- •История и методология биологии
- •Естественно-географический факультет
- •История и методология биологии
- •Содержание
- •Введение
- •Накопление биологических знаний в системе первобытного сознания
- •2. Уровень мифотворчества
- •3. Зарождение счета
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Биологические знания в цивилизациях древности
- •1. Неолитическая революция. Становление цивилизаций.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Античные воззрения на органический мир
- •2. Биологические воззрения Аристотеля
- •3. Накопление рациональных биологических знаний в античности
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Биология в средние века
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Особенности познания природы в эпоху возрождения
- •1. Описательная накопительная работа в биологии вскрыла реальное многообразие растительных и животных форм.
- •2. Накопительная биологическая работа в XVI – XVII веках значительно расширила сведения о морфологических и анатомических характеристиках организмов.
- •3. Важным следствие развития биологии явилось формирование научной методологии и методики исследования живого.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Развитие ботанических исследований в XV – XVIII веках
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Развитие зоологических исследований в XV – XVIII веках
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Развитие исследований по анатомии и физиологии животных и человека XV – XVIII веках
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Развитие микроскопических исследований в биологии XVII – XVIII веков
- •3. Микроскопическая анатомия и изучение простейших
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Особенности развития биологии в XVIII - первой половины XIX века
- •3. Дарвиновская теория эволюции
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Основные векторы развития биологии второй половины XIX – начала XX веков
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Особенности развития современной и постнеклассической биологии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Становление методологических установок биологического познания
- •1. Методологические установки классической биологии
- •3. Методологические установки постнеклассической биологии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Структура и методология научного познания
- •1. Понятие и структура науки
- •2. Характерные черты науки
- •3. Методы и уровни научного познания
- •1. Понятие и структура науки
- •2. Характерные черты науки
- •3. Методы и уровни научного познания
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Методы эмпирического уровня научного познания
- •3. Моделирование как метод эмпирического уровня познания
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Методы теоретического уровня научного познания
- •1. Собственно теоретические методы научного познания
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Системный подход в биологии
- •1. Система и системный подход
- •2. Кибернетика и синергетика
- •2. Кибернетика и синергетика
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
- •Объяснение и прогнозирование в биологии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тестовые задания
Вопросы для самоконтроля
Чем отличаются фундаментальные науки от прикладных?
Что означает диалектическое единство дифференциации и интеграции наук?
Как понимается наука в современном мире?
Чем отличается научное знание от обыденного?
Какие выделяют характерные черты науки?
Как понимается метод исследования в современной науке?
Какие существуют классификации методов?
Чем отличается метафизический метод от диалектического?
Как связаны между собой эмпирический и теоретический уровни познания?
Чем отличаются общенаучные методы от частнонаучных?
Тестовые задания
К фундаментальным наукам относятся:
А) математические, естественные и социальные науки;
Б) технические и медицинские науки;
В) гуманитарные и педагогические науки;
Г) все выше перечисленные.
Примерами процесса дифференциации и интеграции науки могут быть:
А) кибернетика;
Б) синергетика;
В) теория систем;
Г) все выше перечисленные.
Наука это:
А) знания о предметах, окружающих людей, о жизни вообще;
Б) способность к прогнозированию;
В) отрасль культуры и способ познания мира;
Г) все выше перечисленное.
К характерным чертам науки относятся:
А) систематичность, фрагментарность, завершенность;
Б) критичность, достоверность, моральность;
В) рациональность, чувственность, универсальность;
Г) все выше перечисленное.
Метод это:
А) учение о методах;
Б) совокупность приемов и правил, которые позволяют достичь намеченной цели в научном познании мира.
В) совокупность законов, относящихся к одной области познания;
Г) все выше перечисленное.
Учение о методе развивал:
А) Ч.Дарвин;
Б) Р.Бекон;
В) Р.Декарт;
Г) Гиппократ.
Эмпирический и теоретический уровни научного познания:
А) взаимосвязаны между собой;
Б) рассматриваются как методы познания;
В) существуют сами по себе;
Г) отнесены к отрасли культуры.
