Scurta descriere:

Sazonov V.F. Metode moderne de cercetare în biologie [Resursă electronică] // Kinesiolog, 2009-2018: [site]. Data actualizării: 02.22.2018 ..__. 201_). Materiale privind metodele moderne de cercetare în biologie, secțiunile sale și disciplinele conexe.

Materiale privind metodele moderne de cercetare în biologie, secțiunile sale și disciplinele conexe

imagine: Principalele ramuri ale biologiei.

În prezent, biologia este împărțită condiționat în două mari grupuri de științe.

Biologia organismului: științe vegetale (botanică), animale (zoologie), ciuperci (micologie), microorganisme (microbiologie). Aceste științe studiază grupuri individuale de organisme vii, structura lor internă și externă, stilul de viață, reproducerea și dezvoltarea.

Biologie generală: nivel molecular (biologie moleculară, biochimie și genetică moleculară), celular (citologie), țesuturi (histologie), organe și sistemele lor (fiziologie, morfologie și anatomie), populații și comunități naturale (ecologie). Cu alte cuvinte, biologia generală studiază viața la diferite niveluri.

Biologia este strâns legată de alte științe naturale. Deci, la intersecția dintre biologie și chimie, a apărut biochimia și biologia moleculară, între biologie și fizică - biofizică, între biologie și astronomie - biologie spațială. Ecologia, la intersecția dintre biologie și geografie, este adesea privită ca o știință independentă.

Sarcinile studenților în cursul de formare Metode moderne de cercetare biologică

1. Familiarizarea cu o varietate de metode de cercetare în diferite domenii ale biologiei.

Decizie și raportare:
1) Redactarea unei analize a eseuului educațional asupra metodelor de cercetare în diferite domenii ale biologiei. Cerințe minime pentru conținutul rezumatului: descrierea a 5 metode de cercetare de 1-2 pagini (font 14, distanță 1,5, margini 3-2-2-2-2 cm) pentru fiecare metodă.
2) Prezentarea raportului (de preferință sub formă de prezentare) pe una dintre metodele moderne de biologie: volumul 5 ± 1 pagină.
Rezultatele preconizate ale învățării:
1) Cunoaștere superficială cu o gamă largă de metode de cercetare în biologie.
2) O înțelegere aprofundată a uneia dintre metodele de cercetare și transferul acestor cunoștințe către grupul de studenți.

2. Efectuarea cercetării educaționale de la stabilirea obiectivelor până la concluzii, utilizând cerințele necesare pentru elaborarea unui raport de cercetare științifică

soluţie:
Obținerea de date primare în clase de laborator și acasă. Este permis să efectueze o parte dintr-un astfel de studiu în timp extracurricular.

3. Familiaritatea cu metodele generale de cercetare în biologie.

soluţie:
Curs de prelegeri și lucru independent cu surse de informații. Raport privind exemplul de fapte din istoria biologiei: volum 2 ± 1 pagină.

4. Aplicarea cunoștințelor, abilităților și abilităților dobândite pentru a conduce și proiecta propria cercetare sub formă de SRWS, lucrare pe termen lung și / sau lucrare de calificare a absolvenților.

Definiția conceptelor

Metode de cercetare   - Acestea sunt modalități de a atinge obiectivul cercetării.

Metoda științifică   - Acesta este un set de tehnici și operații utilizate în construirea unui sistem de cunoștințe științifice.

Fapt științific   - Acesta este rezultatul observațiilor și experimentelor, care stabilește caracteristicile cantitative și calitative ale obiectelor.

Baza metodologică   cercetare științifică - un set de metode de cunoștințe științifice utilizate pentru atingerea scopului acestui studiu.

Metode de bază științifică, experimentală, metodologică generală.

Biologia modernă folosește o combinație de abordări metodologice, folosește „unitatea abordărilor descriptive-clasificatoare și explicativ-nomotetice; unitatea cercetării empirice cu procesul de teoretizare intensivă a cunoștințelor biologice, inclusiv formalizarea, matematizarea și axiomatizarea acesteia ”[A. Yarilin „Cenușăreasa” devine o prințesă sau Locul biologiei în ierarhia științelor. // „Ecologie și viață” nr. 12, 2008. S. 4-11. P.11].

Obiectivele metodelor de cercetare:

1. „Consolidarea abilităților cognitive naturale ale omului, precum și extinderea și continuarea lor”.

2. „Funcție comunicativă”, adică intermedierea dintre subiect și obiectul de studiu [Arshinov V.I. Sinergetica ca fenomen al științei post-non-clasice. M .: Institutul de filozofie al Academiei Ruse de Științe, 1999.203 p. P.18].

Metode generale de cercetare în biologie

vizionarea

vizionarea - un studiu al semnelor externe și al modificărilor vizibile ale unui obiect într-o anumită perioadă de timp.   De exemplu, monitorizarea creșterii și dezvoltării unei răsaduri.

Observarea este punctul de plecare al tuturor cercetărilor științifice.

În biologie, acest lucru este vizibil mai ales, deoarece obiectul studiului său este omul și fauna sălbatică care îl înconjoară. Deja la școală, în lecțiile de zoologie, botanică și anatomie, copiii sunt învățați cum să efectueze cele mai simple studii biologice prin observarea creșterii și dezvoltării plantelor și animalelor și a stării propriului corp.

Observarea ca metodă de culegere a informațiilor este cronologic chiar prima metodă de cercetare apărută în arsenalul biologiei sau, mai bine zis, predecesorul acesteia - istoria naturală. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece observația se bazează pe abilitățile senzuale ale unei persoane (senzație, percepție, reprezentare). Biologia clasică este în primul rând biologia observațională.  Dar, cu toate acestea, această metodă nu și-a pierdut semnificația până în zilele noastre.

Observațiile pot fi directe sau indirecte, pot fi efectuate cu sau fără dispozitive tehnice. Așadar, un ornitolog vede o pasăre prin binoclu și o poate auzi, sau poate surprinde sunete în afara intervalului auzit de urechea umană. Histologul observă la microscop o secțiune de țesut fix și colorat. Și pentru un biolog molecular, observația poate fi fixarea modificării concentrației enzimei din eprubeta.

Este important să înțelegem că observația științifică, spre deosebire de obișnuit, nu este simplă, dar vizatestudiul obiectelor sau fenomenelor: se realizează pentru rezolvarea problemei, iar atenția observatorului nu trebuie împrăștiată. De exemplu, dacă sarcina este de a studia migrațiile sezoniere ale păsărilor, atunci vom observa momentul apariției lor în locurile de cuibărit, și nu orice altceva. Deci observația este alocare selectivă  din realitate o anumită partecu alte cuvinte, aspectul și includerea acestei părți în sistemul studiat.

