Решебник по биологии 10 класс Пасечник ФГОС §3

Методы научного познания в биологии

Вспомните

1. Что такое научный метод? Какие научные методы познания вам известны?

Научный метод — это совокупность основных способов и методов решения задач с целью получения новых знаний, обобщения и углубления понимания совокупности фактов и теорий в любой области науки. Методы научного познания: наблюдение, эксперимент, описание, измерение.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Охарактеризуйте основные этапы научного исследования.

Подготовительный этап – это часть работы, где вы все планируете, обдумываете, выбираете тему исследования, объект изучения, определяете основных участников исследовательской группы, механизмы, оборудование и инструменты или программные пакеты (в зависимости от вида вашей работы) и т.д., т.е. составляете предварительный, «рабочий» план выполнения НИР. На этом этапе в голове должна сложиться примерная схема или «картинка» вашего исследования.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Основной этап – это собственно сама работа. На этом этапе вы будете выполнять запланированное исследование, опираясь на план, составленный на подготовительном этапе и немного корректируя его в ходе выполнения исследований, с учетом задач, которые перед вами стоят.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Заключительный этап – выполняется по окончании основного этапа и требует от вас проведения анализа всех полученных данных, обработки результатов исследования, формирования выводов и заключений. На данном этапе может выясниться, что в работе есть некие недоработки или неточности. В этом случае, можно провести дополнительные работы, вернувшись на предыдущий этап, и затем уже сформировать окончательные выводы.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

3. Какими научными методами вы чаще всего пользуетесь в своей учебной и учебно-исследовательской работе?

Наблюдение, эксперимент, описание, измерение.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 28

Подумайте

В чём заключается отличие современных биологических исследований от классических исследований, описанных в трудах биологов, живших в прошлых веках (до ХХ столетия)?

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Современные биологические исследования отличаются от классических исследований, описанных в трудах биологов прошлых веков, следующими особенностями:

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

1. Точность, качество, скорость обработки данных.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Использование экспериментального метода, который стал ведущим в биологии благодаря появлению новых приборов (электронный микроскоп, томограф и др.).

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

3. Применение моделирования, которое считают высшей формой эксперимента.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

4. Возможность исследовать объект, не находясь с ним рядом (использование достижений техники: камеры, интернета, спутниковой связи, аппаратов дистанционного управления и др.).

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

5. Тесное взаимодействие наук, системный подход к изучению объектов исследования.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 29

Тренируемся

1. Приведите примеры общих и специальных методов, применяющихся в биологии.

К общим методам в биологии относятся, например:

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

• наблюдение,

• описание,

• измерение,

• сравнение,

• эксперимент,

• моделирование,

• анализ и синтез.

К частным научным методам в биологии относятся:

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

1. Генеалогический метод — применяется при составлении родословных людей, выявлении характера наследования некоторых признаков.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Исторический метод — установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходившими на протяжении исторически длительного времени.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

3. Палеонтологический метод — метод, позволяющий выяснить родство между древними организмами, останки которых находятся в земной коре, в разных геологических слоях.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

4. Центрифугирование — разделение смесей на составные части под действием центробежной силы.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

5. Цитологический (цитогенетический) метод — исследование строения клетки, её структур с помощью различных микроскопов.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

6. Биохимический метод — исследование химических процессов, происходящих в организме.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 29

2. Охарактеризуйте основные этапы научного исследования.

Основные этапы научного исследования:

1. Определение темы исследования и обоснование его актуальности.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Определение цели и задач исследования.

3. Аналитический обзор публикаций по теме.

4. Выбор методов исследования и их обоснование.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

5. Теоретическая часть исследования.

6. Экспериментальная часть исследования.

7. Обработка результатов исследования.

8. Формулировка выводов.

9. Составление и оформление отчёта.

3. Какое значение имеет сбор фактического материала для проведения исследования?

Сбор фактического материала является важнейшим этапом исследовательской работы.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Перед тем как приступить к выдвижению и проверке различных гипотез, исследователь должен в достаточном количестве собрать исходную, первичную информацию об исследуемом объекте.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Это позволяет:

• оценить факты и их взаимосвязи;

• сформировать предложения по практическому применению полученных данных;

  Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

• сформулировать итоговые выводы и практические рекомендации по изучаемой проблеме.

  Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Таким образом, полнота собранных научных данных является необходимым требованием для правильной их интерпретации. Упустив из виду какие-либо важные факты, можно прийти к ошибочным выводам.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

4. Можно ли провести научное исследование без формулирования гипотезы?

Без формулирования гипотезы невозможно провести научное исследование, так как она определяет этапы выполнения исследовательской работы и является отправной точкой.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 29

5. Всегда ли по результатам исследования возможно провести теоретическое обобщение?

