生物学研究の条件は何ですか？生物の研究における分析方法としての生物学的研究。生物学における観察方法

05.07.2020

パイプ

私たちが生物学について話すとき、私たちはすべての生物の研究を扱う科学について話します。生息地を含むすべての生物が研究されています。細胞の構造から始まり、複雑な生物学的プロセスで終わる、これはすべて生物学の主題です。検討 生物学における研究方法、上にありますこの瞬間使用されています。

生物学的研究の方法含む：

· 経験的/実験的方法
· 記述的方法
· 比較方法
· 統計的手法
· モデリング
· 歴史的方法

経験的方法経験の対象がその存在条件の変化にさらされ、次に得られた結果が考慮されるという事実から成ります。実験は、その場所に応じて、実験室実験と野外実験の2種類があります。野外実験には自然条件を使用し、実験室実験には特殊な実験装置を使用します。

記述的方法観察に基づいて、現象の分析と説明が続きます。この方法では、生物学的現象やシステムの特徴を強調することができます。これは最も古い方法の1つです。

比較方法得られた事実および現象と他の事実および現象との比較を意味します。情報は観察を通じて得られます。最近、モニタリングを使用することが一般的になっています。監視は、分析の実行に基づいてデータを収集し、予測することを可能にする継続的な監視です。

統計的手法数学的方法としても知られ、実験中に得られた数値的性質のデータを処理するために使用されます。さらに、この方法は、特定のデータの有効性を検証するために使用されます。

歴史的方法以前の事実の研究に基づいて、既存のパターンを決定することができます。ただし、1つの方法が必ずしも十分に効果的であるとは限らないため、これらの方法を組み合わせてより良い結果を得るのが通例です。

モデリングこれは最近勢いを増している手法であり、モデルでオブジェクトを表現することでオブジェクトを操作する必要があります。実験によって後で分析および研究できないことは、モデリングによって学ぶことができます。部分的に使用されるのは、従来のモデリングだけでなく、数学的モデリングでもあります。

アナロジーとモデリングを検討する生物学研究.

生物学におけるアナロジーとモデリング

類推によって、一般的に異なるオブジェクトの類似性、いくつかのプロパティ、機能、または関係の類似性が理解されます。オブジェクト間の類似点（または相違点）の確立は、それらの比較の結果として実行されます。したがって、比較は類推の方法の根底にあります。

他のオブジェクトとの類似性を確立することに基づいて、調査中のオブジェクトのプロパティ、属性、関係の存在について論理的な結論が出された場合、この結論は類推による推論と呼ばれます。そのような結論の過程は次のように表すことができます。たとえば、2つのオブジェクトAとBがあるとします。オブジェクトAにはプロパティP1 P 2、...、Pn、Pn+1があることがわかっています。オブジェクトBの調査では、オブジェクトAのプロパティとそれぞれ一致するプロパティP 1 P 2、...、Pnがあることが示されました。いくつかのプロパティ（P 1 P 2、...、 Pn）両方のオブジェクトについて、オブジェクトBにプロパティPn+1が存在することを前提として行うことができます。

類推によって正しい結論を得る確率は高くなります。1）比較されたオブジェクトのより一般的なプロパティがわかっている。 2）より重要な一般的なプロパティ 3）これらの類似したプロパティの相互の規則的な接続がより深く知られています。同時に、別のオブジェクトとの類推によって結論が下されるオブジェクトが、そのプロパティと互換性のないプロパティを持っている場合、その存在を結論付ける必要があることに留意する必要があります。これらのオブジェクトの一般的な類似性は、すべての意味を失います。

類推すると、推論に関するこれらの考慮事項は、次のルールで補足することもできます。

1）共通のプロパティは、比較対象のオブジェクトの任意のプロパティである必要があります。つまり、任意のタイプのプロパティに対して「偏見なく」選択する必要があります。 2）プロパティРn+ 1は、一般プロパティР1Р2、...、Рnと同じタイプである必要があります。 3）一般的なプロパティP 1 P 2、...、Pnは、比較されるオブジェクトに対して可能な限り具体的である必要があります。つまり、オブジェクトの可能な限り最小の円に属している必要があります。 4）逆に、プロパティPn + 1は、最も具体的でない、つまり、オブジェクトの可能な最大の円に属している必要があります。

類推による推論にはさまざまな種類があります。しかし、それらに共通しているのは、すべての場合において、1つのオブジェクトが直接調査され、別のオブジェクトについて結論が出されるということです。したがって、最も一般的な意味での類推による推論は、あるオブジェクトから別のオブジェクトへの情報の転送として定義できます。この場合、実際に調査対象となる最初のオブジェクトをモデルと呼び、最初のオブジェクト（モデル）の調査の結果得られた情報が転送されるもう一方のオブジェクトをオリジナル（場合によっては）と呼びます。プロトタイプ、サンプルなど）。したがって、モデルは常にアナロジーとして機能します。つまり、モデルとその助けを借りて表示されるオブジェクト（元の）は特定の類似性（類似性）にあります。

「モデリングは、元のプロパティの特定の部分と、調査でそれを置き換えるオブジェクト（モデル）の1対1の対応に基づいて、シミュレートされたオブジェクト（元の）の調査として理解されます。モデル、それを研究し、得られた情報をシミュレートされたオブジェクトに転送する-オリジナル」

生物学のモデルは、生物の組織のさまざまなレベルでの生物学的構造、機能、およびプロセスをモデル化するために使用されます：分子、細胞内、細胞、器官-全身、生物および集団-生物セノティック。また、個人、個体群、生態系の生活状況だけでなく、さまざまな生物学的現象をモデル化することも可能です。

生物学では、主に3種類のモデルが使用されます。生物学的、物理化学的、および数学的（論理的-数学的）です。生物学的モデルは、人間や実験動物の動物に発生する特定の状態や病気を再現します。これにより、実験において、特定の状態または疾患の発生のメカニズム、その経過および結果を研究し、その経過に影響を与えることが可能になります。そのようなモデルの例は、人工的に誘発された遺伝性疾患です。感染プロセス、中毒、高張および低酸素状態の再現、悪性新生物、いくつかの臓器の機能亢進または機能低下、ならびに神経症および感情状態。生物学的モデルを作成するために、遺伝的装置に影響を与えるさまざまな方法、微生物の感染、毒素の導入、個々の臓器の除去またはそれらの代謝産物（ホルモンなど）の導入、中枢および末梢神経へのさまざまな影響システム、食品からの特定の物質の排除、人工的に作成された生息地への配置、および他の多くの方法。生物学的モデルは、遺伝学、生理学、および薬理学で広く使用されています。

物理化学的モデルは、物理的または化学的手段によって生物学的構造、機能、またはプロセスを再現し、原則として、モデル化されている生物学的現象に非常に似ています。 60年代から。 19世紀細胞の構造といくつかの機能の物理化学的モデルを作成する試みがなされました。したがって、ドイツの科学者M. Traube（1867）は、K4の水溶液でCuSO4結晶を成長させ、フランスの物理学者S. Ledyuk（1907）が、溶融CaCl2をKの飽和溶液に浸すことにより、生細胞の成長を模倣しました。 3PO 4、得られた-表面力の張力と浸透の作用により-藻類や真菌のように見える構造。 O. Buechli（1892）は、オリーブオイルをさまざまな水溶性物質と混合し、この混合物を1滴の水に入れることで、原形質に外見的に似た微細な泡を取得しました。そのようなモデルは、アメーバ運動さえも再現しました。 60年代から。 19世紀神経に沿って興奮を行うためのさまざまな物理モデルも提案されています。イタリアの科学者C.Matteucciとドイツの科学者L.Hermanによって作成されたモデルでは、神経は第2種の導体のシェルに囲まれたワイヤーの形で提示されました。シースとワイヤーを検流計に接続すると、電位差が観察されました。これは、「神経」セクションに電気的「刺激」を加えると変化しました。このようなモデルは、神経興奮中にいくつかの生体電気現象を再現しました。フランスの科学者R.Lillyは、神経に沿って伝播する励起波のモデルを使用して、神経線維で観察される多くの現象（不応期、「全か無かの」法則、両側伝導）を再現しました。モデルは鋼線で、最初に強硝酸に、次に弱硝酸に配置されました。ワイヤーは酸化物で覆われていましたが、これは多くの影響を受けて還元されました。 1つのセクションで発生した回復プロセスは、ワイヤに沿って伝播しました。物理的および化学的現象を通じて生物のいくつかの特性と症状を再現する可能性を示したこのようなモデルは、外部の質的類似性に基づいており、歴史的にのみ興味深いものです。

