Распишите поэтапно научное исследование на примере изучения. Этапы исследовательской работы и проекта. Что такое научный метод? В чём его основной принцип

Зарипова Венера Рафаэловна,
зав. отделом интеллектуального развития,
педагог дополнительного образования
высшей квалификационной категории
МАОУ ДОД «ГДТДиМ №1»
г. Набережные Челны

С чего начинается исследование?

Любое исследование, открытие, размышление начинается с удивления, недоумения вопроса. Сегодняшняя изменчивая жизнь богата вопросами, на которые надо найти ответы, возникающими проблемами, которые могут помочь с определением темы исследования.

Условно этапы конструирования логики исследования можно разделить на 3 этапа. Так, В.И.Загвязинский, Р.Атаханов выделяют такие этапы как подготовительный (методологический), основной (собственно проведение исследования), и заключительный (оформительский). Именно на подготовительном этапе важно грамотно сформулировать понятийный (методологический) аппарат исследования, а именно определить направление, сферу исследования, формулировать гипотезу, поставить цели и задач исследования, определить методы исследования.

Именно работа на подготовительном этапе определяет направление исследования, а грамотная формулировка основных понятий, цели и задач исследования позволяет более четко построить план проведения исследования. Зачастую на этом этапе у педагогов и детей, которые впервые начинают исследовательскую деятельность, возникают трудности в грамотном определении и формулировке методологического аппарата. Для того, чтобы грамотно сформулировать понятийный аппарат исследования, необходимо разобраться в самих определениях проблемы, гипотезы, цели, задачах и подобрать для их решения методы.

Что же входит в понятийный аппарат научного исследования? Это такие понятия как проблема, аспект, актуальность исследования, цель, объект, предмет, гипотеза, задачи, методика, практическая значимость, новизна исследования.

Любое исследование начинается с определения проблемы, которая стоит либо перед конкретным ребенком, либо перед обществом в целом.

Проблема (от греч. problema — задача) сложный теоретический или практический вопрос, требующий изучения, разрешения; в науке — противоречивая ситуация, выступающая в виде противоположных позиций в объяснении каких-либо явлений, объектов, процессов(большая советская энциклопедия):

это вопрос, противоречащий существующим знаниям в данной науке
это неизвестное в науке, в практике то, что предстоит понять, открыть, доказать.
это противоречивая ситуация, выступающая в виде противоположных позиций в объяснении каких-либо явлений, объектов, процессов. В связи с этим научная проблема - это противоречивая ситуация, требующая разрешения.

Проблема исследования может быть сформулирована в результате анализа научной литературы. Если удается определить, какие теоретические положения и практические рекомендации уже наработаны в интересующей области знания и смежных науках, то удастся определить и проблему исследования. Обычно проблема раскрывает лишь часть темы, существенные и недостаточно изученные вопросы.

Проблему часто отождествляют с вопросом. В основном это верно. Каждая проблема - это вопрос. Но не каждый вопрос - это проблема. Проблема возникает тогда, когда старое знание показало свою несостоятельность, а новое еще не приняло развернутой формы. В связи с этим научная проблема - это противоречивая ситуация, требующая разрешения

Например если рассмотреть проблему в межличностных отношениях, то можно рассмотреть такие вопросы как: почему возникают трудности во взаимоотношении детей и взрослых, во взаимоотношениях среди сверстников, от чего зависят налаживание хороших взаимоотношений в коллективе и т.д.

Сформулировать проблему - значит показать умение отделить главное от второстепенного, выяснить то, что уже известно, и что еще пока не известно о предмете исследования.

Заключенное в проблеме противоречие отражает тема, ее формулировка одновременно уточняет проблему. Вытекающие из проблем темы должны быть более конкретизированными. Формулируя тему, автор размышляет над тем, как назвать научную работу.

Научная новизна.