În observație, este important nu numai exactitatea, exactitatea și activitatea observatorului, ci și imparțialitatea, cunoștințele și experiența sa, alegerea corectă a mijloacelor tehnice. Afirmația problemei implică și prezența unui plan de observație, adică. regularitatea lor. [Kabakova D.V. Observarea, descrierea și experimentarea ca metode principale ale biologiei // Probleme și perspective pentru dezvoltarea educației: materiale internaționale. științifice. Conf. (Perm, aprilie 2011). I. Perm: Mercur, 2011. S. 16-19.].

Metoda descriptivă

Metoda descriptivă   - aceasta este fixarea semnelor externe observate ale obiectelor de studiu cu alocarea esențialului și respingerea neesențialului. Această metodă a stat la originea biologiei ca știință, dar dezvoltarea ei nu ar fi fost posibilă fără aplicarea altor metode de cercetare.

Metodele descriptive vă permit mai întâi să descrieți și apoi să analizați fenomenele care apar în natura vie, să le comparați, să găsiți anumite tipare și, de asemenea, să generalizați, să descoperiți noi specii, clase și multe altele. Metodele descriptive au început să fie utilizate în antichitate, dar astăzi nu și-au pierdut relevanța și sunt utilizate pe scară largă în botanică, etologie, zoologie etc.

Metoda comparativă

Metoda comparativă   - Acesta este un studiu al asemănărilor și diferențelor din structură, cursul proceselor de viață și comportamentul diferitelor obiecte.   De exemplu, o comparație a indivizilor de diferite sexe aparținând aceleiași specii.

Vă permite să studiați obiectele de cercetare, comparându-le între ele sau cu un alt obiect. Vă permite să identificați asemănările și diferențele organismelor vii, precum și părțile lor. Datele obținute fac posibilă combinarea obiectelor studiate în grupuri în funcție de semne de similaritate în structură și origine. Pe baza metodei comparative, de exemplu, se construiește taxonomia plantelor și animalelor. Această metodă a fost folosită și pentru a crea o teorie celulară și pentru a confirma teoria evoluției. În prezent, este utilizat în aproape toate domeniile de biologie.

Această metodă a fost stabilită în biologie în secolul XVIII. și s-a dovedit a fi foarte rodnic în rezolvarea multor probleme cele mai mari. Folosind această metodă și în combinație cu o metodă descriptivă, s-au obținut informații care au fost permise în secolul XVIII. a pus bazele taxonomiei plantelor și animalelor (K. Linney), iar în secolul XIX. să formuleze teoria celulară (M. Schleiden și T. Schwann) și doctrina principalelor tipuri de dezvoltare (K. Baer). Metoda a fost folosită pe scară largă în secolul XIX. în fundamentarea teoriei evoluției, precum și în restructurarea unui număr de științe biologice bazate pe această teorie. Cu toate acestea, utilizarea acestei metode nu a fost însoțită de plecarea biologiei dincolo de granițele științei descriptive.
Metoda comparativă este utilizată pe scară largă în diferite științe biologice din vremea noastră. Comparația devine deosebit de valoroasă atunci când este imposibil de definit un concept. De exemplu, folosind un microscop electronic, deseori se obțin imagini al căror conținut adevărat nu este cunoscut în prealabil. Compararea lor doar cu imagini microscopice ușoare vă permite să obțineți datele dorite.

Metoda istorică

Permite dezvăluirea legilor de formare și dezvoltare a sistemelor vii, a structurilor și funcțiilor acestora, pentru a le compara cu fapte cunoscute anterior. Această metodă, în special, a fost folosită cu succes de C. Darwin pentru a-și construi teoria evolutivă și a contribuit la transformarea biologiei de la știința descriptivă la explicarea științei.

În a doua jumătate a secolului XIX. datorită lucrărilor lui C. Darwin, metoda istorică a pus pe bază științifică studiul legilor apariției și dezvoltării organismelor, formarea structurii și funcțiilor organismelor în timp și spațiu. Odată cu introducerea acestei metode în biologie, au avut loc schimbări calitative semnificative. Metoda istorică a transformat biologia de la o știință pur descriptivă la o știință explicativă, care explică modul în care au apărut diverse sisteme de viață și modul în care funcționează. În prezent, metoda istorică sau „abordarea istorică” a devenit o abordare universală a studiului fenomenelor vieții în toate științele biologice.

Metoda experimentală

experiment - Acesta este un test al fidelității ipotezei cu ajutorul unui impact țintit asupra obiectului.

Un experiment este o creație artificială a unei situații în condiții controlate care ajută la dezvăluirea proprietăților profund ascunse ale obiectelor vii.

Metoda experimentală de studiu a fenomenelor naturale este asociată cu un efect activ asupra lor prin efectuarea de experimente (experimente) în condiții controlate. Această metodă vă permite să studiați fenomenele în mod izolat și să obțineți repetabilitatea rezultatelor atunci când reproduceți aceleași condiții. Experimentul oferă o metodă mai profundă decât alte metode de cercetare, dezvăluirea esenței fenomenelor biologice. Datorită experimentelor, științele naturii în general și biologia în special au ajuns la descoperirea legilor de bază ale naturii.
Metodele experimentale în biologie servesc nu numai pentru a efectua experimente și pentru a obține răspunsuri la întrebări de interes, ci și pentru a determina corectitudinea ipotezei formulate la începutul studiului, precum și pentru a o corecta în acest proces. În secolul XX, aceste metode de cercetare devin lider în această știință datorită apariției echipamentelor moderne pentru efectuarea experimentelor, cum ar fi, de exemplu, un tomograf, un microscop electronic ș.a. În prezent, biologia experimentală este utilizată pe scară largă tehnici biochimice, analiza difracției de raze X, cromatografie, precum și tehnica secțiunilor ultra-subțiri, diverse metode de cultivare și multe altele. Metodele experimentale, combinate cu o abordare sistematică, au extins capacitățile cognitive ale științei biologice și au deschis noi căi pentru aplicarea cunoștințelor în aproape toate sferele activității umane.

Problema experimentului ca unul dintre fundamentele cunoașterii naturii a fost pusă încă din secolul al XVII-lea. Filozoful englez F. Bacon (1561-1626). Introducerea sa în biologie este asociată cu activitatea lui W. Harvey în secolul XVII. pentru studiul circulației sângelui. Cu toate acestea, metoda experimentală a fost introdusă pe scară largă în biologie abia la începutul secolului al XIX-lea și prin fiziologie, în care au început să se utilizeze un număr mare de tehnici instrumentale, ceea ce a făcut posibilă înregistrarea și cuantificarea limitării funcțiilor în structură. Datorită lucrărilor lui F. Mazhandi (1783-1855), G. Helmholtz (1821-1894), I.M. Sechenov (1829-1905), precum și clasicii experimentului K. Bernard (1813-1878) și I.P. Fiziologia Pavlova (1849-1936) a fost probabil prima dintre științele biologice care a devenit o știință experimentală.
O altă direcție în care metoda experimentală a intrat în biologie a fost studiul eredității și variabilității organismelor. Aici, meritul principal îi revine lui G. Mendel, care, spre deosebire de predecesorii săi, a folosit experimentul nu numai pentru a obține date despre fenomenele studiate, ci și pentru a testa ipoteza formulată pe baza datelor obținute. Lucrarea lui G. Mendel a fost un exemplu clasic al metodologiei științei experimentale.