その後、はるかに深い量的類似性に基づくより複雑なモデルが、電気電子工学の原理に基づいて構築されました。したがって、電気生理学的研究からのデータに基づいて、神経細胞、そのプロセス、およびシナプスの生体電位をシミュレートする電子回路が構築されました。複雑な行動行為（条件反射の形成、中枢抑制のプロセスなど）をシミュレートする電子制御の機械機械も構築されています。

生物またはその器官や細胞の存在に関する物理化学的条件のモデル化において、大幅な進歩が見られました。したがって、無機および有機物（リンガー、ロック、タイロードなどのソリューション）、模倣内部環境生物と体外で培養された孤立した臓器や細胞の存在をサポートしています。

生体膜のモデル（天然のリン脂質のフィルムが電解質溶液を分離する）により、イオン輸送プロセスの物理化学的基礎と、それに及ぼすさまざまな要因の影響を研究することができます。自励発振モードの溶液で発生する化学反応の助けを借りて、それらは多くの生物学的現象に特徴的な振動プロセスをモデル化します-分化、形態形成、複雑な神経ネットワークの現象など。

数学的モデル（生体システムの構造、関係、および機能のパターンの数学的および論理的数学的記述）は、実験データに基づいて構築されるか、または推測的に、特定の生物学的現象の仮説、理論、またはオープンパターンを正式に記述し、さらに必要とします実験的検証。そのような実験のさまざまな変形は、数学的モデルの適用の限界を明らかにし、そのさらなる調整のための材料を提供します。数学的モデルにより、これまで研究者が知らなかったいくつかの現象を予測できる場合があります。したがって、弛緩振動の理論に基づいてオランダの科学者ファンデルポールとファンデルマークによって提案された心臓活動のモデルは、その後人間で発見された心臓リズムの特別な違反の可能性を指摘しました。生理学的現象の数学的モデルのうち、英国の科学者A.HodgkinとA.Huxleyによって開発された神経線維興奮のモデルにも言及する必要があります。アメリカの科学者W.McCullochとW.Pitsによるニューラルネットワークの理論に基づいて、ニューロンの相互作用の論理的および数学的モデルが構築されます。微分方程式と積分方程式のシステムは、生物群集をモデル化するための基礎を形成します（V. Volterra、A.N。Kolmogorov）。進化過程のマルコフ数学モデルは、O.S。クラギナとA.A. リャプノフ。彼ら。ゲルファンドとM.L. Tsetlinは、ゲーム理論と有限オートマトンの理論に基づいて、複雑な形態の行動の組織化に関するモデルのアイデアを開発しました。特に、体の多くの筋肉の制御は、各筋肉の独立した制御ではなく、特定の機能ブロックの神経系の発達に基づいていることが示されています-相乗効果。数理および論理数学数学の作成と使用、およびそれらの改善は、さらなる開発数理生物学および理論生物学。

生物学のモデリング手法は、生物学の理論と経験の間に、これまで以上に深く複雑な関係を確立することを可能にするツールです。前世紀になると、生物学の実験方法は一定の限界に達し始め、モデリングなしでは多くの研究が不可能であることが明らかになりました。実験範囲の制限の例をいくつか考えてみると、基本的には次のようになります。（15から19）

-実験は現在存在するオブジェクトでのみ実行できます（実験を過去の領域に拡張することは不可能です）;
-生物学的システムへの干渉は、（干渉またはその他の理由で）現れた変化の原因を特定することが不可能な性質のものである場合があります。
-実験技術の開発レベルが低いため、理論的に可能な実験の一部は実行不可能です。
-人間の実験に関連する実験の大規模なグループは、道徳的および倫理的な理由で拒否されるべきです。

しかし、モデリングは実験に取って代わることができるという理由だけでなく、生物学の分野でも人気を集めています。それは非常に独立した重要性を持っており、それは多くの著者（19、20、21）によれば、多くの利点で表現されています。

1. 1つのデータセットでモデリング手法を使用すると、さまざまなモデルを開発し、調査中の現象をさまざまな方法で解釈し、理論的解釈のために最も有益なものを選択できます。
2.モデルを構築する過程で、調査中の仮説にさまざまな追加を行い、その単純化を得ることができます。
3.複雑な数学的モデルの場合、コンピューターを使用できます。
4.モデル実験（ミラーによるアミノ酸合成）を実施する可能性が開かれます（19 p.152）。

これはすべて、モデリングが生物学において独立した機能を実行し、理論を作成するプロセスにおいてますます必要なステップになりつつあることを明確に示しています。ただし、モデリングは、モデルの適用の制限が考慮されている場合にのみ、ヒューリスティックな値を保持します。

生物学研究の段階

	説明
1.問題の説明	明確な問題ステートメントを作成します。
2.提案された決定、仮説の定式化	既知のデータに基づく期待される結果とその科学的重要性の定式化
3.研究計画	研究を実施するための手順の開発：研究の個々の段階を実施するためのシーケンスの開発
4.調査の実施	必要な生物学的オブジェクト、機器、試薬の選択。研究のさまざまな段階を実行します。観察、測定値および結果の収集と記録
5.まとめ	得られた結果と仮説の比較、結果の科学的説明、結論の定式化

現在、生物科学のさまざまな分野で、モデリング手法が広く使用されています（fr。 モデル-「サンプル」、「プロトタイプ」）、調査中のオブジェクトの特性が特別に作成されたモデルで再現される場合。この場合、モデルと研究者が関心のあるオブジェクトとの間に既知の類似性がなければなりません。モデリングは、研究対象が非常に複雑（多成分）であるか、直接観察するためにアクセスするのが難しい場合に広く使用されます。このような場合、モデリングは、調査中のオブジェクトのプロパティと相互依存性を明らかにするだけでなく、変化する条件下でのオブジェクトの特性を示すのにも役立ちます。

すべての学校の分野の中で、そして科学だけの中で、生物学は別の場所を占めています。結局のところ、これは最も古く、最初の自然科学であり、人間自身の出現と彼の進化によって関心が高まったのです。さまざまな時期に、この分野の研究はさまざまに発展しました。生物学の研究は、新しい方法の助けを借りて行われました。しかし、最初から関連性があり、その重要性を失っていないものがまだあります。科学を研究するこれらの方法は何ですか、そしてこの分野は一般的に何ですか、この記事で検討します。

科学としての生物学

「生物学」という言葉の語源を掘り下げると、ラテン語からの翻訳では、文字通り「生命の科学」のように聞こえます。そして確かにそうです。この定義は、検討中の科学の本質を反映しています。私たちの惑星の生命の多様性全体を研究し、必要に応じてその境界を越えて研究するのは生物学です。

バイオマスのすべての代表が一般的な形態学的、解剖学的、遺伝的および生理学的特性に従って組み合わされているいくつかの生物学的ものがあります。これらは王国です：

動物。
植物。
きのこ。
ウイルス。
細菌、または原核生物。

それらのそれぞれは、膨大な数の種や他の分類学的単位によって表されており、これもまた、私たちの惑星の性質がいかに多様であるかを強調しています。科学として-誕生から死まで、それらすべてを研究すること。また、進化のメカニズム、お互いと人間との関係、自然そのものを明らかにすること。

生物学は、生物や生命の兆候の分野での詳細な研究を扱うサブサイエンスと分野の家族全員を含む単なる一般的な名前です。

すでに述べたように、生物学の研究は古くから人々によって行われてきました。人は植物、動物、そして自分自身がどのように配置されているかに興味を持っていました。野生生物の観察と結論が出されたため、科学の理論的根拠である事実資料が蓄積されました。

現代生物学の成果は一般的にはるかに進んでおり、最も小さく、想像を絶するほど複雑な構造を調べ、自然のプロセスの過程を妨害し、その方向を変えることができます。どのようにしてそのような結果を常に達成することができましたか？

生物学における研究方法

知識を得るには、さまざまな方法で知識を得る必要があります。これは生物科学にも当てはまります。したがって、この分野には、方法論的かつ事実に基づく貯金箱を補充できる独自の一連の対策があります。この問題が基礎であるため、学校でのこれらの調査方法は必然的にこのトピックに影響を与えます。したがって、これらの方法は、5年生の博物学や生物学の授業でも議論されています。