Как уже отмечалось, целью проведения исследования является получение нового для общества знания. Следует отметить, что, когда речь идет о исследовательской деятельности школьников, то новизна результатов может иметь субъективный характер и определяться не по отношению к обществу, а по отношению к исследователю.

Как выбрать тему исследования?

Тема исследования - это отражение проблемы в понятиях исследования.
Тема должна иметь четкие определенные границы. Если тема очень обширна, то это затрудняет изучить явление более детально и приводит к обилию материала, который выполнить одному человеку становиться сложно
Тема не должна быть навязана исследователю и при ее выборе должны учитываться склонности, способности и уровень знаний исследователя.
Выбор темы осуществляется исходя из интереса исследователя к проблеме, возможности получения конкретных практических данных, а также наличия специальной научной литературы.
Тема во многом определяет содержание дальнейшей работы. Она должна представлять собой лаконичное и четкое ограничение аспектов исследуемой области. Другими словами, тема - это содержание работы, заключенное в одной фразе. Например: «Формирование у старшеклассников готовности к профессиональному самоопределению»; «Развитие у подростков социально-ценных личностных качеств»; «Влияние бальных танцев на совершенствование физического развития детей».

Аспект (лат. aspectus - взгляд) точка зрения, с которой рассматривается какое-либо явление, понятие, проблема, перспектива. Например: социокультурный, психологический, правовой онтогенетический (детская речь), коммуникативный, риторический, физиологический и т.д.

Основным критерием выбора проблемы для исследования является ее актуальность, т.е. формулировка того, почему данную проблему необходимо в настоящее время изучать.

Актуальность темы исследования - это степень ее важности в данный момент и в данной ситуации для решения данных проблемы, вопроса или задачи.

Исследователю надо доказать, что именно данная проблема должна быть исследована в настоящий момент, что именно она самая насущная, показать, как другие исследователи (ученые и практики) работают над этой проблемой, раскрыть суть проблемной ситуации. Освещение актуальности не должно быть многословным, но достаточно убедительным.

Необходимо ответить на вопросы: «почему данную проблему нужно в настоящее время изучать?», «какой интерес для общества, группы людей, науки и практики представляет выбранная тема исследования?».

Из чего следует и из чего не следует исходить при раскрытии актуальности темы исследования? Можно назвать два основных направления ее характеристики:

1. Не изученность выбранной темы: исследование актуально именно потому, что определенные аспекты темы изучены не в полной мере и проведенное исследование направлено на преодоление этого пробела

2. Возможность решения определенной практической задачи на основе полученных в исследовании данных. Одно из этих направлений либо то и другое вместе обычно фигурируют при характеристике этого элемента понятийного аппарата научного исследования.

3. Как выдвигать гипотезы?

Гипотеза (от греч. hypothesis — предположение) - научное, предварительное не доказанное объяснение (предположение, предсказание) новых явлений и событий требующее в последующем проверки. Другими словами, гипотеза-это предполагаемое решение проблемы; это ориентировочное объяснение (ни в коем случае не категоричное) причинно-следственных связей исследуемого объекта, это форма перехода от неизученных фактов к законам и закономерностям. Обычно гипотезы начинаются со слов «предположим», «допустим», «возможно», «если..., то...» и отвечает на вопрос "Почему...?", "По какой причине...?" происходит то или иное событие.

К научной гипотезе предъявляются следующие два основных требования:

а) гипотеза не должна содержать понятий, которые не уточнены;
б) она должна быть проверяема при помощи имеющихся методик.

Гипотеза определяет главное направление научного поиска. Она является основным методологическим инструментом, организующим весь процесс исследования.

Что значит проверить гипотезу? Это значит проверить те следствия, которые логически из нее вытекают. В результате проверки гипотезу подтверждают или опровергают.

Пример: Проблема ухудшения здоровья подрастающего поколения, рост табакозозависимости подростков Гипотеза: мы предполагаем, что табакокурение влияет не только на состояние дыхательной системы, но и снижает умственную работоспособность школьников.