În fundamentarea metodei experimentale au fost importante lucrările efectuate în microbiologie de L. Pasteur (1822-1895), care a introdus mai întâi un experiment pentru a studia fermentația și a respinge teoria nucleării spontane a microorganismelor, apoi pentru a dezvolta o vaccinare împotriva bolilor infecțioase. În a doua jumătate a secolului XIX. În urma lui L. Pasteur, R. Koch (1843-1910), D. Lister (1827-1912), I.I. a adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea și justificarea metodei experimentale în microbiologie. Mechnikov (1845-1916), D.I. Ivanovsky (1864-1920), S.N. Vinogradsky (1856-1890), M. Beyernik (1851-1931) etc. În secolul XIX. biologia s-a îmbogățit și prin crearea fundamentelor metodologice ale modelării, care este și cea mai înaltă formă de experiment. Invenția făcută de L. Pasteur, R. Koch și alți microbiologi de metode pentru infectarea animalelor de laborator cu microorganisme patogene și studierea patogenezei bolilor infecțioase pe acestea este un exemplu clasic de modelare care a trecut în secolul XX. și completat în vremea noastră prin modelarea nu numai a diferitelor boli, ci și a diferitelor procese de viață, inclusiv originea vieții.
Începând, de exemplu, din anii 40. Secolul XX metoda experimentală în biologie a suferit îmbunătățiri semnificative prin creșterea rezoluției multor tehnici biologice și dezvoltarea noilor tehnici experimentale. Deci, la rezoluția analizei genetice, a fost crescut un număr de tehnici imunologice. Cultivarea celulelor somatice, izolarea mutanților biochimici ai microorganismelor și celulelor somatice etc. au fost introduse în practica de cercetare Metoda experimentală a început să fie îmbogățită pe scară largă de metodele fizicii și chimiei, care s-au dovedit extrem de valoroase nu numai ca metode independente, ci și în combinație cu metodele biologice. De exemplu, structura și rolul genetic al ADN-ului au fost elucidate ca urmare a utilizării combinate a metodelor chimice pentru extragerea ADN-ului, metode chimice și fizice pentru determinarea structurii sale primare și secundare și a metodelor biologice (transformare și analiză genetică a bacteriilor), dovezi ale rolului său ca material genetic.
În prezent, metoda experimentală se caracterizează prin oportunități excepționale în studiul fenomenelor de viață. Aceste posibilități sunt determinate de utilizarea microscopelor de diferite tipuri, inclusiv microscopie electronică folosind secțiuni ultra-subțiri, metode biochimice, analiză genetică de înaltă rezoluție, metode imunologice, diverse metode de cultivare și observare in vivo în culturi de celule, țesuturi și organe, etichetare a embrionilor, fertilizare in vitro, metoda atomului etichetat, Analiza difracției de raze X, ultracentrifugare, spectrofotometrie, cromatografie, electroforeză, secvențiere, proiectare biologică molecule de ADN recombinant active, etc. O nouă calitate încorporată în metoda experimentală a provocat, de asemenea, modificări calitative în modelare. Alături de modelarea la nivel de organ, modelarea moleculară și celulară este în prezent în curs de dezvoltare.

Metoda de simulare

Modelarea se bazează pe o astfel de tehnică analogie - Aceasta este concluzia despre similitudinea obiectelor într-un anumit respect pe baza asemănării lor într-o serie de alte relații.

model - Aceasta este o copie simplificată a unui obiect, fenomen sau proces, înlocuindu-le în anumite aspecte.

Un model este ceva cu care este mai convenabil să lucrezi, adică că este mai ușor să vezi, să audi, să-ți amintești, să înregistrezi, să procesezi, să transmiți, să moștenești, cu care este mai ușor să experimentezi, în comparație cu obiectul modelării (prototip, original).
Karkishchenko N.N. Bazele biomodelării. - M .: VPK, 2005 .-- 608 p. S. 22.

modelare - respectiv, crearea unei copii simplificate a unui obiect, fenomen sau proces.

modelare:

1) crearea de copii simplificate ale obiectelor cunoașterii;

2) studiul obiectelor de cunoaștere pe exemplarele lor simplificate.

Metoda de simulare   - acesta este studiul proprietăților unui anumit obiect prin studierea proprietăților unui alt obiect (model), mai convenabil pentru rezolvarea problemelor de cercetare și într-o anumită corespondență cu primul obiect.

Modelarea (în sens larg) este principala metodă de cercetare în toate domeniile cunoașterii. Metodele de modelare sunt utilizate pentru a evalua caracteristicile sistemelor complexe și pentru a lua decizii solide din punct de vedere științific în diferite domenii ale activității umane. Un sistem existent sau proiectat poate fi investigat eficient folosind modele matematice (analitice și de simulare) pentru a optimiza procesul de funcționare a sistemului. Modelul de sistem este implementat pe computere moderne, care în acest caz acționează ca un instrument al experimentatorului cu modelul de sistem.

Modelarea vă permite să studiați orice proces sau fenomen, precum și direcția evoluției prin reconstruirea lor sub forma unui obiect mai simplu, folosind tehnologii și echipamente moderne.

Teoria simulării   - Teoria înlocuirii obiectului original cu modelul său și studierea proprietăților obiectului pe modelul său.
modelare - o metodă de cercetare bazată pe înlocuirea obiectului original studiat cu modelul său și lucrul cu acesta (în locul obiectului).
model (obiect original) (din lat. modus - „măsură”, „volum”, „imagine”) - un obiect auxiliar care reflectă cele mai esențiale pentru modelele de studiu, esența, proprietățile, caracteristicile structurale și funcționarea obiectului original.
Când vorbim despre modelare, ele înseamnă de obicei modelarea unui anumit sistem.
Sistemul - un set de elemente interconectate combinate pentru realizarea unui obiectiv comun, izolate de mediu și interacționând cu acesta în ansamblu și care prezintă proprietățile de bază ale sistemului. În 15 proprietăți sistemice principale sunt identificate, care includ: apariția (apariția); integritate; structurare; integritate; supunerea la obiectiv; ierarhie; infinit; ergatichnost; deschidere; ireversibilitatea; unitate de stabilitate structurală și instabilitate; non-linearitate; potențial multivarianța structurilor actuale; criticitate; imprevizibilitatea într-un domeniu critic.
În sistemele de modelare, se folosesc două abordări: clasică (inductivă), care a fost istoric prima, și sistem, care a fost dezvoltat recent.