調査方法は何ですか？

説明。
生物学で。
実験。
比較。
モデリング方法。
歴史的な方法。
テクノロジーと最新の設備の最新の進歩の使用に基づく近代化されたオプション。例：電子分光法と顕微鏡法、染色法、クロマトグラフィーなど。

それらのすべては常に重要であり、今日もそうです。ただし、その中には最初に登場したものがあり、それでも最も重要です。

生物学における観察方法

決定的で、最初で重要なのは、このバージョンの研究です。観察とは？これは、感覚の助けを借りて、オブジェクトに関する興味深い情報を取得することです。つまり、聴覚、視覚、触覚、嗅覚、味覚の器官の助けを借りて、目の前にある生物の種類を理解することができます。

これが私たちの祖先がバイオマスの要素を区別することを学んだ方法です。これが生物学の研究が今日まで続いている方法です。結局のところ、繭から幼虫と蝶がどのように出現するかを知ることは不可能です。自分の目でそれを観察しなければ、あらゆる瞬間を固定します。

そして、そのような例は何百もあります。すべての動物学者、菌類学者、植物学者、藻類学者、およびその他の科学者は、選択されたオブジェクトを観察し、それらの構造、ライフスタイル、相互作用に関する完全な情報を受け取ります環境、生理学的プロセスの特徴および組織の他の微妙な点。

したがって、生物学における観察方法は最も重要であり、歴史的に最初で最も重要であると考えられています。そのすぐ隣には、別の調査方法、つまり説明があります。結局のところ、観察するだけでは十分ではありません。また、何が見えたか、つまり結果を修正することも説明する必要があります。将来的には、これは特定のオブジェクトに関する理論的な知識ベースになります。

例を見てみましょう。魚類学者が特定の種類の魚、たとえばピンクのスズキの分野で研究を行う必要がある場合、彼はまず、彼の前の科学者による観察に従って編集された既存の理論的基盤を研究します。その後、彼は自分で観察に進み、得られたすべての結果を注意深く記録します。その後、一連の実験を行い、その結果をこれまでに入手できたものと比較します。では、たとえば、これらの種類の魚はどこで産卵できるのかという問題がわかります。これにはどのような条件が必要で、どれだけ大きく変化する可能性がありますか？

生物学における観察の方法、ならびに説明、比較、および実験が、単一の複合体、つまり野生生物を研究する方法に密接に関連していることは明らかです。

実験

この方法は、生物科学だけでなく、化学、物理学、天文学などにも一般的です。それはあなたが理論的に提唱された仮定のいずれかを視覚的に検証することを可能にします。実験の助けを借りて、仮説が確認または反駁され、理論が作成され、公理が提唱されます。

動物の血液循環、植物の呼吸と光合成、および他の多くの生理学的生命過程が発見されたのは実験的でした。

モデリングと比較

比較は、種ごとに進化の線を引くことができる方法です。情報の受け取りの根底にあるのはこの方法であり、これに基づいて種の分類がまとめられ、生命の木が構築されます。

一方、モデリングは、特にモデルを構築するコンピューターの方法について話す場合、より数学的になります。この方法では、自然条件では観察できないオブジェクトの調査で、このような状況を作成します。たとえば、これまたはその薬は人体にどのように影響しますか。

歴史的方法

それは、各生物の起源と形成、進化の過程でのその発達と変化の識別の根底にあります。得られたデータに基づいて理論が構築され、地球上の生命の出現、自然界の発展についての仮説が立てられます。

5年生の生物学

問題の科学への興味を時間内に学生に植え付けることは非常に重要です。今日、教科書「生物学。5年生」が登場し、その中での観察がこの主題を研究する主な方法です。これは、男たちがこの科学の完全な深さを徐々に習得し、その意味と重要性を理解する方法です。

レッスンが面白くなり、子供たちが研究されていることに興味を植え付けるために、この特定の方法により多くの時間を割く必要があります。結局のところ、学生自身が顕微鏡を通して細胞の振る舞いとその構造を観察するときだけ、彼はこのプロセスの完全な興味とそれがどれほど微妙で重要であるかを理解することができます。したがって、現代の要件によれば、主題の研究への積極的なアプローチは、学生による知識の同化を成功させるための鍵です。

そして、子供たちが生物学の観察の日記に研究中の各プロセスを反映するならば、主題の痕跡は一生彼らと一緒に残ります。これが周りの世界が形成される方法です。

主題の詳細な研究

科学のより深く、より詳細な研究を目的とした専門の授業について話す場合、最も重要なことについて言う必要があります。そのような子供たちのために、生物学の詳細な研究の特別なプログラムが開発されるべきであり、それは現場での観察（夏の練習）と進行中の実験的研究に基づいて構築されます。子供たちは自分の頭に入れられている理論的な知識を自分自身で確信している必要があります。そうすれば、新しい発見、成果、そして科学者の誕生が可能になります。

児童の生物学教育の役割

一般的に、子供たちは自然を愛し、保護し、保護しなければならないという理由だけでなく、生物学を学ぶ必要があります。しかし、それは彼らの視野を大幅に拡大するので、彼らが生命過程の流れのメカニズムを理解し、内側から自分自身を知り、そして彼らの健康を注意深く扱うことを可能にします。

現代生物学の成果とそれが人々の生活にどのように影響するかを定期的に子供たちに話すと、子供たち自身が科学の重要性と重要性を理解するでしょう。彼らはそれへの愛を染み込ませます、それは彼らがその目的である野生生物を愛することを意味します。

現代生物学の成果

もちろん、それらの多くがあります。少なくとも50年の期間を指定すると、問題の科学の分野で次の優れた成功を挙げられます。

動物、植物、人間のゲノムを解読する。
細胞分裂と死のメカニズムを開く。
発生中の生物における遺伝子情報の流れの本質を明らかにする。
生物のクローニング。
生物活性物質、薬物、抗生物質、抗ウイルス薬の作成（合成）。

現代生物学の同様の成果により、人は人間や動物のいくつかの病気を制御し、それらが発症するのを防ぐことができます。それらは、21世紀の人々を追い抜く多くの問題を解決することを可能にします：ひどいウイルスの流行、空腹、飲料水の不足、劣悪な環境条件など。

教育大学「9月1日」

ブフバロフV.A.

発達創造性生物学の授業の学生

独創的な問題解決の理論（TRIZ）の要素を使用して

残念ながら、学校教育の内容の継続的な改革にもかかわらず、生物学の授業では情報生殖教育が普及していることを述べなければなりません。このようなアプローチは、知識の百科事典的な性質が前面に出てくるのではなく、情報を受け取り、それを変換し、研究や実践活動に創造的に使用する能力である現代社会の要件を満たしていません。
前世紀の後半、G.S。 Altshullerは、独創的な問題解決（TRIZ）の理論を開発しました。原始的な解釈では、TRIZは創造的な問題を定式化して解決するためのアルゴリズムのセットです。 TRIZ要素は非常に効果的な治療法学校で生物学を教えるときの学生の創造的思考の発達のために。 1987年以来、このような実験は、ラトビアの約10の学校の著者と彼の同僚によって行われてきました。
この作業の実施には、コースの内容に大幅な変更が必要でした。従来の情報テキスト、生殖に関する質問、実験室での作業に加えて、生物学的問題がコースに含まれていました。これは、著者自身と彼の同僚の両方によって編集された創造的なタスクです。これに加えて、研究の生物学、専門家、プロジェクト、および予後のコンテンツに関する一連の創造的な作品が作成され、教室や宿題としても使用されます。
提案された8つの講義は、学校で生物学を教える際のTRIZアプローチに同僚を慣れさせることを目的とした、学生の主な種類の学習活動と教師の方法論的支援の簡潔なコースです。

コースカリキュラム

新聞番号	教材
	講義1. 生物学研究の構造と内容
	講義2生物学的問題とその解決方法
	講義3生物学的概念の問題化 *テスト № 1* （締め切り-2006年11月25日）
	講義4生物学の専門家の仕事
	講義5生物学における設計作業テストNo.2 （締め切り-2006年12月25日まで）
	講義6科学的発見の技術の紹介
	講義7科学者の創造的な伝記
	レクチャー8創造的能力の効果的な開発のために学生の教育活動を組織化するための方法論
最終作業。からの参照を伴う最終作業教育機関（実施行為）は、2007年2月28日までに教育大学に送付する必要があります。