Что такое предмет и объект исследования?

Объект исследования - это процесс или явление, порождающее проблемную ситуацию и избранное для изучения, то, что существует вне нас, независимо от нашего сознания и является предметом познания

Объектом исследования может являться явление, процесс, сфера действительности - непосредственные носители проблемной ситуации, на которые направлена познавательная деятельность.

При проведении исследовательской работы существует несколько вариантов определения объекта и предмета исследования. В первом случае объект и предмет исследования соотносятся между собой как целое и часть, общее и частное. При таком определении связи между ними предмет - это то, что находится в границах объекта. Именно предмет исследования определяет тему исследования.

Предмет исследования - это то, что находится в границах объекта. Именно на предмет исследования направлено основное внимание исследователя, предмет исследования в конечном итоге определяет тему работы. Предмет исследования- это стороны, свойства, характеристики объекта, подлежащие непосредственному изучению в данном исследовании, это часть, сторона объекта, в какой-то мере границы его изучения, это точка зрения, с которой рассматривается объект. Предмет исследования отвечает на вопрос «как рассматривается объект, какие отношения, свойства, функции объекта раскрывает данное исследование?». Одному и тому же объекту может соответствовать несколько различных предметов исследования.

Примеры:

А) Проблема шум в школе во время перемен и здоровье учителей. Цель изучить влияние школьных шумов на учителей и их воздействие на поведение учителей. Объект: поведение учителей в педагогической деятельности. Предмет исследования: восприятие школьных шумов учителями и их воздействие на поведение в педагогической деятельности.

Б) Объект исследования: межличностное общение. Предмет исследования: роль и функции визуальных знаков внешнего облика в общении.

В) Объект исследования: моральные суждения школьников различного возраста, высказанные. Предмет исследования: динамика устойчивости моральных суждений школьников в возрастном плане (возрастная устойчивость) и в ситуации психологического "давления" взрослых и сверстников (ситуативная устойчивость)"

Другой подход к определению объекта и предмета исследования предполагает объект определять через испытуемых, а предмет - через то, что у них изучается.

Например: объект- учащиеся 15-16 лет, тогда предмет- профессиональная ориентация школьников.

Как сформулировать цель и задачи исследования?

Цель - это будущий предполагаемый результат, который мы хотим получить при проведении исследования, некоторый образ будущего. Цель - отвечает на вопрос:

Что мы хотим узнать? Это то, что мы хотим получить при проведении исследования, образ будущего, предполагаемый результат

Примеры:

Вариант 1.

Гипотеза: магнитные бури негативно влияют на здоровье, а именно на успеваемость школьников, психоэмоциональное и физиологическое состояние школьников

Цель исследования: изучить влияние магнитных бурь на успеваемость, психоэмоциональное и физиологиеческое состояние школьников 15 лет

Объект исследования: школьники 15 лет

Предмет исследования: успеваемость, психоэмоциональное и физиологическое состояние школьников

Вариант 2.

Гипотеза: применение специального комплекса упражнений будет способствовать улучшению психоэмоционального и физиологического состояния организма людей во время магнитных бурь.

Цель исследования: изучить влияние магнитных бурь и выяснить эффективность применения специального комплекса упражнений для профилактики и коррекции неблагоприятного состояния организма у лиц 40 - 55 лет во время магнитных бурь.

Объект исследования: процесс изменения психоэмоционального состояния и физиологическое состояние сердечнососудистой системы людей 40-55 лет.

Предмет исследования: комплекс специальных упражнений для профилактики неблагоприятного психоэмоционального состояния у людей во время магнитных бурь

Задачи исследования - это те исследовательские действия, которые необходимо выполнить для достижения поставленной в работе цели, решения проблемы или для проверки сформулированной гипотезы исследования.Задачи должны конкретизировать поставленную цель. Формулировка задач отвечает на вопрос: Что надо сделать для достижения цели? Глаголы, часто используемые при постановке целей и задач: исследовать, изучить, сравнить, выявить, выяснить, оценить, выбрать, проверить, определить, провести, обосновать, проанализировать, показать, раскрыть, рассмотреть, разработать, создать, дать рекомендации и т.д.