Результатами теоретического уровня научного познания может быть:
А) теория;
Б) гипотеза;
В) закон;
Г) все выше перечисленное.
К общенаучным методам относится метод:
А) биохимический;
Б) метафизический;
В) диалектический;
Г) анализ.
Диалектический метод:
А) не допускает противоречий;
Б) основывается на всеобщей связи;
В) рассматривает устойчивость явлений;
Г) все выше перечисленное.
Методы эмпирического уровня научного познания
Наблюдение и измерение
Эксперимент и планирование эксперимента
Моделирование как метод эмпирического уровня познания
«Метод – это, собственно,
и есть выбор фактов;
и прежде всего, следовательно,
нужно озаботиться
изобретением метода»
А. Пуанкаре
Метод научного исследования – это способ познания объективной реальности. Способ представляет собой определенную последовательность действий, приемов, операций. В зависимости от уровня научного познания выделяют методы эмпирического и теоретического уровней. К методам эмпирического уровня относят наблюдение, описание, сравнение, счет, измерение, эксперимент. К методам теоретического уровня научного познания относят аксиоматический, гипотетический (гипотетико-дедуктивный) и формализацию. Выделяют методы, которые применяются на обоих уровнях научного познания такие как: моделирование, абстрагирование, обобщение, классификация и общелогические методы.
От рассматриваемого понятия метода следует отграничивать понятия техники, процедуры и методики научного исследования.
Под техникой исследования понимают совокупность специальных приемов для использования того или иного метода, а под процедурой исследования – определенную последовательность действий, способ организации исследования.
Методика – это совокупность способов и приемов исследования, порядок их применения и интерпретация полученных с их помощью результатов. Она зависит от характера объекта изучения, методологии, цели исследования, разработанных методов, общего уровня квалификации исследователя.
Наблюдение и измерение
Наблюдение – это систематическое, целенаправленное восприятие каких-либо отдельных сторон объекта, либо объекта в целом.
По способу проведения различают наблюдения непосредственные и опосредованные. При непосредственных наблюдениях те или иные свойства, стороны объекта воспринимаются органами чувств человека. Опосредованные наблюдения проводятся с использованием технических средств.
В наблюдениях отсутствуют деятельность, направленная на преобразование, изменение объектов познания. Это обуславливается рядом обстоятельств:
- недоступностью этих объектов для практического воздействия;
- нежелательностью, исходя из целей исследования, вмешательства в наблюдаемый процесс;
- отсутствием технических, энергетических, финансовых и иных возможностей для воздействия.
В биологии непосредственные наблюдения подразделяют на:
1) полевые или экспедиционные;
2) лабораторные или стационарные.
При полевом обследовании различают методы:
- маршрутные;
- ключевые;
- площадные;
- комбинированные (для изучения площади выделяют маршруты, эти маршруты обследуются с помощью систем ключевых точек).
Лабораторные наблюдения отличаются от полевых большей повторяемостью наблюдений и тем, что аппаратура обычно закреплена на точке наблюдения. В лабораторных условиях возможность использования измерительной техники несравненно выше, чем в полевых условиях.
Результаты наблюдения могут фиксироваться в протоколах, дневниках, карточках, фотографироваться и другими способами.
Описание – это фиксация средствами естественного или искусственного языка признаков исследуемого объекта, которые устанавливаются путем наблюдения или измерения.
Описание бывает:
непосредственным, когда исследователь непосредственно воспринимает и указывает признаки объекта;
опосредованным, когда исследователь отмечает признаки объекта, которые воспринимались другими лицами.
Счет – это определение количественных соотношений объектов исследования или параметров, характеризующих их свойства. Метод широко применяется в статистике для определения степени и типа изменчивости явления, процесса, достоверности полученных средних величин и теоретических выводов.
Большинство научных наблюдений включают в себя проведение разнообразных измерений.
Измерение – процедура определения численного значения некоторой величины посредством единицы измерения и сравнения ее с эталоном. Ценность этой процедуры в том, что она дает точные, количественные определенные сведения об окружающей действительности.
Важнейшим показателем качества измерения, его научной ценности является точность, которая зависит от исследователя и от имеющихся измерительных приборов.