講義1.生物学研究の構造と内容

科学的実践における研究の特異性

現代の生活科学なしでは想像できません。学生に簡単な質問をしましょう：日常の人間の生活における科学の重要性は何ですか？奇妙なことに、私たちの学生は科学の理論から多くのことを知ることができます。規則性と法則、認識の理論と方法の例を挙げてください。しかし、何らかの理由で、この質問はしばしば彼らに困難を引き起こします。しかし、棺は非常に簡単に開きます。教室で私たちを取り巻くものはすべて、科学を実践に直接具現化したものです。校舎自体は、工学構造の建設法に従って建てられました。机、教科書、ノートは衛生基準を考慮して作成されています。オフィスのランプは、電気工学の法律に従って設置されています。私たちの服でさえ、たくさんの法則やパターンを考慮して作られています。午前中に学校の準備をし、石鹸を使い、お茶やコーヒーを準備し、運動をします。これらはすべて、科学法則に関する知識を実際に応用することで保証されます。さらに、この知識は幼児期から両親によって単純な真実として私たちに与えられています、公理と言うかもしれません。子供の頃から、私たちは彼らをフォローすることに慣れており、彼らの正しさについてはあまり考えていません。

最初の質問が生じます：全体として、学生が理論的な法則を非常によく知っているが、彼ら自身の実際の行動を理論的に実証する要求がしばしば彼らを混乱させるならば、主題を教える私たちの方法ですべてが正しいですか？たとえば、子供が質問に答えることができない可能性があります。コンセントを設置するために知っておく必要のある物理法則は何ですか。または、屋内植物の世話をするときは、生物学のどのような規則に留意する必要がありますか？または、たとえば3〜5回ではなく、少なくとも1日に2回歯を磨くように指示する規則は何ですか？

多くの場合、科学的研究は、答えがなかった、またはその時までに利用可能な答えが完全に高い実用的な結果を得ることができなかった特定の実際的な問題の定式化から始まりました。

植物栄養学研究の典型的な例を見てみましょう。古代の農民でさえ、植物の生産性を高めるために肥料と灰を使うことを学びました。しかし、何世紀にもわたって一定の収量の変動により、ミネラルと有機物の組み合わせが明らかになりました

一部の肥料は特定の規則に従い、土壌だけでなく、栽培される作物にも依存します。そして、XIXの後半、つまりXX世紀の初めにのみ。農薬は徐々に独立した科学になりつつあり、畑で肥料を選んで散布するパターンが明らかになりつつあります。

したがって、科学研究の最初の特定の特徴は、 科学者が答えを探している質問は、実際に発生します。そのような質問は呼ばれます問題。問題とは、答えがまったくない、または利用できる答えが具体的でない質問であり、実践の有効性を保証します。問題は、大小を問わず、複雑であろうとなかろうと、私たちの生活に常に付随するものですが、私たちが何かをしようとする場所には常に存在します。もちろん、何もできませんが、そうすると生存の問題が発生します。

ほとんどの場合、科学者は非常に注意深く細心の注意を払っている人々です。彼らは常に、多くの人が単純で理解しやすいように見えるものを疑問視しています。 N.コペルニクスの作品からの簡単な例。太陽が東に昇り、西に沈むことは誰もが知っています。 16世紀の初めに。誰もが太陽の動きを見たので、誰も地球の動きを見なかったので、地球の周りを回るのは太陽であることに疑いの余地はほとんどありませんでした。そして、N。コペルニクスだけが疑った：それはそうなのか、それともそれだけのように見えるのか？研究の結果、科学者はすべてが正反対であることを証明することができました。太陽は静止しており、地球を含む惑星はその周りを動き回っています。

しかし、既知の真実を再確認する必要がありますか？

畑に肥料を与える例に戻りましょう。何世紀にもわたって、この作業は実際の経験に基づいて行われてきました。農民はミネラル肥料と有機肥料のさまざまな組み合わせを非常に効果的に使用することを学んだと主張することができますが、疑問が生じます：これらの実用的な解決策は最高でしたか？

そしてここで、科学研究の2番目の特定の機能に到達します。科学研究の結果は、常に認識の方法と研究者の知的能力によって制限され、したがって定期的な再チェックを必要とするため、絶対的な真実の性質を持つことはできません。。これは、どんな真実でも、一見揺るぎないものでさえ、時々質問され、再チェックされなければならないことを意味します。新しい研究方法が登場し、それらの適用はしばしば真実の内容の大幅な改良につながり、時には古い真実を新しいものに完全に置き換えることにつながります。

科学には十分な見通しがないという若者の意見をよく耳にします。すべてまたはほとんどすべての主要な発見がすでに行われており、細部に何年も、あるいは一生を費やすことは意味がありません。ちなみに、ほとんどの若者は常に科学のキャリアに懐疑的であり、揺るぎない真実と見なされていたものを再確認して、「最初からやり直した」若者はごくわずかでした。

どんな真実も異端として生まれ、妄想として死ぬことを常に覚えておかなければなりません。確かに、誰も真実の生涯を知りません、そしてそれを決定することは不可能です。この時間は、優れた知性を備えた新しい認知方法と科学者の出現の速度に依存します。顕微鏡が登場する前に、私たちは生物の細胞構造について何を知っていましたか？このスコアには仮説しかありませんでした。顕微鏡の発明は、細胞や組織の構造と生命活動の分野で革命的な発見をもたらし、細胞学、発生学、組織学などの新しい科学の出現につながりました。

一般に、科学者は、アイザックニュートンの力学の一貫したシステムに囲まれた世界の物理的画像に満足していました。そして突然、科学でいつも起こるように、突然、卓越した知性を持つ人が現れます、A。アインシュタイン、仮説として最初に特殊相対性理論を提唱する人。そして、これは物理的研究の新しい方向性を与え、世界の物理的全体像の改訂につながります。これは最近まで単純で理解しやすく、一般に科学者と矛盾しないように見えました。

科学研究の3番目の特徴は 研究分野に関連するすべての問題に関する情報を研究するための継続的な独学の必要性。おそらく、科学者の職業のように、科学文献と最新の研究の結果を絶えず研究するという厳しい要件は、どの職業にもありません。出版物に掲載されている他の研究者の経験は、科学カードファイルの形で作成されています。このファイルは、長年にわたって補充され、科学知識にとって最も価値のあるツールです。情報を所有している人が真実を所有していると彼らが言うのも不思議ではありません。科学活動においてファイルキャビネットが非常に重要なのはなぜですか？それは既知の情報の分野を定義し、それを超えて未知のものが始まる境界を明確に示すからです。

1919年、オデッサの会計士I. Gubermanは、初等代数の助けを借りて、A。Einsteinと実質的に同じ特殊相対性理論の規定を考案しました。これらの位置がすでに発見されていることを彼が知ったときの彼の驚きと悲しみを想像してみてください。最新の研究に関する情報から分離することで、科学的活動はゼロになります。

科学の4番目の特定の機能は 真実につながるすべての可能なパスの検索とテストで。そのような道は科学的な仮説です。科学的仮説には、常に特定の事実と仮定が含まれています。仮説が科学的事実なしで、仮定のみに基づいて構築されている場合、ほとんどの場合、それは科学的意味を欠いています。これは、科学研究の客観性を決定する非常に重要な方法論的側面です。

誰かがこの質問について考えたことはありますか？実際、なぜ実際、興味深い仮説が、原則として、研究に関与する科学者に思い浮かぶのでしょうか？なぜこれらの仮説は私たちに起こらないのですか？なぜ私たちは悪化しているのですか？ここでは、例えば、「ロシアの航空の父」であるモザイスキーは、どういうわけか雨の中を歩いていて、排水管から流れる水がレンガの周りをどのように流れるかに注目しました。レンガの位置を見て、彼は飛行機の翼の形のアイデアを思いつきました。別の例：科学の歴史家によると、化学者のケクレはベンゼン環の形を夢見ていました。雨の中をもっと頻繁に歩くと、夢を見たり、モザイスキーのようなものを思いついたりするかもしれません。

どちらでもない。特定のトピックに関する情報に没頭している人だけが、科学的仮説を見ることができます。仮説は常に事実に基づいており、直感的な洞察としての仮説自体は、科学者が定期的にこれらの事実を理解し、問題を解決するためのさまざまなシーケンスのオプションを頭の中で作成する場合にのみ生まれます。そうでなければ、何も起こりません。