Abordarea clasică. Istoric, prima a fost abordarea clasică a studiului obiectului, modelând sistemul. Obiectul real care urmează să fie modelat este împărțit în subsisteme, se selectează datele inițiale (D) pentru modelare și se stabilesc obiective (C) care reflectă aspecte individuale ale procesului de modelare. Pe baza unui set separat de date de intrare, obiectivul este modelarea unei părți separate a funcționării sistemului, pe baza acestui obiectiv este formată o anumită componentă (K) a modelului viitor. Setul de componente este combinat într-un model.
astfel componentele sunt însumate, fiecare componentă își rezolvă propriile probleme și este izolată de alte părți ale modelului. Aplicăm abordarea doar pentru sisteme simple, unde nu puteți lua în considerare relația dintre componente. Două aspecte distinctive ale abordării clasice pot fi notate: 1) există o mișcare de la particular la general la crearea modelului; 2) modelul (sistemul) creat este format prin însumarea componentelor sale individuale și nu ține cont de apariția unui nou efect de sistem.

Abordare sistematică   - un concept metodologic bazat pe dorința de a construi o imagine holistică a obiectului studiat, ținând cont de elementele obiectului importante pentru sarcina rezolvată, relațiile dintre ele și relațiile externe cu alte obiecte și mediul înconjurător. Odată cu complicația obiectelor de modelare, a devenit necesară observarea lor de la un nivel superior. În acest caz, dezvoltatorul consideră acest sistem ca un subsistem de rang superior. De exemplu, dacă sarcina este de a proiecta o companie ACS, atunci din perspectiva unei abordări sistematice, nu trebuie să uităm că acest sistem este parte integrantă a unei asociații ACS. La baza abordării sistemului stă considerarea sistemului ca un întreg integrat, iar această considerație în dezvoltare începe cu principalul lucru - formularea scopului funcționării. Important pentru o abordare sistematică este determinarea structurii sistemului - un set de relații între elementele sistemului care reflectă interacțiunea lor.

Există abordări structurale și funcționale ale studierii structurii sistemului și a proprietăților acestuia.

la abordare structurală   se relevă compoziția elementelor selectate ale sistemului și relația dintre ele.

la abordare funcțională   Algoritmii comportamentului sistemului sunt luați în considerare (funcțiile sunt proprietăți care duc la atingerea obiectivelor).

Tipuri de modelare

1. Modelarea subiectului în care modelul reproduce caracteristicile geometrice, fizice, dinamice sau funcționale ale obiectului. De exemplu, model de pod, baraje, model de aripă
aeronave etc.
2. Modelare analogică în care modelul și originalul sunt descrise de o singură relație matematică. Un exemplu îl reprezintă modelele electrice utilizate pentru studierea fenomenelor mecanice, hidrodinamice și acustice.
3. Modelarea semnelor în care rolul modelelor sunt diagrame, desene, formule. Rolul modelelor de semne a crescut mai ales odată cu extinderea utilizării computerelor în construcția de modele de semne.
4. Cu un semn este strâns legat modelarea mentală în care modelele dobândesc un caracter vizual mental. Un exemplu în acest caz este modelul de atom propus de Bohr la un moment dat.
5. Experiment model.   În cele din urmă, un tip special de modelare este includerea în experiment nu a obiectului în sine, ci a modelului său, prin care acesta din urmă dobândește caracterul unui experiment de model. Acest tip de modelare indică faptul că nu există o linie grea între metodele de cunoaștere empirică și teoretică.
Cu modelare legată organic idealizare - construcția mentală a conceptelor, teoriilor despre obiecte care nu există și nu sunt fezabile în realitate, dar acelea pentru care există un prototip sau analog apropiat în lumea reală. Exemple de obiecte ideale construite prin această metodă sunt concepte geometrice ale unui punct, linie, plan etc. Cu acest tip de obiecte ideale, toate științele funcționează - un gaz ideal, un corp absolut negru, o formare socio-economică, o stare etc.

Metode de modelare

1. Modelare la scară completă   - un experiment asupra obiectului studiat, care în condiții de experiență selectate special servește ca model al sinelui.
2. Modelare fizică   - experiment pe instalații speciale care păstrează natura fenomenelor, dar care reproduc fenomenele într-o formă modificată cantitativ.
3. Modelare matematică   - utilizarea unor modele de natură fizică care diferă de obiectele modelate, dar care au o descriere matematică similară. Modelarea la scară completă și cea fizică pot fi combinate într-o clasă de modele de similaritate fizică, deoarece în ambele cazuri modelul și originalul sunt identice în natură fizică.

Metodele de modelare pot fi clasificate în trei grupe principale: analitice, numerice și simulări.

1. analitic metode de modelare. Metodele analitice permit obținerea caracteristicilor sistemului ca unele funcții ale parametrilor funcționării acestuia. Astfel, modelul analitic este un sistem de ecuații, a căror soluție oferă parametrii necesari pentru calcularea caracteristicilor de ieșire ale sistemului (timpul mediu de procesare a sarcinii, transferul etc.). Metodele analitice oferă valori exacte ale caracteristicilor sistemului, dar sunt utilizate pentru a rezolva doar o clasă restrânsă de probleme. Motivele acestui lucru sunt următoarele. În primul rând, datorită complexității majorității sistemelor reale, descrierea matematică completă (modelul) fie nu există, fie metodele analitice pentru rezolvarea modelului matematic creat nu au fost încă dezvoltate. În al doilea rând, atunci când derivăm formulele pe care se bazează metodele analitice, se fac anumite presupuneri care nu corespund întotdeauna cu sistemul real. În acest caz, utilizarea metodelor analitice trebuie abandonată.

2. numeric metode de modelare. Metodele numerice implică transformarea modelului în ecuații, a căror soluție este posibilă prin metode de matematică computațională. Clasa problemelor rezolvate prin aceste metode este mult mai largă. Ca urmare a aplicării metodelor numerice, valorile (estimările) aproximative ale caracteristicilor de ieșire ale sistemului sunt obținute cu o precizie dată.

3. simulare metode de modelare. Odată cu dezvoltarea tehnologiei computerizate, metodele de simulare au fost utilizate pe scară largă pentru analiza sistemelor, dintre care dominante sunt efectele stocastice.
Esența simulării (IM) este de a simula procesul de funcționare a sistemului în timp, respectând aceleași raporturi pe durata operațiunilor ca în sistemul inițial. În acest caz, fenomenele elementare care alcătuiesc procesul sunt imitate, structura lor logică și secvența apariției în timp sunt păstrate. Ca urmare a aplicării IM, se obțin estimări ale caracteristicilor de ieșire ale sistemului, care sunt necesare pentru rezolvarea problemelor de analiză, control și proiectare.

În biologie, de exemplu, este posibil să se construiască un model al stării de viață într-un rezervor după ceva timp când se schimbă unul, doi sau mai mulți parametri (temperatura, concentrația sării, prezența prădătorilor etc.). Astfel de tehnici au devenit posibile datorită pătrunderii în biologia ideilor și principiilor ciberneticii - știința managementului.