Пример №1

Задачи:

Выявить психо-эмоциональное состояние у лиц 40 55 лет и школьников 16 лет до и во время магнитных бурь.
Выяснить особенности физиологического состояния организма у лиц 40 - 55 лет и школьников 16 лет до и во время магнитных бурь.
Подобрать комплекс мероприятий для профилактики и коррекции неблагоприятного психофизического состояния во время магнитных бурь на основе изучения специальной литературы по данной теме.
В условиях эксперимента апробировать выбранный комплекс упражнений по профилактике и коррекции неблагоприятного состояния организма во время магнитных бурь у обеих групп.
Сравнить психоэмоциональное состояние и физиологическое состояние сердечнососудистой системы у двух групп до и после эксперимента и выявить его эффективность.
Разработать практические рекомендации для профилактики неблагоприятного влияния магнитных бурь на состояние здоровья организма.

Пример №2

Целью данной работы является описание и анализ причин и закономерностей сознательной смены профессии как феномена профессионального развития.

Общая проблема изучения сознательной смены профессии была конкретизирована в следующих задачах исследования:

Систематизация психологических причин сознательной смены профессии и оценка их как признаков профессионального развития.
Анализ динамики представлений о требованиях трудовой деятельности в процессе профессионализации.
Анализ динамики выраженности профессиональной направленности в процессе профессионального развития.
Анализ динамики взаимосвязи профессионально важных качеств в процессе овладения профессией.
Построение модели сознательной смены профессии.

Метод исследования - это способ, который позволяет решить задачи и достичь цели исследования. С помощью методов исследователь получает информацию об изучаемом предмете.

Отвечают на вопрос: Как мы будем решать задачу? Как узнать об интересующем предмете исследования? Различают теоретические, общенаучные методы и эмпирические методы. Методы эмпирического исследования (наблюдение, опросные методы, эксперимент и др.) основаны на опыте, практике. Суть эмпирических методов состоит в фиксации и описании явлений, фактов, видимых связей между ними. Теоретические методы и методы научного познания предполагают глубокий анализ фактов, раскрытие существенных закономерностей, образование мысленных моделей, использование гипотез и др.: наблюдение, сравнение, анализ, синтез, поиск аналогий, дедукция, индукция, обобщение, абстрагирование, моделирование, конкретизация, метод выдвижения гипотез, метод продуцирования идей.

Таким образом, от того насколько педагог владеет понятийным и методологическим аппаратом исследования зависит грамотность и ясность определения и постановки цели, задач исследовательской работы школьников, соответственно влияет на правильный выбор методов исследования.

Список используемой литературы

Исследовательская деятельность учащихся. Научно-методический сборник в двух томах/ Под общей редакцией А.С. Обухова. Т1. Теория и методика. - М.: Общероссийское общественное движение творческих педагогов «Исследователь», 2008.-701с.
Леонтович А.В. Тренинг по подготовке руководителей исследовательских работ школьников. Сборник анкет с комментариями // Библиотека журнала, 2010 г.
«Исследовательская работа школьников», серия «Сборники и монографии»,.М.-Исследователь, 2009, 44 с.
http// scool28kem.ucoz.ru Сопровождение педагога в условиях перехода на ФГОС. Деменок Т.Ю. г. Кемерово
http://mon.gov.ru Национальная образовательная инициатива «Наша новая школа»
http//researcher: Интернет-портал общероссийского движения творческих педагогов «Исследователь»

Научное исследование - процесс изучения и познания действительности, связей между отдельными явлениями окружающей среды и их закономерностей. Познание является сложным процессом Оно, по сути, представляет собой движение к более точным и полным знаниям. Этот путь возможно пройти при помощи научных исследований.