あなたはそれをさまざまな方法で呼ぶことができます：洞察、洞察、第六感、神の啓示、あなたが好きなものは何でも。しかし、真実は、価値のある人、長年の努力を通して、そして時には生涯を通じてその権利を証明した人々にのみ明らかにされます。たぶんそれがノーベル賞受賞者の中に若くて熱心な人がいない理由ですか？

科学的研究の結果は何ですか？科学者が一生をかけて多くの仮説を検証し、人生とキャリアの終わりまでに、それらはすべて間違っていると確信したとしましょう。これでいいの？そしてどうやって！結局のところ、私たちは疑いの余地のない成功を収めた科学者、法と理論の作成者、有名で独創的な仮説の著者、研究方法の名前を知っています。しかし、大きな発見をしなかった何百人もの科学者の名前は、特別な科学文献の年代記にしか残っていません。ほとんど誰もそれらについて知りません。彼らはさまざまな仮説を再テストし、自分自身を納得させ、これらの仮説の多くは受け入れられないことを他の人に納得させました。それは人生が無駄になっているという意味ですか？素晴らしい発見はないので、あなたはどんな科学者ですか？

いいえ、無駄ではありません。彼らの仕事は、法や理論の創造者の仕事と同じくらい重要です。彼らの努力のおかげで、他の科学者の時間が不要な検索のために節約され、真実を検索する分野が狭くなっています。問題の解決に関連する多くの仮説が存在する可能性があります-数十、さらには数百。疑問が生じます：すべてをチェックする必要がありますか？たぶん、10、30、または科学者にとって真実に最も近いと思われるものをチェックするだけで十分ですか？

科学研究の特定の特徴は、すべての可能な仮説をテストする必要があるという事実に正確にあります。誰も知りませんし、知ることもできません。実際のテストの結果、どの仮説が正しいかを直感的に判断することは非常に困難です。

さらに、そのような真実がいくつかあるかもしれません。それはその後、科学と実践の発展において代替の方向性を与えます。したがって、科学研究には忍耐と繰り返しの検証が必要です。

講義の最初の部分からいくつかの結論を引き出しましょう。

結論1-悲観的。科学的な仕事はほとんどの場合、お金も名声ももたらしません。 K.E.としてツィオルコフスキー：「私は生涯、栄光もパンも与えない何かをしてきましたが、将来、私の仕事は人々にパンの山と力の深淵をもたらすと信じていました」（「地球と空の夢」）。

これは、科学がこの世界以外の人々の職業であることを意味しますか？全くない。すでに学校では、科学活動の準備を開始し、学生に科学研究の基礎を教え、科学的実践の可能性がある問題を探す必要があります。この社会で利用可能な科学機関が競争力を持っている場合にのみ、社会は文明化され競争力を持つことができることを覚えておく必要があります。

教師の主な任務の1つは、科学者が現在取り組んでいる問題、それらを解決する方法、および可能な解決策を使用するための実際的な見通しについて、研究中の科学の最新の研究を学生に知らせることです。お金と名声に関しては、これらの職業を選ぶ人々の熱意に基づいている多くの職業があります。わが国では、医師、教師、技術者の職業は高額ではありませんが、これらの職業がなければ社会を想像することはできません。

2番目の結論- 楽観的。多くの教師の実践は、6年生から7年生まで、生徒が科学研究の方法論を徐々に教えられることを示しています。さらに、すでに学校では、個々の生徒は非常に成功した興味深いタスクを実行できます。科学的ポイント研究の視点。

結論3-方法論。上記の資料は、学生との話し合いを整理するための情報です。さらに、6年生から、科学研究の特徴ごとに個別のディスカッションを行うことができます。結局のところ、科学研究の特異性は科学活動のいくつかのパターンであり、その本質を理解することで、科学者の仕事を学生に実際に提示することができます。そのメインステージのシーケンスを簡単に繰り返しましょう。

私たちの周りの世界は、実際の活動で発生する一連の問題と見なすことができ、これらの問題を見て、定式化することを学ぶことが重要です。

既知のパターン、法律、理論を時々改訂すること、特にそれらを新しい事実と比較することは非常に重要です。理論と事実の間の矛盾に対する本当の「狩り」がなければなりません。科学の原動力であるのは矛盾です。

科学研究に必要な情報を蓄積するには、カードファイルが必要です。理想的には、カードファイルはで始まる必要があります幼稚園、極端な場合、学校のベンチから。調査中のトピックのカードファイルが大きいほど、勝つ可能性が高くなります。科学的発見、名誉、名声、お金、ノーベル賞、ついに。これは、ユーモアを交えて問題に取り組む場合です。しかし、真剣に、カードファイルを維持するには、絶え間ない独学が必要です。結局のところ、事実を書き出すだけでなく、他の事実や理論との関係を分析する必要もあります。

それで、事実と理論を比較すると、矛盾が見られました。最も興味深いのは、矛盾を解決するための仮説の定式化とその検証から始まります。仮説には、少なくとも部分的な事実に基づくものが必要です。科学的であり、仮説が多ければ多いほど、それらの少なくとも1つが真実であることが判明する可能性が高くなります。

しかし、これらの結論のすべてが科学的研究に対応しているのでしょうか、それともここで何か問題があるのでしょうか。これはあなたが学生と話し合う必要があるものです。

生物学研究の構造とその内容の特徴

勉強-これは問題の解決策であり、理論的分析、仮説の定式化、得られた仮説の実際のテスト、および結果の定式化が含まれます。科学研究は次のような構造になっています。

1.調査の問題、目標、および目的の説明。研究全体の結果は、問題がどれだけ正確に定式化されているかによって異なります。研究の問題は、生物やコミュニティの生活を説明することの難しさ、オブジェクトやプロセスに関する情報の欠如または欠如です。

問題の定式化は、問題が発生する状況の簡単な説明から始まり、その後、問題ステートメント自体が作成されます。

新たな困難についての問題を定式化するには、次のスキームを使用できます。アクション（その本質の簡単な説明）を実行すると、プラスの効果が得られますが（どちらかが示されます）、同時にマイナスの効果が発生します（どちらかが示されます）。

システムに関する情報の欠如または欠如に関する問題を定式化するために、次のスキームを使用できます。特別な条件（どれを示す）が作成された場合、システムの効率の向上（どれを示す）が可能です。

問題の本質に基づいて、研究の目的が定式化されます。目標は、研究の期待される結果です。

研究目的は、目的に応じて策定されます。研究目的は、研究の主な段階を示しており、原則として、研究課題の理論的分析、問題を理論モデルに解くための仮説の定式化、理論モデルとその修正の実際的な検証の3つがあります。

2.調査方法の選択。調査方法の選択は、タスクによって決定されます。タスクごとに、理論的および/または実用的な方法を慎重に検討して選択する必要があります。

理論的手法には、科学文献からの情報の比較分析、モデリング、システム分析、矛盾を解決するための手法、設計およびエンジニアリングが含まれます。

実用的な調査方法には、観察、測定、質問、インタビュー、テスト、会話、評価方法（特別な評価尺度を使用してオブジェクトの重要性、人またはイベントの活動を決定する）、独立した特性の方法（オブジェクト、人、または多数の人によるイベントの書面による説明）、実験。

3.問題の理論的分析。科学的な問題の大部分は客観的に新しいものではありません。それらはすでに科学者によってさまざまな処方に入れられており、特定の解決策があります。もう1つのことは、既存のソリューションが効果的でないか、望ましくない悪影響をもたらすことです。

したがって、理論分析の最初の段階は、科学的で人気のある科学文献の研究と分析です。そのような分析がなければ、研究の結果は問題に対する以前から知られている解決策を繰り返す可能性があります。

科学文献の分析を開始するときは、まず、必要な情報源を選択する必要があります。これを行うには、科学図書館の書誌部門の体系的なカタログを使用するのが最善です。

各本を扱うときは、目次を注意深く読み、研究の問題に直接関係する章と段落を選択してください。これらの章から、問題を解決するための方法、得られた解決策に関する情報を含むフラグメントのみが書き出されます。これらのフラグメントは完全に書き出されるか、注釈がコンパイルされます。

科学文献を正しく分析するための最も重要な条件は、問題を解決するためのさまざまなアプローチの比較であり、著者によって得られた各ソリューションの長所と短所を示しています。科学モノグラフの分析が完了したら、人気のある科学文献、とりわけ人気のある科学雑誌を分析する必要があります。多くの場合、最新の研究結果は人気のある科学文献に掲載されています。