Clasificarea tipurilor de modelare poate fi bazată pe diverse caracteristici. În funcție de natura proceselor studiate în sistem, modelarea poate fi împărțită în deterministă și stocastică; static și dinamic; discret și continuu.
determinist modelarea este folosită pentru studierea sistemelor al căror comportament poate fi prevăzut cu exactitate. De exemplu, calea parcursă de o mașină cu mișcare uniform accelerată în condiții ideale; un dispozitiv care pătrunde un număr etc. În consecință, în aceste sisteme se desfășoară un proces determinist, care este descris în mod adecvat printr-un model determinist.

stocastic Modelarea (probabilistică) este utilizată pentru a studia un sistem a cărui stare depinde nu numai de controlul, dar și de influențele necontrolate sau în el însuși este o sursă de aleatoriu. Sistemele stocastice includ toate sistemele care includ o persoană, de exemplu, fabrici, aeroporturi, sisteme și rețele de calculatoare, magazine, servicii pentru consumatori etc.
static modelarea este utilizată pentru a descrie sistemele la un moment dat.

dinamic modelarea reflectă schimbarea sistemului în timp (caracteristicile de ieșire ale sistemului la un moment dat sunt determinate de natura acțiunilor de intrare în trecut și în prezent). Un exemplu de sisteme dinamice sunt sistemele biologice, economice, sociale; sisteme artificiale precum o instalație, întreprindere, linie de producție etc.
distinct modelarea este utilizată pentru a studia sistemele în care caracteristicile de intrare și ieșire sunt măsurate sau modificate în timp discret, altfel se utilizează modelarea continuă. De exemplu, un ceas electronic, un contor electric - sisteme discrete; reparatii, aparate de incalzire - sisteme continue.
În funcție de forma de reprezentare a obiectului (sistem), se poate distinge modelarea mentală și reală.
la real modelarea (la scară completă), studiul caracteristicilor sistemului se realizează pe un obiect real sau din partea acestuia. Modelarea reală este cea mai adecvată, dar capacitățile sale, ținând cont de caracteristicile obiectelor reale, sunt limitate. De exemplu, realizarea modelării reale cu ACS-ul unei întreprinderi necesită, în primul rând, crearea unei ACS; în al doilea rând, efectuarea de experimente cu întreprinderea, ceea ce este imposibil. Modelarea reală include un experiment de producție și teste complexe, care au un grad ridicat de fiabilitate. Un alt tip de simulare reală este fizică. În modelarea fizică, cercetările sunt efectuate pe facilități care păstrează natura fenomenului și au o similaritate fizică.
reflexiv modelarea este utilizată pentru a simula sisteme care practic nu sunt realizabile la un anumit interval de timp. Baza modelării mentale este crearea unui model ideal bazat pe o analogie cognitivă ideală. Există două tipuri de modelare mentală: figurativ (vizual) și simbolic.
la în formă de modelând pe baza reprezentărilor umane ale obiectelor reale, sunt create diverse modele vizuale care afișează fenomenele și procesele care au loc în obiect. De exemplu, modele de particule de gaz din teoria cinetică a gazelor sub formă de bile elastice care acționează între ele în timpul unei coliziuni.
la reper modelarea descrie sistemul simulat folosind semne convenționale, simboluri, în special, sub formă de formule matematice, fizice și chimice. Cea mai puternică și dezvoltată clasă de modele iconice este reprezentată de modele matematice.
Model matematic   - Acesta este un obiect creat artificial sub formă de formule matematice, simbolice, care afișează și reproduce structura, proprietățile, relațiile și relațiile dintre elementele obiectului studiat. În plus, sunt luate în considerare doar modele matematice și, în consecință, modelarea matematică.
Modelare matematică   - o metodă de cercetare bazată pe înlocuirea obiectului inițial studiat cu modelul său matematic și lucrul cu acesta (în locul obiectului). Modelarea matematică poate fi împărțită în analitic (AM) , imitație (IM) , combinat (KM) .
la AM   Un model analitic al obiectului este creat sub forma ecuațiilor algebrice, diferențiale, cu diferențe finite. Modelul analitic este studiat fie prin metode analitice, fie prin metode numerice.
la MI   este creat un model de simulare, o metodă de modelare statistică este utilizată pentru a implementa un model de simulare pe un computer.
la KM se realizează descompunerea procesului de funcționare a sistemului în subprocese. Pentru aceia dintre ei, acolo unde este posibil, folosesc metode analitice, altfel - imitație.

Referințe

1. Ayvazyan S.A., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Statistici aplicate: Bazele modelării și procesării primare a datelor. - M .: „Finanțe și statistici”, 1983. - 471 p.
2. Alsova O.K. Sisteme de modelare (partea 1): Ghiduri metodologice pentru lucrările de laborator la disciplina „Modelare” pentru studenții cursurilor III - IV ale AVTF. - Novosibirsk: Editura NSTU, 2006. - 68 p. Sisteme de modelare (partea 2): Ghiduri metodologice pentru lucrările de laborator la disciplina „Modelare” pentru studenții cursurilor III - IV ale AVTF. - Novosibirsk: Editura NSTU, 2007. - 35 p.
3. Alsova O.K. Sisteme de modelare: manual. indemnizație / O.K. Alsova. - Novosibirsk: Editura NSTU, 2007 - 72 p.
4. Borovikov V.P. Statistica 5.0. Arta analizei datelor computerizate: pentru profesioniști. A 2-a ed. - Sankt Petersburg: Peter, 2003 .-- 688 p.
5. Ventzel E.S. Cercetare operațională. - M.: Școala Superioară, 2000. - 550 p.
6. Gubarev V.V. Modele probabilistice / Novosib. inginer electric Inst. - Novosibirsk, 1992 .-- Prima parte. - 198 s; Partea a 2-a. - 188 p.
7. Gubarev V.V. Analiza sistemului în studii experimentale. - Novosibirsk: Editura NSTU, 2000. - 99 p.
8. Denisov A.A., Kolesnikov D.N. Teoria sistemelor de control mari: manual. manual pentru universități. - Editura L. Energy, 1982. - 288 p.
9. Draper N., Smith G. Analiza regresiei aplicate. - M.: Statistică, 1973.
10. Karpov Yu. Modelarea simulării sistemelor. Introducere în modelare cu AnyLogic 5. - SPb .: BHV-Petburg, 2005. - 400 p.
11. Kelton V., Simulare A. scăzută. CS clasic. A 3-a ed. - SPb .: Peter; Kiev: 2004 .-- 847 p.
12. Lemeshko B.Yu., Postovalov S.N. Tehnologia computerizată pentru analiza datelor și cercetarea tiparelor statistice: manual. alocația. - Novosibirsk: Editura NSTU, 2004. - 120 p.
13. Sisteme de modelare. Atelier: manual. manual pentru universități / B.Ya. Sovetov, S.A. Yakovlev. - ediția a 2-a, revizuită. și adăugați. - M .: Școala superioară, 2003 .-- 295 p.
14. Ryzhikov Yu.I. Modelare de simulare. Teorie și tehnologie. - SPb .: print CROWN; M .: Altex-A, 2004 .-- 384 p.
15. Sovetov B.Ya., Yakovlev S.A. Modelarea sistemului (ediția a 3-a). - M .: Școala superioară, 2001 .-- 420 p.
16. Teoria proceselor aleatorii și aplicațiile sale de inginerie: manual. manual pentru universități / E.S. Wentzel, L.A. Ovcearov. - ediția a 3-a. Revizuit. și adăugați. - M.: Centrul de Editură „Academia”, 2003. - 432 p.
17. Tomashevsky V., Zhdanova E. Simulare în mediul GPSS. - M .: Bestseller, 2003 .-- 416 p.
18. Khachaturova S.M. Metode matematice de analiză a sistemului: manual. indemnizație - Novosibirsk: Editura NSTU, 2004. - 124 p.
19. Shannon R. Simulare de sisteme - artă și știință. - M.: Mir, 1978.
20. Schreiber T.J. Simulare pe GPSS. - M.: Inginerie mecanică, 1980 .-- 593 p.
21. Arseniev B.P., Yakovlev S.A. Integrare în baze de date distribuite - Sankt Petersburg: Doe, 2001 .-- 420 p.