В области прикладных наук или техники выделяют этапы научного исследования , которые необходимо последовательно проходить в ходе изучения определенных проблем.

Чаще всего выделяют семь последовательных ступеней, каждая из которых характеризует этапы научного исследования. В кратком варианте структура и этапы научного исследования выглядят так.

Прежде всего, необходимо определиться с проблемой . Данный этап заключается не просто в поиске проблемы, а в четкой и точной формулировке задач исследования, поскольку от этого в значительной степени зависит ход и эффективность всего исследования.

На этом этапе требуется собрать и обработать исходную информацию, продумать методы и средства решения задач.

На втором этапе необходимо выдвинуть, а затем обосновать первоначальную гипотезу . Обычно выработка гипотезы проводится на основе сформулированных задач и анализа собранной изначальной информации. Гипотеза может иметь не один вариант, из них затем нужно выбрать наиболее целесообразный. Для уточнения гипотезы рабочего порядка проводятся эксперименты, позволяющие более полно изучить объект.
Третий этап - теоретическое исследование . Оно заключается в синтезе и закономерностей, которые дают по отношению к исследуемому объекту. На этом этапе происходит дальнейшее добывание с помощью аппарата разных наук дополнительных, новых, еще не известных закономерностей.

На уровне теории является обобщение явлений, их связей,

получение большей информации для обоснования рабочей гипотезы.

Экспериментальные исследования продолжают теоретический как поставленный научно опыт, является наиболее сложной и трудоемкой частью исследования. Его цели могут быть различными, поскольку зависят они от характера всего исследования, а также последовательности его проведения.

В случае стандартного хода и порядка проведения исследования, опытная часть (эксперимент) проводят после стадии теоретического изучения проблемы. В таком случае эксперимент, как правило, подтверждает результаты теоретических гипотез. Иногда после проведения эксперимента, гипотезы опровергаются.

В ряде случает порядок проведения исследования меняется. Случается, что третий и четвертый этапы меняются местами. Тогда эксперимент может предшествовать теоретической части. Такая последовательность характерна для поисковых исследований, когда теоретическая база является недостаточной для выдвижения гипотез. В таком случае теория призвана обобщать результаты экспериментальных исследований.

Анализ результатов и их сопоставление. Этот этап подразумевает необходимость сравнить теоретический и экспериментальный этапы научного исследования для окончательного подтверждения гипотезы и дальнейшего формулирования выводов и вытекающих из нее следствий. Иногда результат бывает и отрицательным, тогда гипотезу приходится отвергать.
Окончательные выводы . Подводятся итоги, формулируются выводы и их соответствие изначально поставленной задаче.
Освоение результатов . Этот этап характерен для технических работ. Он является подготовкой к промышленной реализации результатов исследования.

К этим семи шагам сводятся основные этапы научного исследования, которые необходимо пройти от рабочей гипотезы до внедрения результатов исследования в жизнь.

1. Что такое наука?

Наука - один из способов изучения и познания окружающего мира.

2. Какие биологические науки вам известны?

Традиционно биологические науки группируются по типам исследуемых организмов: ботаника изучает растения, зоология - животных, микробиология - микроорганизмы и вирусы.

биохимия изучает химические основы жизни,

молекулярная биология - сложные взаимодействия между биологическими молекулами,

клеточная биология и цитология - основные строительные блоки многоклеточных организмов, клетки,

гистология и анатомия - строение тканей и организма из отдельных органов и тканей,

физиология - физические и химические функции органов и тканей,

этология - поведение живых существ,

экология - взаимозависимость различных организмов и их среды,

генетика - передачу наследственной информации,

биология развития - развитие организма в онтогенезе,

палеобиология и эволюционная биология - зарождение и историческое развитие живой природы.