理論的分析の第2段階では、弁証法的論理の方法と仮説の定式化を使用して問題を解決します。最適な方法は、上記のすべての方法で問題を解決することです。システム分析、矛盾を解決する方法です。これらの方法の適用については、2回目の講義で説明します。

理論的分析の第3段階では、科学文献の分析プロセスで得られた問題の解決策と、弁証法的分析で得られた仮説が比較されます。この作業の結果として、研究目標の理論モデルが構築され、その後の実用的な検証が行われます。

4.理論モデルの実用的な検証。理論モデルの実際の検証には、原則として、次の3つの操作グループが含まれます。

1.実験とその修正を用いた理論モデルの実用的な検証。研究者は、真実の基準は実践、すなわち受け取った理論的位置の実験的検証であることを覚えておく必要があります。

実験を計画するときは、次の規則に従う必要があります。1）実験の実施を妨害したり、結果を歪めたりする可能性のある要因を実験から最大限に除外する。 2）実験の繰り返し。 3）実験結果と対照実験の結果との比較。その行動が調査されているという事実がない場合、または標準的な条件下で; 4）実験の参加者に起こりうる悪影響は、事前に計算する必要があります。 5）実験の肯定的な結果は、ほとんどの実験で安定した（再現可能な）肯定的な結果の達成です。

2.ソシオメトリー-これは、会話、アンケート、インタビュー、評価方法、独立した特性、テストを利用した、実験システムに関するさまざまな人々の意見の調査です。ソシオメトリーを使用すると、実験システムの長所と短所を、その作成に関係のない人と関係のない人の両方の多くの人の目を通して見て評価することができます。ソシオメトリーの最も重要な条件は、調査参加者が実験モデルに予備的に慣れることです。人々は自分の意見を何に表現するかを知る必要があります。

質問票または面接の質問を準備するには、次のスキームを使用できます。

–調査中のシステムについてどう思いますか？
モデルの良い面は何だと思いますか？
–あなたの意見では、モデルのマイナス面は何ですか？
-システムに次の変更を加える必要があると思いますか（どの変更が示されていますか）-システムにどのような変更を加えることを提案しますか？

3.実験とソシオメトリーの結果の数学的分析グラフ、図の作成、方程式の定式化、および有用な関数の変化係数の決定が含まれます。

グラフや図は、一般的なルールに基づいて作成されています。システムの各有用機能の変化係数は、調査中のシステムへの影響後の有用機能の定量的指標に対する、影響前のシステムの有用機能の定量的指標の比率として計算されます。有用な関数の変化の係数はパーセンテージで表すことができます;このために、得られたデジタル値は100％で乗算されます。

得られた結果を数学的処理することにより、実験システムの効率をより正確に決定することが可能になります。

5.結論と提案を作成します。調査のこのフェーズには、次の2つの部分が含まれます。

1.確認部分。研究のこの部分では、作業の各部分について一般化された結論が作成されます。問題の理論的分析に基づいて、結論は、得られた理論モデル、その長所と短所を簡単に示しています。作業の実際的な部分に基づいて、実験の結果が分析され、理論モデルに導入された補正要素が示され、研究の結果（目的）が確定されます。

実験結果の数学的処理とソシオメトリーに基づいて、一般に受け入れられているデータと比較した、得られた実験システムの機能の効率の変化とそれに対する人々の態度を分析します。

研究の過程で、否定的な結果と肯定的な結果の両方が得られる可能性があることを覚えておく必要があります。基本的に重要なのは、得られた結果を説明するために研究者が提供する議論です。

確認の部分を完了すると、研究者は研究の理論的および実際的な結果を評価します。

2.予測部分。このパートでは、調査中のシステムをさらに調査するための提案が作成されます。研究者は、システム研究の発展を簡単に予測し、その活動で発生する可能性のある問題を定式化し、それらを解決するための短い計画を作成します。

6.使用済み文献のリストを作成します。（ロシア連邦では、書誌記述の州基準（GOST）が出版物の種類ごとに確立されています。海外では、出版社が出版物の種類ごとに書誌記述の規則を決定します。）

研究プロセスで使用された文献のリストは、アルファベット順または使用順に2つの方法で編集できます。科学的モノグラフが示されている場合、エントリーフォームは次のとおりです。

1. イワノフV.V.バルト海。 -リガ：啓蒙主義、1987年。 – p。34–37。
作品で使用されている版のページが示されていますが、本の総ページ数を示すこともできます。この場合、S。34–37の代わりに、本の総ページ数が記録されます（例：205秒）。
科学雑誌や新聞の記事が表示されている場合、エントリーフォームは次のとおりです。

2. ペトロフA.N. Moritssala自然保護区//自然と私たち。 -1989年。-第7号。 – P. 32–41。

講義のこの部分についていくつかの結論をまとめましょう。科学研究の技術に学生が精通していることは、教室での個々の段階についての一連の議論を通じて構築することが望ましいです。同時に、各段階の特徴についての教師の話を、研究プロセスとその結果に対するこの段階の重要性のトピックに関する学生の書面による考察（エッセイ）で補足することが望ましい。エッセイの執筆はグループで実施し、次に読み上げて議論することをお勧めします。他のグループは、読み上げられたエッセイの主な結論に反論する任務を負います。

学生に生物学研究を紹介するための方法論

科学研究の技術を学生に教えた経験から、教授法の可能な選択肢の1つとして次のアプローチを提案することができます。

6年生から9年生-研究活動の要素の研究;

10〜11年生-科学研究の技術の全体的な研究。

基礎学校の生徒の中には常に高い子供たちがいることは間違いありません知的レベル、7年生から9年生までに全体的な生物学的研究を行うことができるようになりますが、そのような子供はほとんどいません。

科学的および人気のある科学文献の分析に関するトレーニング

6〜8年生では、科学的および人気のある科学文献からの情報を扱う方法を生徒に教えることをお勧めします。このような作業には、（複雑さの程度に応じて）5つのオプションがあります。1）ファイルキャビネット（注釈のセット）。 2）百科事典の参照; 3）レポート; 4）抽象; 5）調査分析。

すぐにそれは仕事の量について言われるべきです。残念ながら、教師は生徒のレポートの量の要件を過大評価することがよくあります。情報作業の量は、言葉を少なくし、思考を混雑させるという原則に従って、厳しく制限する必要があります。これを疑う人は、特殊相対性理論に関するA.アインシュタインの博士論文がわずか25ページで発表されたことを思い出すことができます。そしてこれは、そのような論文が少なくとも150〜200ページに書かれていた時期です。

カードファイル記事や本の内容をまとめたカードのセットです。カードインデックスの作成方法を学ぶには、教科書のテキストから始める必要があります。注釈のおおよその概要は次のとおりです。1）テキストのタイトル。 2）テキストの主なアイデア。 3）主要なアイデアを支持する事実、議論、経験。 4）議論間の矛盾。 5）問題（何かに関する情報の欠如または欠如）。カードのボリュームはA4ページの半分（900文字）以下です。

百科事典リファレンス選択したトピックに関するカードのコレクションです。百科事典の参照の量は毎年増加しています。

報告科学者の2つ以上の意見、選択したトピックに関する研究結果を比較するテキストです。トレーニングの最初の段階では、百科事典やインターネットの資料に基づいて基本的なレポートを作成することができます（これはレポートというよりも情報メッセージです）。レポートの主な目的は、さまざまな意見を比較し、考えられる矛盾を探すことです。レポートのボリュームは3ページ以下です。

概要選択したトピックに関するさまざまな科学者の意見の比較に基づいて、要約の作成者が問題（矛盾）を定式化し、それらの解決策について仮説を立てるという点で、レポートとは異なります。この形式の作業は、レポートよりも高く評価されています。アブストラクトの巻は5ページ以内です。

概要分析-これは、主要な科学的意見、特定のトピックに関する研究結果、それらの比較分析が行われ、問題（矛盾）が定式化され、仮説が提示される要約です。概要分析の範囲を7〜10ページに制限することが望ましい。

問題を定式化し、解決し、仮説を立てることを学ぶ

この大きくてかなり複雑なセクションについては、2回目と3回目の講義で詳しく検討します。

観察、測定、実験を教える

これらは生物学研究の伝統的な要素です。これらの研究方法のトレーニングは、プログラムラボと実践的な作業の枠組みの中で実施されます。しかし、独創的な問題解決の理論に重要な追加を1つ行う必要があります（TRIZ、次の講義でTRIZについて詳しく説明します）。測定は、以下の規則に従って実行する必要があります。