Выделяют следующие виды измерений:
по характеру зависимости измеряемой величины от времени:
- статические (измеряемая величина остается постоянной во времени);
- динамические (измеряемая величина в процессе измерения меняется во времени).
2) по способу получения результатов:
- прямые измерения (значение измеряемой величины получается путем непосредственного сравнения ее с эталоном или выдается измерительным прибором);
- косвенные измерения (величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемых путем прямых измерений).
Сравнение – это сопоставление признаков, присущим двум или нескольким объектам, установление различия между ними или нахождение в них общего, осуществляемое как органами чувств, так и с помощью специальных устройств.
Эксперимент и планирование эксперимента
Эксперимент – это искусственное воспроизведение явления, процесса в заданных условиях, в ходе которого проверяется выдвигаемая гипотеза.
Эксперимент более сложный метод эмпирического познания. Он включает в себя другие методы эмпирического исследования (наблюдение, измерение, описание) и предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект. Проводя эксперимент, есть возможность создавать искусственные условия его изучения и воспроизводить условия эксперимента столько раз, сколько это необходимо для получения достоверных результатов.
Экспериментальное изучение объектов по сравнению с наблюдением имеет преимущества:
в процессе эксперимента становится возможным изучение того или иного явления в «чистом виде»;
эксперимент позволяет исследовать свойства объектов действительности в экстремальных условиях.
Эксперименты могут быть классифицированы по различным основаниям:
- по отраслям научных исследований: физиологические, экологические, зоологические, ботанические, анатомические, микробиологические, цитологические и т.д.
- по характеру взаимодействия средства исследования с объектом: обычные и модельные.
При обычных экспериментах экспериментальные средства непосредственно взаимодействуют с исследуемым объектом. При модельных экспериментах модель замещает объект исследования. При этом модельные эксперименты делятся на мысленные (умственные, воображаемые) и материальные (реальные).
В зависимости от характера решаемых проблем эксперименты подразделяются на исследовательские и проверочные.
Исследовательские эксперименты дают возможность обнаружить у объекта новые, неизвестные свойства.
Проверочные эксперименты служат для проверки, подтверждения теоретических построений. Причем, они ставятся таким образом, чтобы не столько подтвердить, сколько опровергнуть данную гипотезу.
Исходя из методики проведения и получаемых результатов, эксперименты можно разделить на качественные и количественные.
Качественные эксперименты не приводят к получению каких-либо количественных соотношений. Они позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемый объект.
Количественные эксперименты направлены на установление точных количественных зависимостей в исследуемом явлении.
Для успешного проведения исследования объекта необходимо разработать специальную программу в виде вопросов и методических предписаний.
Планирование эксперимента состоит из следующих разделов:
определение цели опыта и формы конечных результатов, выявление нерешенных вопросов;
выбор теоретической модели;
установление очередности этапов решения задания;
определение пространственного и временного объема исследования, а также объема выборки в тех случаях, когда применяется статистический анализ;
разработка программ наблюдений и планирование отдельных этапов выполнения задачи, расходования средств.
Условия проведения опыта должны находиться под строгим контролем экспериментатора.
План проведения эксперимента показывает, что этапы познания не представляют собой линейной системы. Наблюдению в процессе исследования почти всегда предшествует выдвижение гипотезы, которая формулируется на базе уже сложившихся теоретических представлений и накопленных фактов об исследуемом объекте. Начав с выдвижения гипотезы, экспериментатор в дальнейшем собирает и обрабатывает свои измерения ради доказательства или опровержения этой гипотезы.
Хорошо поставленный эксперимент должен отвечать следующим требованиям:
при измерениях не должно быть допущено систематических ошибок;
случайные ошибки должны быть уменьшены путем увеличения числа наблюдений (случайные ошибки часто связаны с недостатком квалификации экспериментатора или с точностью приборов);
выводы должны иметь высокую степень пригодности, они не должны объяснять только данный эксперимент;
эксперимент должен быть прост для проведения и для анализа результатов;
результаты опыта должны быть пригодны для применения статистического анализа, включая и вычисление степени неопределенности полученных результатов.