Презентация по биологии по теме _Методы познания живой природы_ (10 класс)

1.

Методы
познания
живой природы

2.

Научный мет од – совокупность основных
способов
(приёмов
и
операций),
используемых при построении системы
научных
знаний
в
ходе
научного
исследования.

3.

Методы научных
исследований
общие
специальные

4.

Методы, используемые в
биологических исследованиях
эмпирические
теоретические

5.

Эмпирические методы
К эмпирическим методам
исследования относят все те
методы, приёмы, способы
познавательной деятельности, а
также формулирования и
закрепления знаний, которые
являются содержанием практики или
непосредственным результатом её.

6.

Эмпирические методы
наблюдение
исторический
описание
измерение
сравнительный
экспериментальный

7.

Описательный метод
Сбор фактического
материала и его
описание.
Основа метода –
наблюдение.

8.

9.

Описательный метод
Сбор фактического
материала и его
описание.
Основа метода –
наблюдение.

10.

Описат ельный мет од древнейший, связанный с наблюдением и
описанием объектов или явлений, определением их свойств. Примерно
до 17 века он был основным в биологии, поскольку учёные занимались
описанием животных и растений и их первичной систематизацией, но
он не потерял актуальности в настоящее время, например, он
используется для описания новых видов.
Лягушка-буратино
Ночной листохвостый геккон
Паук-павлин

11.

Карл Линней
в
основу
своей
научной
деятельности
положил
методы описания и наблюдения и
сделал описание около 1500 видов
растений.
К. Линней
(1707-1778 гг.)

12.

Виды наблюдения
Наблюдение - изучение объектов живой природы в
естественных условиях.
Срукт урированное наблюдение (по плану).
Нест рукт урированное наблюдение (незапланированное - определяется только объект наблюдения).
Полевое наблюдение (в естественной обстановке).
Лаборат орное
наблюдение (объект находится в
искусственно созданных условиях).
Непосредст венное
наблюдение
(наблюдение
невооруженным взглядом).
Опосредованное
наблюдение (наблюдение с
помощью прибора).

13.

Алгоритм наблюдения
1. Выбор объекта наблюдения.
2. Определение цели наблюдения.
3. Выбор средств, инструментов и способов
достижения цели наблюдения.
4. Выбор способа регистрации полученной
информации (видео-, фотосъемка, запись;
постоянное и периодическое наблюдение,
кратковременное или долговременное, тайное
или явное).
5. Обработка полученной информации.

14.

Измерение
Фиксирование
данных об
изучаемом объекте,
его свойствах с
помощью
измерительных
приборов.

15.

16.

Сравнительный метод
Сходство и различие
между организмами
и их частями.

17.

Сравнительный метод позволяет сопоставлять строение, ход развития,
химический состав, структуру генов и другие признаки у организмов
разного уровня сложности. Он стал применяться с 18 века.
Черепахи
разных видов
имеют много
общих черт.
У позвоночных
животных сердце
имеет разное
строение.

18.

Сравнительный метод
Открыл закон
гомологических
рядов благодаря
сравнению
признаков злаковых
растений.
Н.И. Вавилов
(1887-1943 гг.)

19.

Сравнительный метод
Маттиас Шлейден
(1804-1881 гг.)
Теодор Шванн
(1810-1882 гг.)
Клеточная теория (1838-1839 гг.)

20.

Ист орический мет од выявляет историю развития биологических
объектов, их происхождение. Сопоставляют анатомическое строение,
химический состав, структуру генов и другие признаки у организмов
разного уровня сложности. При этом исследуются не только ныне
живущие организмы, но и давно вымершие, сохранившиеся в виде
окаменелых остатков. Он стал широко применяться со второй половины
19 века благодаря работам Чарльза Дарвина, который с его помощью
обосновал закономерности появления и развития организмов, становление
их структур и функций во времени и пространстве.

21.

Исторический метод
Ж.Б. Ламарк
(1744-1829 гг.)
Ч. Дарвин
(1809-1882 гг.)
Теория эволюции (1809 г., 1859 г.)

22.

Экспериментальный метод
Эксперимент альный (от лат. Ехреrimentum – опыт, практика) мет од состоит
в изменении исследователем условий
существования
объекта
опыта,
его
строения и наблюдение по результатам
изменений.
Эксперименты
бывают
полевые и лабораторные. В естественных условиях проводят полевые
эксперимент ы. Лаборат орные эксперимент ы
проводят
в
специально
оборудованных
лабораториях.
В
лабораторных
условиях
используют
микроскопы, ядерно-магнитный резонанс, рентгенологический метод и т.п.

23.

Экспериментальный метод
Франческо Реди
(1626–1697 гг.)
Ит альянский врач и нат уралист
Поставил
первые
в
истории
биологии эксперименты, опровергающие представления Аристотеля
о самозарождении жизни. Экспериментально доказал невозможность
самозарождения мух из гнилого
мяса (затянув часть горшков с мясом
кисеёй, он смог воспрепятствовать
откладке яиц мухами). Результаты
опытов были опубликованы в 1668
году
в
труде
«Опыты
по
происхождению насекомых».