1.システムの状態を正確に判断するには、すべての変更を一貫して測定する必要があります。

2.システム自体のパラメータを測定することが不可能な場合は、そのコピーまたは適切なモデルで測定できます。

3.システムパラメータの測定が重大な問題を引き起こす場合は、これらのパラメータを測定する必要がないようにシステムを変更することが望ましいです。

4.パラメータが既知の1つまたは複数の標準とシステムを比較することにより、測定精度を向上させることができます。

8〜11年生の研究計画を教える

研究計画は、学生が提案された研究計画の説明を書くための特別な一連の創造的なタスクとして理解されています。この作業はすでに8年生で開始することが望ましいです。中等学校では、この仕事は生徒の教育活動の必須の要素でなければなりません。

このようなタスクの例をいくつか示します。

1.樹木、地衣類、種の構成、草本植物を指標として、学校周辺の環境の状態を調査する計画を立てます。

2.いくつかのデータによると、人間の肥満は遺伝病不合理なライフスタイルの結果ではなく。肥満の本当の原因を特定するための研究計画を立てます。

3.科学者たちは、人間の心臓の働きだけでは、体に血液を送り込むのに十分ではないことを発見しました。科学者が実施する必要のある研究の計画を立てます。

グループまたはペアの学生で研究を計画することが望ましい。これらのフォーム、特にグループフォームは、学生間のコミュニケーションの最適な構成を提供します。

この問題を解決するために、学生には次のアルゴリズムを提供できます。これは、可能な研究計画アルゴリズムの1つにすぎません。

1.研究の目的を決定します：研究の過程でどのような結果が得られると期待されますか？研究の実際的な意味は何ですか？

2.調査の目的と方法、つまり目標を達成するための一連の作業を決定します。

3.研究問題を定式化する-排除する必要のある困難、研究の目的に関する情報の欠如または欠如。

4.研究の仮説（仮説）を定式化します-問題を解決するための可能な方法についての仮定。

5.作成する簡単な説明問題の状況の理論モデルを構築するために科学文献から取得する必要のある情報。

6.仮説（仮説）をテストするために実行する必要のある観察、実験、および測定について説明します。

7.調査結果からの結論は何でしょうか？

研究計画例

科学者たちは、人間の細胞DNAのわずか10％だけがタンパク質合成に定期的に作用することを発見しました。科学者がそのような結論を出すためにどのような研究が必要でしたか？それを計画します。

以下のアルゴリズムによる研究を計画しています。

1.研究の目的は、遺伝子の総量に関連して、定期的に機能する遺伝子の量と組成を決定することです。この研究の実際的な意味は、多くの側面にあります。たとえば、どの遺伝子が集中的に機能し、おそらくより早く消耗し、これが人の平均余命にどのように影響するかを理解することです。別の選択肢は、遺伝子の働きを調節するメカニズムを見つけようとすることです。特に、特定の年齢期間で働きが望ましくない遺伝子をオフにすることです。

2.研究目的：

1）科学文献の分析：科学文献で遺伝子の働きに関する情報を見つけます。

2）遺伝子発現を決定するための実験的研究（タンパク質を決定するために化学的方法が使用されます）。

3）実験的研究の結果と科学文献で入手可能なデータとの比較。

3.研究の問題-仕事の強度と彼の人生の間に定期的に働く人間の遺伝子の構成についての正確な情報を入手する必要があります。

4.多くの仮説がありますが、私たちは1つに限定します。すべての遺伝子が人の中で定期的に機能するわけではなく、それらの一部だけが正常な生活を維持するために必要なタンパク質の合成を保証します。学生は多くの仮説を立てることが望ましいですが、学生が優先する1つの仮説に基づいて、さらなる研究ステップを計画することをお勧めします。他の仮説の研究計画は、次のように推奨できます。宿題またはコースの詳細な研究のための割り当て（差別化）。

5.科学文献から、次の情報を取得する必要があります。どの遺伝子とどの程度集中的に機能するか、特定の期間にのみスイッチがオンになる遺伝子、常に機能する遺伝子。さまざまな科学的情報源からの情報を比較し、問題のある問題の形で矛盾を定式化します。

6.実験には、人体の単離された組織で合成されたタンパク質の測定が含まれますが、その後の比較のために異なる組織を選択することが望ましいです。どのタンパク質が合成されるかを決定する必要があります。さらに、遺伝子発現の加齢に伴う変化を評価するために、さまざまな年齢の人々から組織サンプルを採取する必要があります。

7.結論には、作業の各段階（タスク）の結果に基づく一般化、実験結果と理論モデルの比較、得られた結果と仮説との適合性の評価、およびさらなる研究の見通しの定式化を含める必要があります。

講義のこの部分についていくつかの結論を導きましょう。 6年生から7年生では、研究技術に関する学生の初期トレーニングが始まります。注釈カード、百科事典の参照、レポート、要約の準備は、トピックの内容と追加の文献の入手可能性に基づいて、教師によって計画されます。分析レビューは高校で行うことをお勧めします。教室や家庭での実践的および実験室での作業、実験、測定により、研究実践の初歩的なスキルを習得することができます。

中学2年生から、生物学研究を計画するための課題を含めることが望ましい。最初は、一般化が2つまたは3つのトピックに取り組むので、学生は選択する機会があります。これを行うために、学生にはいくつかのトピックが提供されます。 10年生から11年生では、教室と宿題の両方で、各トピックの内容にそのようなタスクを含めることが望ましいです。

学生の研究計画の習得により、個々の学生は時間をかけて実際の研究に移行することができます。この選択は学生自身によって行われ、ほとんどの場合、環境と環境のトピック、および子供と大人のライフスタイルの問題とその健康への影響に関する研究を指します。最近の作業は、アンケート、テスト、およびその他の社会測定法の助けを借りて実行されます。

質問とタスク

1.トピックを提案し、科学研究の詳細について学生と話し合う方法の説明を書きます。

2.真実は論争の中で生まれると言うのは正しいですか？一部の学者は、論争では真実は生まれないと言いますが、真実の探求には矛盾だけが示されます。誰を信じますか？なんで？

3.若くて野心的な科学者は、30歳までに、彼が間違いなく行うであろう発見に対して、単にノーベル賞を受賞しなければならないと固く決心しました。そのような開業を事前に計画することは可能ですか？企画の秘訣を教えてください。

4.菜食が人間の健康に与える影響を研究する計画を立てます。

5.継続的な自己教育が人間の平均余命に与える影響の問題に関する研究計画を作成する例を使用して、学生に研究計画を教えるための方法論を作成します。

追加の読書のための文献

1. Altshuller G.S.アイデアを見つけてください。-ノボシビルスク：ナウカ、1986年。-209ページ。

2. ババンスキーYu.K.学習プロセスの強化//学校での生物学。 -1987年。-第1位。 – p。3–6。

3. クラリンM.V.世界教育学の革新：探索ベースの学習、遊び、議論。（外国の経験の分析。）-リガ、SPC「実験」、1995年。-176ページ。

プログラム：、

レッスン＃2

トピック：「生物学における研究方法」。

タスク：

チュートリアル：生物学の研究方法を学生に知ってもらい、実験の順序を検討し、仮説と法または理論の違いを特定する。

教育：知的スキルと記憶の発達を促進します。比較と分析の機能を継続し、主要なことを強調し、例を示します。世界の全体像を形成します。

教育：科学的展望の形成に貢献し、環境および美的教育、性的および労働教育を実施します。

装置：実験の順序を示す表。プレゼンテーション。

進捗：

私。 整理時間

II。 知識の更新（10分）。

カードでの作業（3つのオプション）：定義を書きます。

1つのオプション：

3.定義を書きます：

オプション2：

1.野生生物ではどの王国が区別されますか？

2.現代生物学が複雑な科学と見なされるのはなぜですか？

3.定義を書きます：

植物学、地質植物学、鳥類学、生理学、組織学、生態学、生化学。

3オプション：

1.野生生物ではどの王国が区別されますか？

2.現代生物学が複雑な科学と見なされるのはなぜですか？

3.定義を書きます：

動物学、蘚苔学、古植物学、動物行動学、解剖学、遺伝学、バイオテクノロジー。

III。 新しい教材を学ぶ（20分）。

最後のレッスンでは、科学一般としての生物学の概念を検討しました。今日は、生物学でどのような方法が使用されているかを見ていきます。

今日のレッスンのトピック：「生物学における研究方法」（ スライド1 ). – ノートブックへのエントリ。

この科学-生物学ではどのような研究方法が使用されていますか？

質問： 検討を始める前に、科学とは何かを定義しましょう。

科学は私たちの周りの世界を研究し、知る方法の1つです（ スライド2 ). ノートブックエントリ。

生物学は野生生物の世界を理解するのに役立ちます。人々が古くから野生生物を研究していることはすでに知っています。最初に、彼らは個々の生物を研究し、それらを収集し、さまざまな場所に生息する動植物のリストをまとめました。通常、生物の研究のこの期間は記述的と呼ばれ、分野自体は博物学と呼ばれます。博物学は生物学の先駆者です。

科学的方法とは何ですか？科学的方法は、科学的知識のシステムの構築に使用される一連の技術と操作です。 - ノートブックへのエントリ。

生物学は多面的であるため、体系的で用途の広い研究方法が必要です。以下の調査方法があります （スライド3 ).