Теоретическое обобщение по результатам исследования возможно только в том случае, если гипотеза была подтверждена.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

6. Какая теория может претендовать на возведение в ранг закона?

Называя какое-либо положение законом, учёные как бы подчёркивают его универсальность, неоспоримость и большую достоверность.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Совершенствуемся

Используя материал статьи «Классическая модель научного метода», составьте схему, раскрывающую этапы проведения научного исследования и их взаимосвязь. Для выполнения данной работы вы можете использовать графические редакторы, установленные на вашем компьютере.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Классическая модель научного метода. Отдельные части научного метода применялись ещё философами Древней Греции. В частности, ими были разработаны правила логики и принципы ведения спора. Однако их целью чаще всего была не столько истина, сколько победа в судебных процессах, где главенствовал формализм. В XX в. была сформулирована гипотетически-дедуктивная модель научного метода, состоящая в последовательном применении следующих шагов:

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Шаг 1. Используйте опыт: рассмотрите проблему и попытайтесь осмыслить её. Найдите известные ранее объяснения. Если это новая для вас проблема, переходите к шагу 2.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Шаг 2. Сформулируйте предположение. Если ничего из прежде известного не подходит, попробуйте сформулировать объяснение, изложите его кому-то другому или в своих записях.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Шаг 3. Сделайте выводы из предположения. Если оно (шаг 2) истинно, какие из него следствия, выводы, прогнозы можно сделать по правилам логики?

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Шаг 4. Проведите проверку: найдите факты, противоречащие каждому из этих выводов, с тем чтобы опровергнуть гипотезу (шаг 2).

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Имейте в виду, что использование выводов (шаг 3) в качестве доказательств гипотезы (шаг 2) является логической ошибкой. Эта ошибка называется «подтверждение следствием». Постарайтесь её избежать!

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 30

Обсуждаем

1. Используя доступные интернет-ресурсы, найдите научную статью в интересующей вас области биологии или реферат исследования и проведите анализ содержащегося в ней/нём методологического аппарата. Обсудите с учителем или одноклассниками обоснованность выбора автором методов проведения данного исследования.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Извлечение ДНК. Можно провести с помощью слюны или имеющихся в наличии овощей и фруктов, например, клубники или бананов.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Звучит сложно и даже немного пугающе, правда? А ведь извлечение ДНК может быть выполнено с помощью обыкновенной кухонной утвари. Опыт можно провести с помощью слюны или имеющихся в наличии овощей и фруктов, например, клубники или бананов.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Необходимые материалы и аппаратура:

• маленький чистый стакан

• соль поваренная (1 чайная ложка)

• образец (слюна)

• сок ананаса

• холодный спирт

• средство для мытья посуды

• питьевая трубочка

Общие шаги

1. Поместите немного слюны в небольшой стакан или другую маленькую емкость.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Добавьте несколько капель средства для мытья посуды.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

3. Добавьте полную ложку ананасового сока в стакан, чтобы избавиться от всех клеточных белков.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

4. Затем добавьте щепотку поваренной соли.

5. Тщательно перемешайте.

6. Теперь добавьте спирт и дайте ему осесть над смесью. Вы можете делать это с помощью питьевой трубочки, используя ее как пипетку, чтобы не налить слишком много.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

7. Через некоторое время вы получите беловатый материал, похожий на слизь. Это ДНК.

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Полученный материал вы можете разглядеть в микроскоп, если у вас таковой имеется.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 30

2. Прочитайте статью «Тайна светящегося червя» на с. 32—33. Разберите её с точки зрения методов, которые использовали исследователи. Ответ обоснуйте.

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

В статье «Тайна светящегося червя» рассказывается о следующих методах:

Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

1. Метод наблюдения («Пронаблюдав за этим феноменом (метод наблюдения), они выяснили, что это свечение генерирует микроскопический почвенный червь фридериция»)

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

2. Биохимический метод («После этого исследователи собрали некоторое количество этих животных и выделили из них светящееся вещество, которое оказалось пигментом люциферином»).

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

3. Сравнение («Такие пигменты часто встречаются у разных светящихся животных (например, у жуков-светлячков), однако они всегда име-ют разную структуру и соответственно разную формулу»)

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

4. Измерение (Сотрудники этого института сначала изучили люциферин при помощи ЯМР-спектрографа — прибора, измеряющего магнитные колебания, испускаемые ядрами атомов вещества»)

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

5. Моделирование («На основе этих данных при помощи компьютера были построены вероятные модели люциферина, и оказалось, что искомый пигмент может иметь четыре варианта строения»)

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

6. Эксперимент («Учёные синтезировали все эти варианты, после чего окислили каждое получившееся вещество в присутствии люциферазы фридериции»)

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

7. Анализ («В результате только один из белков при окислении испустил квант света»)

   Сократить Перефразировать Добавить текст Вернуть оригинал

Стр. 32