24.

Экспериментальный метод
Луи Пастер
(1882–1895 гг.)
Французский микробиолог и химик
В
1860-1862
годах
Пастер
изучал
возможность самозарождения микроорганизмов. Он провёл элегантный опыт,
доказавший невозможность самозарождения
микробов, взяв термически стерилизованную питательную среду и поместив её
в открытый сосуд с длинным изогнутым
горлышком. Сколько бы сосуд ни стоял на
воздухе, никаких признаков жизни в нём не
наблюдалось, поскольку содержащиеся в
воздухе споры бактерий оседали на
изгибах горлышка. Но стоило отломить
его
или
сполоснуть
жидкой
средой
изгибы, как вскоре в среде начинали
размножаться микроорганизмы, вышедшие
из спор. В 1862 году Французская
академия наук присудила Пастеру премию
за разрешение вопроса о самозарождении
жизни.

25.

Экспериментальный метод
И.М. Сеченов
(1829–1905 гг.)
Русский медик, биолог,
физико-химик.
Основоположник
физиологической школы,
которую он в 1868 году
окончательно сформировал.
Исследования и сочинения
И.М. Сеченова были
посвящены в основном
трём проблемам:
физиологии нервной
системы, химизму дыхания
и физиологическим
основам психической
деятельности.

26.

Экспериментальный метод
И.П. Павлов
(1849–1936 гг.)
Русский учёный, первый русский
нобелевский лауреат в области
медицины или физиологии 1904 года
«за работу по физиологии
пищеварения». Создатель науки о
высшей нервной деятельности,
физиологической школы. Разделил
всю совокупность физиологических
рефлексов на условные и безусловные
рефлексы. Павлов — яркий
представитель экспериментального
естествознания. Физиологический
эксперимент, «наблюдение и
наблюдение», факты являются тем
воздухом, которым дышал Павлов,
исследователь природы.
Проводил опыты с мнимым
кормлением (перерезание пищевода
так, чтобы пища не попадала в
желудок), таким образом, сделав ряд
открытий в области рефлексов
выделения желудочного сока.

27.

Экспериментальный метод
У. Гарвей
(1578-1657 гг.)
Английский
медик,
основоположник
физиологии и эмбриологии.
В 1628 году был издан
труд
«Анатомическое
исследование о движении
сердца и крови у животных». В нём он впервые
сформулировал
собственную теорию кровообращения, а также привёл в
её пользу экспериментальные
доказательства.
Открыл круги кровообращения. Он ввёл новый
приём исследований –
вивисекция
(живосечение).

28.

Экспериментальный метод
Г. Мендель
(1822-1884 гг.)

29.

30.

Экспериментальный метод
Электронный микроскоп

31.

Экспериментальный метод
Клонирование
растений

32.

Экспериментальный метод
Применение
радиоактивных
изотопов железа.
МРТ головного
мозга.

33.

Моделирование – метод изучения
объектов на моделях, позволяющих
заменить реальные объекты.
Моделирование
позволяет
изучать
объекты
и
процессы,
которые
невозможно
непосредственно
наблюдать или воссоздать экспериментально. Например,
изучение последствий атомной войны или последствия
строительства плотины и водохранилища в данной
местности, модель динамики численности хищник-жертва
(математическая
модель
Лотки-Вольтерры).
При
установлении структуры молекулы ДНК Джеймс Уотсон и
Френсис Крик создали из пластмассовых элементов
модель – двойную спираль ДНК, отвечающую данным
рентгенологических и биохимических исследований.

34.

Метод моделирования (Н. Тинбергер)
Самцы трёхиглой колюшки во время размножения отличают других самцов от самок по
красному цвету брюшка –
стимул-релизер, который
вызывает у других самцов реакцию нападения.

35.

Моделирование
Компьютерное
моделирование

36.

Моделирование
Компьютерное
моделирование

37.

Структура научного метода познания

38.

Этапы научного исследования
Постановка проблемы.
Формулирование темы, целей и задач
исследования.
Выдвижение гипотез.
Планирование эксперимента,
выбор
методов исследования.
Проведение
практической
части
исследования,
регистрация качественных и количественных результатов.
Многократное повторение эксперимента
для достоверности.
Обработка полученных результатов.
Анализ полученных результатов.
Формулировка выводов.
Определение
круга
нерешенных
вопросов.
Оформление итогов исследования.

39.

