Методы иследования в биологии

Методы исследования в  биологии

 
1. Чем наука отличается от религии  и искусства? 
2. Какова основная цель науки? 
3. Какие методы исследования, применяемые в биологии, вы знаете?

 
Наука как сфера человеческой деятельности.

Наука — одна из сфер человеческой деятельности, цель которой — изучение и познание окружающего мира. Для  научного познания необходим выбор  определенных объектов исследования, проблем и методов их изучения.

Каждая наука имеет свои методы исследования. Однако независимо от того, какие методы используются, для каждого ученого важнейшим всегда остается принцип «Ничего не принимай на веру». Главная задача науки — построение системы достоверного знания, основанного на фактах и обобщениях, которые можно подтвердить или опровергнуть. Научные знания постоянно берутся под сомнение и принимаются лишь при достаточных доказательствах. Научным фактом (греч. factum — сделанное) является лишь тот, который можно воспроизвести и подтвердить.

Научный метод (греч. methodos — путь исследования) — это совокупность приемов и  операций, используемых при построении системы научных знаний.

Вся история развития биологии наглядно свидетельствует о том, что она определялась разработкой и применением новых методов исследования. Основными методами исследования, применяемыми в биологических науках, являются описательный, сравнительный, исторический и экспериментальный.

 
Описательный метод.

Он широко применялся еще учеными  древности, занимавшимися сбором фактического материала и его описанием. В  основе его лежит наблюдение. Практически  до XVIII в. биологи в основном занимались описанием животных и растений, делали попытки первичной систематизации накопленного материала. Но описательный метод не потерял своего значения и сегодня. Например, он используется при открытии новых видов или  изучении клеток с помощью современных методов исследования.

 
Сравнительный метод.

Он позволил выявлять сходства и  различия между организмами и их частями и стал применяться в XVII в. Использование сравнительного метода позволило получить данные, необходимые для систематизации растений и животных. В XIX в. он был использован при разработке клеточной теории и обосновании теории эволюции, а также в перестройке ряда биологических наук на основе этой теории. В наше время сравнительный метод также широко применяется в различных биологических науках. Однако если бы в биологии использовались лишь описательный и сравнительный методы, то она так и осталась бы в рамках констатирующей науки.

 
Исторический метод.

Этот метод помогает осмыслить  полученные факты, сопоставить их с  ранее известными результатами. Он стал широко применяться во второй половине XIX в. благодаря работам  Ч. Дарвина, который с его помощью  научно обосновал закономерности появления  и развития организмов, становления  их структур и функций во времени  и пространстве. Применение исторического  метода позволило превратить биологию из науки описательной в науку, объясняющую, как произошли и как функционируют  многообразные живые системы.

 
Экспериментальный метод.

Применение экспериментального метода в биологии связывают с именем Уильяма Гарвея, который использовал  его в своих исследованиях  при изучении кровообращения. Но широко применяться в биологии он начал  лишь с начала XIX в., прежде всего  при изучении физиологических процессов. Экспериментальный метод позволяет  изучать то или иное явление жизни  с помощью опыта. Большой вклад  в утверждение экспериментального метода в биологии внес Г.Мендель, который, изучая наследственность и изменчивость организмов, впервые использовал  эксперимент не только для получения  данных об изучаемых явлениях, но и  для проверки гипотезы, формулируемой  на основании получаемых результатов. Работа Г Менделя стала классическим образцом методологии экспериментальной  науки.

 
В XX в. экспериментальный метод стал ведущим в биологии. Это стало  возможным благодаря появлению  новых приборов для биологических  исследований (электронный микроскоп, томограф и др.) и использованию  методов физики и химии в биологии.

В настоящее время в биологическом  эксперименте широко используют различные  виды микроскопии, включая и электронную  с техникой ультратонких срезов, биохимические  методы, разнообразные способы культивирования  и прижизненного наблюдения культур  клеток, тканей и органов, метод меченых  атомов, рентгеноструктурный анализ, ультрацентрифугирование, хроматографию  и т. д. Не случайно во второй половине XX в. в биологии развилось целое  направление — создание новейших приборов и разработка методов исследования.

В биологических исследованиях  все шире применяют моделирование, которое считают высшей формой эксперимента. Так, ведутся активные работы по компьютерному  моделированию важнейших биологических  процессов, основных направлений эволюции, развития экосистем или даже всей биосферы (например, в случае глобальных климатических или техногенных  изменений).

Экспериментальный метод в сочетании  с системно-структурным подходом коренным образом преобразил биологию, расширил ее познавательные возможности  и открыл новые пути для использования  биологических знаний во всех сферах человеческой деятельности.

Научный факт. Научный метод. Методы исследования: описательный, сравнительный, исторический, экспериментальный.

 
1. В чем заключаются основная  цель и задача науки? 
2. Почему можно утверждать, что развитие биологии определялось разработкой и применением новых научных методов исследования? 
3. Какое значение имели описательный и сравнительный методы для развития биологии? 
4. В чем сущность исторического метода? 
5. Почему экспериментальный метод получил наибольшее распространение в XX в.?

 
Предложите методы исследования, которые  вы будете применять при изучении антропогенного воздействия на какую-либо экосистему (водоем, лес, парк и т. д.).

Предложите несколько своих  вариантов путей развития биологии в XXI веке.

Какие болезни, по вашему мнению, будут  побеждены человечеством при  помощи методов молекулярной биологии, иммунологии, генетики в первую очередь.

Научное исследование, как правило,состоит  из нескольких этапов (рис. 1). На основании  сбора фактов формулируется проблема. Для ее решения выдвигаются гипотезы (греч. hypothesis — предположение). Каждая гипотеза проверяется экспериментально в ходе получения новых фактов. Если полученные факты противоречат гипотезе, то она отвергается. Если гипотеза согласуется с фактами  и позволяет делать верные прогнозы, то она может стать теорией (греч. theoria — исследование). Однако даже верная теория по мере накопления ноаых фактов может пересматриваться и уточняться. Наглядным примером служит теория эволюции. Некоторые теории заключаются в  установлении связи между различными явлениями. Это правила и законы. Из правил возможны исключения, а законы действуют всегда. Например, закон  сохра нения энергии справедлив как для живой, так и неживой  природы.

Каменский А. А. Биология 10-11 класс 
Отправлено читателями с интернет-сайта