Un bărbat a început să cunoască lumea din jurul său cu apariția gândirii abstracte. Și odată cu dezvoltarea civilizației, oamenii au început să studieze natura înconjurătoare pentru propriul lor interes. Astfel s-au născut cunoștințele științifice, științele și științele biologice în special. Această lecție vizează dezvoltarea metodelor de studiu a biologiei.

Un bărbat a început să cunoască lumea din jurul său cu apariția gândirii abstracte. În procesul muncii, oamenii au dobândit capacitatea de a generaliza proprietățile obiectelor și fenomenelor, fără a se concentra asupra trăsăturilor lor. De exemplu, doi studenți sunt liberi să vorbească despre râul Nipru, care curge, poate la zeci și sute de kilometri de conversație. Nu o văd, nu aud năpârlirea valurilor. Dar fiecare dintre interlocutori pe baza generalizării este familiarizat cu conceptul de „râu”. Toată lumea asociază cu cuvântul "Nipru" conceptul unuia dintre cele mai mari râuri din Europa. Prin urmare, se înțeleg reciproc, deși nu au fost niciodată la Nipru. Această înțelegere ne diferențiază de animale. Acestea din urmă pot stabili cele mai simple conexiuni între obiecte, pot face cele mai simple instrumente ... Dar nu au concepte, nu sunt capabile să înțeleagă cauzele fenomenelor și consecințele care decurg din ele.
  Capacitatea lor de adaptare la habitatul lor depindea direct de viața lor.

Odată cu dezvoltarea civilizației, omul a început să studieze natura înconjurătoare pentru propriul său interes. Și astfel s-a născut știința - una dintre sferele activității umane, al cărei scop este studiul și cunoașterea lumii înconjurătoare. Scopul cunoașterii este cunoașterea. Acestea sunt necesare pentru a orienta o persoană în lumea din jurul său, pentru a explica și anticipa evenimentele, pentru a planifica și implementa activități. Pentru a-și satisface propriul interes, până la urmă. Cu toate acestea, cognitia poate sa nu fie neaparat stiintifica. Poate fi mundan, artistic, mitologic sau religios.

Dar, revenind la subiectul lecției noastre, vorbim despre biologie. Biologia este o știință. În consecință, subiectul considerației noastre este cunoașterea științifică. Care este diferența sa față de neștiințific? Probabil că fiecare are propriul răspuns la această întrebare. Să încercăm să rezumăm și să formulăm în mod specific esența. Fii atent. Cunoașterea științifică este procesul de obținere a unei cunoștințe obiective ... adevărate ... care vizează reflectarea legilor realității.

În cunoștințele științifice, sunt alese anumite obiecte de cercetare, probleme și metode pentru studierea acestora. Desigur, fiecare știință are propriile sale metode de cercetare. Cu toate acestea, indiferent de metoda aleasă, pentru fiecare om de știință, principiul „nu puteți lua nimic pe credință” rămâne întotdeauna cel mai important. Deoarece sarcina principală a științei este de a construi un sistem de cunoștințe fiabile bazate pe fapte și generalizări, care, la rândul lor, pot fi confirmate sau infirmate. Cunoștințele științifice pot fi întotdeauna puse sub semnul întrebării și acceptate numai cu dovezi suficiente sau chiar redundante. Astfel de cunoștințe trec în rangul faptelor științifice (din greacă factum - done) - fapte care pot fi reproduse și confirmate.

Așa cum orice persoană din viața sa nu poate face fără aer, tot așa niciun om de știință din studiile sale nu poate face fără fapte științifice. Pentru a le obține, se folosesc metode științifice (cuvântul grecesc metodos este calea cercetării) - totalitatea acelor tehnici și operații care sunt utilizate pentru a construi un sistem de cunoștințe științifice.
  Istoria oricărei științe și biologie, în special, este istoria dezvoltării și aplicării de noi metode de cercetare. În știința biologică, principalele metode de cercetare în diferite momente au fost și sunt descriptive, comparative, istorice și experimentale.

Metoda descriptivă în metodologia cunoașterii moderne ia poziții primare. A fost folosit pe scară largă de savanții antichității ... care nu au avut de ales decât să strângă material faptic și să-l descrie.
  Metoda descriptivă se bazează pe observație - sursa principală a tuturor datelor științifice. Și nu este de mirare. Observarea se bazează pe abilitățile senzoriale ale unei persoane (senzație, percepție, reprezentare). Cu toate acestea, din acest motiv, mulți oameni de știință consideră acest tip de cercetare ca fiind extrem de nesigure. Iar rezultatele studiilor descriptive nu pot fi repetate și reanalizate.
Până în secolul XVIII, naturaliștii s-au angajat în descrierea plantelor și animalelor și au încercat, de asemenea, să sistematizeze materialul descriptiv acumulat. Cu toate acestea, această metodă nu și-a pierdut relevanța astăzi. De exemplu, zoologii descoperă specii noi de animale, histologii observă secțiuni fixe și pătate de țesuturi cu un microscop, iar biologii moleculari înregistrează modificări ale concentrației enzimei într-o eprubetă.

Observația științifică, spre deosebire de obișnuit, nu este un studiu simplu, ci intenționat al obiectelor sau fenomenelor naturale. Se realizează exclusiv pentru rezolvarea problemei, iar atenția observatorului nu trebuie răspândită. Dacă, de exemplu, studiem migrațiile sezoniere ale berzei albe, vom marca momentul apariției ei în locurile de cuibărit și nimic mai mult. Adică să izolăm o anumită parte de realitate și să o includem în sistemul studiat.
  În observație, importanța, exactitatea și activitatea cercetătorului sunt importante. La fel și imparțialitatea, cunoștințele, experiența și alegerea corectă a mijloacelor tehnice.