3. Какие методы исследования, применяемые в биологии, вы знаете?

В биологии применяются различные методы. Первоисточниками всех научных данных являются точное, внимательное, непредвзятое наблюдение и эксперимент. Сравнительный метод позволяет сопоставить результаты наблюдений для выявления общих закономерностей. Описательный метод широко применялся ещё учёными древности, но не потерял своего значения и сегодня. Исторический метод помогает осмыслить полученные факты, сопоставив их с ранее известными результатами.

Вопросы

1. Какова основная цель науки?

Цель науки - познание окружающего мира.

2. Что такое научный метод? В чём его основной принцип?

Научный метод - это совокупность приёмов и операций, используемых при построении системы научных знаний в ходе научного исследования. Независимо от того, какие методы используются, для каждого учёного важнейшим должен оставаться принцип «Ничего не принимай на веру». Это принцип отказа от слепого доверия к авторитету.

3. Что такое научный эксперимент?

Эксперимент – метод исследования некоторого явления в управляемых наблюдателем условиях.

Результаты, полученные в ходе наблюдений и экспериментов, должны быть проверены новыми наблюдениями и экспериментами. Только после этого их можно считать научными фактами.

5. Чем гипотеза отличается от закона или теории?

Гипотеза – это предположения, которые могут объяснить наблюдения.

Анализ результатов эксперимента позволит решить, какая из гипотез верна.

Гипотеза, которая была проверена и оказалась соответствующей фактам и способной служить основой для верных предсказаний, может быть названа теорией или законом. Называя какое-либо положение законом, учёные как бы подчёркивают его универсальность, неоспоримость, большую достоверность. Однако часто термины «закон» и «теория» употребляются как равнозначные.

6. Какова роль прикладных и фундаментальных исследований в науке?

В науке любые новые открытия способствуют устранению прежних неправильных представлений и указывают на новые взаимосвязи между явлениями. В биологии новые открытия создают базу для множества практических достижений в медицине, сельском хозяйстве, промышленности и других областях человеческой деятельности.

Многие считают, что следует заниматься только теми биологическими исследованиями, которые помогут решить конкретные практические проблемы сегодняшнего дня. Безусловно, развитие прикладных наук имеет очень важное значение, но нельзя забывать о важности исследований в «чистой» науке. Знания, полученные в фундаментальных исследованиях, могут показаться бесполезными для повседневной жизни человека, но они помогают понять законы, по которым развивается окружающий нас мир, и почти наверняка рано или поздно найдут практическое применение.

Задания

Сформулируйте проблему исследования, интересную для вас. Предложите этапы этого исследования.

Рассмотрим этапы научного исследования на примере изучения дыхания органов растения.

Наблюдения за растениями показали, что они дышат (в ходе дыхания поглощается кислород и выделяется углекислый газ, а растение как и все живые организмы в итоге получают энергию, необходимую для жизнедеятельности). Остается выяснить, отвечают ли за дыхание определенные органы или каждый орган дышит.

Итак, мы можем сформулировать проблему исследования: какие органы растения дышат?

Следующий этап - выдвижение гипотез. Мы можем предположить, что у растения дышат только отдельные органы (семена, корни, стебли, листья) или дышит каждый орган.

Теперь, для того чтобы проверить, какие условия действительно необходимы для прорастания семян, разработаем и проведём эксперимент.

Возьмём три ёмкости из бесцветного прозрачного стекла, например бутылки. В одну из них поместим 30- 40 набухших, прорастающих семян гороха, фасоли или других растений. Сухие семена брать не следует. Они находятся в состоянии покоя, и поэтому все процессы жизнедеятельности, в том числе и дыхания, у них протекают очень слабо.

Во вторую бутылку положим корнеплоды моркови. Чтобы активизировать их клетки, перед опытом корнеплоды следует 2-3 дня подержать в воде.