たとえば、多くの生物学的研究は自然界で直接行われています-観察、説明、比較。同時に、研究のかなりの部分は実験室を必要とします。実験室では、生物学者が実験を設定し、シミュレーションを実行します。生物学は発達中の生物を研究し、この発達は何百万年も続く可能性があるため、生物学は歴史的研究方法に異質ではありません。

それぞれを個別に考えてみましょう。 （ノートエントリー）

観察 （スライド4）

その本質的な特性を実現するための、オブジェクトとプロセスの意図的で意図的な認識。観察はすべての自然科学研究の出発点です。生物学では、その研究の対象は人間と彼を取り巻く野生生物であるため、これは特に顕著です。情報を収集する方法としての観察は、年代順に生物学の兵器庫に登場した最初の研究方法であり、この方法は今日までその重要性を失っていません。観察は、技術的支援の有無にかかわらず、直接的または間接的である可能性があります。したがって、鳥類学者は双眼鏡で鳥を見てそれを聞くことができます。または、人間の耳に聞こえる範囲外のデバイスで音を修正することもできます。

記述的 （スライド5）

現象の本質を明らかにするために、人は最初に事実情報を収集し、次にそれを説明し、他の世代が使用できるように提示する必要があります。この方法の本質は、情報を収集し、研究中のプロセスまたは生物の特徴と行動の兆候を説明し、同時に研究することです。
生物学の発達の初期には、研究の主な方法は事実の収集と説明でした。これらの同じ方法は、今日でも関連しています。説明-観測値の解釈の結果です。たとえば、見つかった骨格の説明を編集する場合、古生物学者は、既知の動物の骨格との類似性を確立する方法を使用する限り、特定の骨を椎骨と名付けます。説明は、観察に基づく古典生物学の主な方法です。後に、記述的方法は生物学の比較および歴史的方法の基礎を形成しました。さまざまな場所でさまざまな時間に作成された、正しく構成された説明を比較できます。これにより、生物とその部分の類似点と相違点を比較して調べることができます。

比較方法 （スライド6）

18世紀に。人気になりました比較方法。それは、生物の類似した特徴と異なる特徴、それらの構造の比較と研究に基づいています。この方法は体系学の基礎です。彼のおかげで、最大の一般化が発見され、細胞説が作成されました。この方法は今日でも人気があります。比較-生物とその部分を比較し、類似点と相違点を見つけます（たとえば、昆虫を観察し、それらの多くに黒と黄色の縞模様があることに気付きます。多くの人は、それらはすべてハチとハチであると考えているので、慎重に扱ってください。

歴史的 （スライド7）

歴史的方法は、生物の出現と発達のパターン、それらの構造と機能の形成を研究するために使用されます。

実験 （スライド8）

正確に確立された条件下での現象の意図的な研究。これにより、これらの現象を再現および観察することが可能になります。実験研究の全サイクルは、いくつかの段階で構成されています。観察と同様に、実験は明確に定義された研究の目標を前提としています。したがって、実験を開始するときは、考えられる結果を検討するために、その目標と目的を決定する必要があります。科学実験は十分に準備され、注意深く行われなければなりません。

（スライド9） したがって、観察と実験の結果として、研究者は、外部の特徴、調査対象のオブジェクトまたは現象の特性、つまり新しい事実についての知識を受け取ります。観察と実験の過程で得られた結果は、新しい観察と実験によって検証されなければなりません。そうして初めて、それらは科学的事実と見なすことができます。 - ノートに図を書きます。

これらのメソッドの定義を書き留めましょう：ノートブックに書く （スライド10）

観察 -その本質的な特性を実現するための、オブジェクトとプロセスの意図的で意図的な認識。

記述的方法 -オブジェクトと現象の説明で構成されています。

比較 -生物とその部分の比較、類似点と相違点の発見。

歴史的方法 –観察結果と以前に得られた結果との比較。

実験 -正確に確立された条件下での現象の意図的な研究。これにより、これらの現象を再現および観察することが可能になります。

とにかく科学研究はどのように機能しますか？ （スライド11） -スキームをノートに書きます。

次に、生物学的実験を行うための手順を検討します。 （スライド12） -ノートに書く。

IV。 材料の固化（10分）。（スライド13）。

種子の発芽に必要な条件を研究する例を使用して、科学研究の段階を説明します（7〜8ページ）。

v。 宿題（スライド14）。

§2。トピックに関する生物学的実験の段階的な実施について説明します。

オプションI：「水質汚染が動植物の数に与える影響」;

オプションII：「特定の品種の栽培植物に対するさまざまな種類と用量の肥料の影響」。

方法は、科学者が科学的な問題を解決するときに通過する研究の道です。

科学的方法は、科学的知識のシステムの構築に使用される一連の技術と操作です。

すべての生物科学に共通する方法： 記述的、比較的、歴史的と 実験的.

記述的な方法。それは観察に基づいています。事実資料とその説明（動植物の研究と説明）を収集した古代の科学者によって広く使用され、今日（たとえば、新種が発見されたとき）にも使用されています。

観察とは、研究者が物体に関する情報（感覚を使った自然物の知覚）を収集する方法です。

例：

動物の行動などを視覚的に観察することができます。デバイスの助けを借りて、生き物に起こっている変化を観察することができます。たとえば、日中に心電図を撮るとき、1か月の子牛の体重を測定するときなどです。自然の季節変化や動物の脱皮などを観察できます。オブザーバーによって引き出された結論は、繰り返しの観察または実験のいずれかによって検証されます。

比較方法 17世紀に使用されるようになりました。生物とその部分の類似点と相違点を特定することができます（植物と動物の体系化、細胞説の開発）。現在、比較法はさまざまな生物科学でも広く使用されています。
歴史的方法-歴史的に長い期間（数十億年）にわたって発生した事実、プロセス、現象の間の関係を確立します。この方法は、得られた事実を理解し、以前と比較するのに役立ちます既知の結果。この方法は19世紀の後半に広く使われ始めました（ダーウィンの進化論の実証）。歴史的方法の適用により、生物学を記述科学から、多様な生命システムがどのように発生し、それらがどのように機能するかを説明する科学に変換することが可能になりました。
実験方法-これは、設定された経験の助けを借りて、新しい知識（現象の研究）を獲得することです。

実験とは、実験者が故意に条件を変えて生物に与える影響を観察する生物学の研究方法です。実験は実験室と屋外の両方で行うことができます。

実験方法は、血液循環の研究における彼の研究に適用され始めましたウイリアム・ハーベイ（1578-1657）、そしてそれは19世紀から生物学（生理学的プロセスの研究）で広く使われ始めました。 G.メンデルは、生物の遺伝と変動性を研究し、初めて実験を適用して、研究された現象に関するデータを取得するだけでなく、得られた結果に基づいて定式化された仮説をテストしました。
20世紀には、生物学研究用の新しい機器（電子顕微鏡、断層撮影装置など）の出現により、実験方法は生物学の主要な方法になりました。 モデリングは、実験の最高の形態と考えられており、現代の生物学でも使用されています（最も重要な生物学的プロセス、進化の主な方向、生態系の開発、および生物圏全体のコンピューターモデリングに関する活発な作業が進行中です）。

生物学は、さまざまな生物学的対象を研究する多くの特別な科学に分けられます：植物および動物の生物学、植物の生理学、形態学、遺伝学、分類学、繁殖、真菌学、蠕虫学および他の多くの科学。したがって、一般的な生物学的方法に加えて、民間の生物科学で使用される方法があります。