Materialul faptic colectat folosind metoda descriptivă poate și trebuie comparat. O metodă comparativă, datorită căreia se dezvăluie asemănările și diferențele dintre organisme și părțile lor, biologii au început să folosească încă din secolul al XVII-lea. Așa au apărut datele necesare clasificării plantelor și animalelor. Iar în secolul al XIX-lea, aplicarea metodei comparative a dus la dezvoltarea teoriei celulare Schwann / Schleiden și la fundamentarea teoriei lui Darwin. Ceea ce, la rândul său, a provocat restructurarea mai multor științe biologice.
  Metodele abordării comparative conduc la faptul că opiniile deja existente asupra anumitor fenomene și fapte pot fi revizuite. La comparare, cu toate acestea, caracteristicile specifice unui anumit obiect sau fenomen nu au fost cunoscute anterior de cercetători. Astfel, comparația contribuie la un studiu și cunoaștere mai profundă a obiectelor și fenomenelor, precum și la căutarea caracteristicilor și diferențelor lor distinctive la diferite niveluri de cercetare.

Metoda comparativă este folosită pe scară largă în diferite discipline biologice din timpul nostru. Dar utilizarea numai în metode descriptive și comparative în biologie ar duce la faptul că ar fi rămas în cadrul stabilirii științei. Și tu și cu mine nu am vedea niciodată adevărate organisme cibernetice - cyborgi.

Hai să mergem mai departe. Metoda comparativă pe care am analizat-o ulterior se transformă într-una istorică. De ce? O persoană diferă de animale, printre altele, prin faptul că poate acumula, salva și analiza informațiile pe care le-a obținut din generațiile anterioare. Adică să-și transfere cunoștințele. Compararea cu cunoștințele dobândite anterior ajută la înțelegerea faptelor noi obținute. Metoda istorică a început să fie aplicată în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, în mare parte datorită lucrărilor lui Charles Darwin. Omul care a predat în 1859 toate științele naturale din acea vreme, a fundamentat științific legile apariției și dezvoltării organismelor. El a dezvăluit mecanismul de formare a structurilor și funcțiilor lor în timp și spațiu. De atunci, metoda istorică a transformat biologia de la știința descriptivă în știință, ceea ce explică , cât de diverse sisteme de viață au apărut și funcționează.

Și în sfârșit - cel mai interesant.

Câți dintre voi în copilărie și poate chiar acum, nu ați efectuat experimente? Care dintre ele ți-a plăcut cel mai mult? Poate asta?

Sau ceva mai complicat?

În termeni științifici, un experiment este o reconstrucție a aspectului selectat al realității în condiții special create și controlate, care oferă un criteriu de reproductibilitate, adică permite restaurarea cursului unui fenomen atunci când se repetă condițiile.

Ciclul complet al unui experiment constă din mai multe etape: un obiectiv clar al studiului și un plan (înființarea unui experiment), tehnici și mijloace specifice de implementare și control tehnic (efectuarea unui experiment) și procesarea rezultatelor.

În biologie, aplicarea metodei experimentale este asociată cu numele lui William Harvey. În 1628, acest fondator englez al fiziologiei și-a formulat pentru prima dată teoria circulației sângelui, care se baza pe propriile dovezi experimentale. Măsurând volumul sistolic, ritmul cardiac și cantitatea totală de sânge din corpul oilor, Harvey a dovedit că în 2 minute tot sângele trebuie să treacă prin inimă, iar în 30 de minute cantitatea de sânge care trece prin ea, egală cu greutatea animalului. A urmat faptul că, contrar afirmațiilor incontestabile ale lui Galen, la acea dată, despre furnizarea de tot mai mult sânge către inimă de la organele care o produc, sângele revine la inimă într-un ciclu închis. Închiderea ciclului este asigurată de cele mai mici tuburi - capilarele care leagă arterele și venele.

Cu toate acestea, experimentul a început să fie utilizat pe scară largă în biologie abia în secolul al XIX-lea. Un exemplu clasic al metodologiei științei experimentale a fost lucrarea lui Gregor Mendel privind studiul eredității și variabilității organismelor. Așa cum Harvey a prezis prezența capilarelor animale în corp pe care nimeni nu le-a văzut și nu le-a putut vedea la acea vreme, astfel Mendel, datorită experimentelor sale cu mazărea, a prezis prezența genelor în toate organismele vii. Eveniment mitic în biologie.

Începând cu secolul XX, metoda experimentală a devenit una de frunte în știința biologică. Acest lucru s-a datorat apariției de noi instrumente de cercetare. De exemplu, cele complexe precum un microscop electronic creat în 1932, tomograf proiectat în 1969. În plus, metodele de fizică și chimie au început să fie aplicate activ în biologie. Acestea sunt diferite tipuri de microscopie, precum și metode biochimice, metoda atomilor marcați, cele mai diverse metode de cultivare și observare in vivo a culturilor celulare, țesuturilor, organelor, analizei de difracție cu raze X, cromatografie, ultracentrifugare și altele. Nu vă grăbiți să vă speriați de nume complexe, în câteva lecții le veți învăța.
  Deci, până în a doua jumătate a secolului XX, se dezvoltă o direcție întreagă în biologie, care prevede dezvoltarea metodelor de cercetare și crearea celor mai noi dispozitive.

Recent, în cercetarea biologică a modelării din ce în ce mai aplicate - studiul obiectelor de cunoaștere pe modelele lor; construcția și studiul modelelor de obiecte și fenomene cu adevărat existente. Modelarea este, așa cum s-a spus, cea mai înaltă formă de experiment biologic. Obiectul modelării poate fi orice sistem biologic. De la cea mai mică, de exemplu, o moleculă de ADN - un cromozom - nucleul unei celule - celula în sine ... la una uriașă - întreaga biosferă. Astfel de informații globale privind comportamentul vieții sălbatice pe Pământ sunt utilizate, de exemplu, în cazul schimbărilor tehnologice sau climatice globale.

Metoda experimentală a transformat fundamental biologia. El a fost capabil să-și extindă capacitățile cognitive de multe ori și a deschis noi modalități de utilizare a cunoștințelor biologice în toate sferele activității umane.

Și în concluzie, câteva cuvinte despre etapele cercetării științifice. După cum am spus deja, sursa principală a tuturor datelor științifice este observația. După rezumarea faptelor, sunt prezentate ipoteze care pot explica observația. În plus, aceste date sunt verificate în cursul noilor observații și experimente. Această etapă este urmată în mod necesar de un experiment de control. La rândul lor, condițiile experimentului de control trebuie să difere în mod obligatoriu cu un factor. După analizarea rezultatelor experimentului, datele științifice devin rangul faptelor științifice, iar ipoteza testată devine o teorie sau o lege. Aceasta indică universalitatea, incontestabilă și autenticitatea sa. Cu toate acestea, chiar teoria corectă, pe măsură ce se acumulează fapte noi, poate fi revizuită și perfecționată. De exemplu, teoria evoluției.

experiment- o metodă de cercetare în biologie, în care experimentatorul schimbă în mod deliberat condițiile și observă modul în care acestea afectează organismele vii. Experimentul poate fi realizat atât în \u200b\u200blaborator, cât și în aer liber.