Научные методы в биологи, основанные на
применении специализированного оборудования
Микроскопия,
включая
электронную,
с
техникой ультратонких срезов.
Биохимические.
Методы высокоразрешающего генетического
анализа.
Иммунологические.
Методы культивирования и прижизненного
наблюдения в культурах клеток, тканей и
органов.
Маркировка эмбрионов.
Оплодотворение в пробирке.
Метод меченых атомов.
Рентгеноструктурный анализ.
Ультрацентрифугирование.
Спектрофотометрия.
Хроматография.
Электрофорез.
Секвенирование.
Конструкция
биологически
активных
рекомбинантных молекул ДНК и т.д.

40.

Теоретические методы
Теоретические методы
опираются на рациональное
познание (понятие, суждение,
умозаключение) и логические
процедуры вывода.

41.

Теоретические методы
абстрагирование
анализ
дедукция
синтез
индукция

42.

Абстрагирование
Абст рагирование – отвлечение от некоторых
свойств изучаемых объектов, а также выделение
тех их свойств, которые изучаются в данном
исследовании.

43.

Анализ
Анализ – выделение отдельных сторон,
свойств или признаков объекта или явления
и их всестороннее изучение.

44.

Синтез
Синт ез – соединение ранее выделенных в
результате анализа частей предмета в единое
целостное знание.

45.

Идеализация
Идеализация – мысленное создание
представлений об объектах, которые не
существуют в природе, однако имеют
прообразы в реальном мире.

46.

Индукция
Два взаимообусловленных
момента сложного
диалектического процесса
познания.
Дедукция

47.

Понятие индукция
В т радиционной
логике –
обобщение на основе
данного опыта.
В качест ве мет ода
исследования путь опытного изучения
явлений, в ходе которого от
отдельных фактов совершается
переход к общим положениям,
отдельные факты как бы
наводят исследователя на
общее положение. Индуктивный
метод используется также и в
том случае, когда
исследователь переходит от
знания менее общих положений
к знанию более общих
положений.
Индукт ивное
умозаключение носит
вероятностный характер.
Индукция выступает как
средство разработки
статистической гипотезы.
Цель индукт ивных мет одов - проникнуть в
сущность явлений, открыть
их закономерности.
В широком смысле –
совокупность ряда
эмпирических приемов:
перехода от известного к
неизвестному,
совокупность способов
обобщения, анализ
фактов, опирающийся на
наблюдение, эксперимент,
практику.
Эт о форма движения
познания, ведущая от его
эмпирического уровня к
уровню т еорет ическому.

48.

Достоинства и недостатки индукции
Достоинства
Вооружает
конкретными
инструментами,
частными
алгоритмами
конкретной
проблемы
Недостатки
Не даёт алгоритма
действий,
применимого к
любым ситуациям
Носит
вероятностный
характер

49.

Индукция
Осущест вляет ся
через
Обобщающая абст ракция
(абстракция
отождествления)
образуется путём
выделения у многих
предметов общих
одинаковых признаков
Абст рагирование –
мысленное от влечение от
несущест венных свойст в,
связей, от ношений
предмет ов и
одновременное
выделение,
фиксирование одной или
нескольких
инт ересующих
исследоват еля ст орон
эт их предмет ов
Изолирующая
(аналит ическая) абст ракция
не предполагает наличия
многих предметов, её
можно совершить, имея
всего один предмет, при
этом аналитическим путём
вычленяется нужное нам
свойство с фиксированием
на нём нашего внимания
Идеализация
как приём абстрагирования акцентирует внимание на
существенных признаках, отсутствующих в чистом виде

50.

Понятие дедукция
В традиционной логике –
заключение,
направленное от общего
к част ному.
Сущность дедукции
состоит в использовании
общих научных
положений для
исследования конкретных
явлений
В широком смысле –
любой вывод
вообще
В узком смысле –
доказат ельст во или
выведение ут верждения
(следст вия) из одного
или нескольких других
ут верждений (посылок).
Дедукция способна приводить к истинам, имеющим необходимый характер.
Таким образом, вероят ност ному выводу индукции она противопоставляет достоверный вывод.
Дедукцию, как метод исследования, можно использовать для нахождения нового знания о
предмете. Также метод дедукции применяется в процессе перехода от знания более общих
положений к знанию менее общих положений.

51.

Достоинства и недостатки дедукции
Достоинства
Недостатки
Сложность восприятия
информации, если у
учащихся нет опыта и знаний
Возникает недоверие к теории
со стороны учащихся, когда
Представляет целостное
необходимо
системное представление об
систематизировать
объекте
разрозненные знания
Отстранённость от практики
Вооружает общим алгоритмом
работы

52.

Значение развития биологии
(на основе научных методов)
Теорет ическое
(формирование
мировоззрения
человека)
Практ ическое (формирование у
современного человека
экологического мышления,
понимания необходимости
охранять и рационально
использовать природные
ресурсы)

53.

Учёные
установили, что
возможности
воспроизводства
продуктов
питания на
Земле
практически
исчерпаны.

54.

Производство современных лекарств
Методы генной
инженерии способны
создавать экологически
и генетически чистые
лекарства.