:[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Анализ, обобщение, классификация — это все примеры теоретических методов.","Цель теоретических методов — выяснить, насколько сильно исследователь влияет на эксперимент.","Основа теоретических методов изучения биологии — работа с книгами, результатами исследований, научными трудами.","Метод классификации появился, чтобы упорядочить знания о различных живых организмах."],"explanations":["","Нет. Главная их цель — установление различных закономерностей и законов природы.","",""],"answer":[0,2,3]}}}]}

Часто задаваемые вопросы