În microbiologia practică, acestea sunt utilizate pentru a diagnostica boli infecțioase, pentru a izola și identifica agenți patogeni puri și pentru a indica și identifica exotoxine. În plus, este utilizat pe scară largă în microbiologia experimentală și imunologie, precum și pentru controlul imunoterapiei.

Metoda experimentală este extrem de sensibilă. În cazurile de izolare a pielii pure și stabilirea modificărilor imunologice la animal, metoda experimentală este foarte specifică și poate fi utilizată în stadiile incipiente ale bolii. Dezavantajele metodei experimentale sunt complexitatea, costul, durata studiului, pericolul infecțiilor de laborator. Prin urmare, este utilizat în cazurile în care alte metode sunt ineficiente și dacă există condiții necesare pentru păstrarea animalelor de laborator.

Aplicarea metodei experimentale în biologie este asociată cu numele lui William Harvey, care a folosit-o în studiile sale în studiul circulației sângelui. Dar a început să fie utilizat pe scară largă în biologie abia de la începutul secolului al XIX-lea, în primul rând în studiul proceselor fiziologice. Metoda experimentală vă permite să studiați un anumit fenomen al vieții prin experiență. G. Mendel a contribuit foarte mult la aprobarea metodei experimentale în biologie, care, studiind ereditatea și variabilitatea organismelor, a folosit mai întâi experimentul nu numai pentru a obține date despre fenomenele studiate, ci și pentru a testa ipoteza formulată pe baza rezultatelor obținute. Lucrarea domnului Mendel a devenit un exemplu clasic al metodologiei științei experimentale.

În secolul XX. Metoda experimentală a devenit lider în biologie. Acest lucru a fost posibil datorită apariției de noi dispozitive pentru cercetarea biologică (microscopul electronic, tomograf etc.) și utilizarea metodelor de fizică și chimie în biologie.

În prezent, diferite tipuri de microscopie sunt utilizate pe scară largă într-un experiment biologic, inclusiv microscopie electronică folosind secțiuni ultra-subțiri, metode biochimice, diverse metode de cultivare și observare intravitală a culturilor celulare, țesuturilor și organelor, metoda de atomi marcați, analiza difracției de raze X, ultracentrifugare, cromatografie etc. . Nu este un accident în a doua jumătate a secolului XX. în biologie s-a dezvoltat o întreagă direcție - crearea celor mai noi dispozitive și dezvoltarea metodelor de cercetare.

În cercetarea biologică se folosește din ce în ce mai mult modelarea, care este considerată cea mai înaltă formă de experiment. Deci, se lucrează activ la modelarea computerizată a celor mai importante procese biologice, direcțiile principale de evoluție, dezvoltarea ecosistemelor sau chiar a întregii biosfere (de exemplu, în cazul schimbărilor climatice sau tehnogene globale).

Metoda experimentală, combinată cu abordarea sistemului-structurală, biologia transformată radical, și-a extins abilitățile cognitive și a deschis noi modalități de utilizare a cunoștințelor biologice în toate sferele activității umane.

Metode de biologie

• Biologie -știința vieții, formele și modelele ei de dezvoltare.
• metodă  - Aceasta este calea cercetării prin care trece un om de știință.
• Metoda științifică  - Acesta este un set de tehnici și operații utilizate în construirea unui sistem de cunoștințe științifice.

Metodele biologice sunt împărțite în:

1. empiric  - vă permite să studiați fenomenul prin experiență.
   • descriptive,
   • comparativă,
   • experimentale,
   • istoric.
2. teoretic
   • statistică,
   • mod.

Principalele metode (universale) în biologie includ:

1. Metoda descriptivă  legată de observarea și descrierea obiectelor sau fenomenelor, definirea proprietăților acestora.
2. Metoda comparativă.Asemănările și diferențele diferitelor grupuri sistematice, comunități de organisme, structura, funcțiile și componentele lor sunt studiate folosind metoda comparativă. Această metodă este utilizată în taxonomie, morfologie, anatomie, paleontologie, embriologie și alte ramuri ale științei. Principiile de comparație au format baza taxonomiei, teoria celulelor. Se descoperă legea biogenetică, legea seriilor omologe în variabilitatea ereditară.
3. Metoda istoricăconstată legile apariției și dezvoltării organismelor, formarea structurii și funcțiilor acestora în decursul istoriei geologice a Pământului. Cu ajutorul ei, a fost creată doctrina dezvoltării evolutive a lumii organice.
4. Metoda experimentală  (experiență, practică) constă în schimbarea cercetătorului a condițiilor de existență a obiectului experienței, structura acestuia și observarea rezultatelor schimbărilor. Experimentele sunt de teren și de laborator. Această metodă permite un studiu mult mai profund al esenței comportamentului, structurii și caracteristicilor organismelor.

Metodele de cercetare biologică privată includ metode

1. Metoda genealogică.  Folosit în compilarea pedigrelor de persoane, identificând natura moștenirii anumitor caracteristici.
2. Metoda istorică.  Vă permite să detectați tiparele de apariție și dezvoltare a lucrurilor vii.
3. Metoda paleontologică  - vă permite să aflați relația dintre organismele antice care se află în scoarța pământului, în diferite straturi geologice.
4. centrifugare  - separarea amestecurilor în părțile principale sub acțiunea forței centrifuge.
5. Citologic, citogenetic, microscopie  - studiul structurii celulei, a structurilor sale folosind microscopuri.
6. Metoda biochimică  - studiul proceselor chimice din organism.

Metode teoretice:

• Metoda statistică  bazat pe prelucrarea statistică a materialului cantitativ colectat ca urmare a altor studii (observații, experimente, modelare), ceea ce permite o analiză cuprinzătoare și determinarea anumitor tipare.
• modelare  - face posibilă studierea obiectelor și proceselor dificil sau imposibil de reprodus experimental sau observarea directă.

\u003e\u003e Metode de cercetare în biologie

1. Cum diferă știința de religie și artă?
2. Care este principalul obiectiv al științei?
3. Care sunt metodele de cercetare utilizate biologiestii?

Știința ca sferă a activității umane.

Știința este una dintre sferele activității umane, al cărei scop este studiul și cunoașterea lumii înconjurătoare. Pentru cunoștințe științifice, este necesar să alegeți anumite obiecte de cercetare, probleme și metode pentru studierea acestora.

Conținutul lecției    Rezumat al lecției și cadru de susținere Prezentarea lecțiilor metode accelerative și tehnologii interactive exerciții închise (doar pentru profesori) evaluare practică    sarcini și exerciții, ateliere de auto-testare, laborator, cazuri de dificultăți ale sarcinilor: teme obișnuite, înalte, olimpice ilustrații    ilustrații: clipuri video, audio, fotografii, grafică, tabele, benzi desenate, jetoane abstracte multimedia pentru foile curioase de umor, parabole, glume, ziceri, cuvinte încrucișate, citate Suplimente    manuale de testare externe independente (VNT) principale și sărbători tematice suplimentare, articole de sloganuri caracteristici naționale glosar de termeni alții Doar pentru profesori