В третью бутылку поместим свежесрезанные стебли растений с листьями. Плотно закроем бутылки пробками и поставим в тёмное тёплое место. На следующий день проверим, изменился ли состав воздуха в бутылках.

Опустим в каждую из бутылок зажжённую свечу, прикреплённую к проволоке.

Анализ и сравнение результатов эксперимента: Свечи гаснут, потому что в процессе дыхания органы растения поглотили кислород из воздуха, находящегося в бутылках, и выделили большое количество углекислого газа. В этом легко убедиться с помощью известковой воды, которая мутнеет, взаимодействуя с углекислым газом.

Если вместо бутылок взять термос, хорошо сохраняющий тепло, то, опустив в него термометр, легко заметить повышение температуры. Это часть энергии при дыхании выделилась в виде тепла.

Проанализировав результаты эксперимента, мы придём к выводу, что каждый из изученных органов растения дышит.

Вам известны?
3. Какие методы исследования, применяемые в биологии, вы знаете?

Мы обычно говорим «научное знание», «научный факт», «научная картина мира». А в чем отличие научного знания от ненаучного? Какой факт можно считать научным?

Наука - один из способов изучения и познания окружающего мира. Биология помогает понять мир живой природы.

Мы уже знаем, что люди с древнейших времен изучают живую природу. Сначала они изучали отдельные организмы, собирали их, составляли списки растений и животных, населяющих разные места. Обычно этот период изучения живых организмов называют описательным, а саму дисциплину - естественной историей. Естественная история является предшественницей биологии.

Каждая наука имеет свои методы исследования.

Однако независимо от того, какие методы используются, для каждого ученого важнейшим должен оставаться принцип «Ничего не принимай па веру». Это принцип отказа от слепого доверия к авторитету.

Научный метод - это совокупность приемов и операций, используемых при построении системы научных знаний.
В биологии применяются различные методы, к наиболее важным из них можно отнести наблюдение, эксперимент и сравнение.

Первоисточником всех научных данных являются точное, внимательное, непредвзятое наблюдение и эксперимент.
Результаты, полученные в ходе наблюдений и экспериментов, должны быть проверены и перепроверены новыми наблюдениями и экспериментами. Только после этого их можно считать научными фактами.

Например, в средствах массовой информации неоднократно сообщалось о так называемом «снежном человеке», приводились рассказы очевидцев о встречах с ним, зарисовки и фотографии якобы его следов и даже самого «снежного человека». Было организовано несколько экспедиций для поиска «снежного человека”. Но до сих пор никто не смог представить ни живого «снежного человека», ни его останков, ни каких-то других неопровержимых доказательств его существования. Поэтому, несмотря на многочисленные свидетельства «очевидцев«, существование «снежного человека» не может быть признано научным фактом.

Обычно научное исследование начинается с наблюдения над объектом или явлением. После обобщения полученных результате данных выдвигаются гипотезы (предположения), которые могут объяснить наблюдения.
На следующем этапе исследования разрабатываются и проводятся эксперименты для проверки выдвинутых гипотез. Научный эксперимент должен непременно сопровождаться контрольным опытом, условия которого отличаются. от условий эксперимента одним (и только одним) фактором. Анализ результатов эксперимента позволит решить, какая из гипотез верна.

Гипотеза, которая была проверена и оказалась соответствующей фактам и способной служить основой для верных предсказаний, может быть названа теорией или законом. Называя какое-либо положение законом, ученые как бы подчеркивают его универсальность, неоспоримость, большую достоверность. Однако часто термины «закон» и «теория» употребляются как равнозначные.

Рассмотрим этапы научного исследования на примере изучения условий, необходимых для прорастания семян.
Наблюдения за семенами показали, что они далеко не всегда прорастают. Очевидно, для их прорастания необходимы определенные условия.

Итак, мы можем сформулировать проблему исследования: Какие условия необходимы для прорастания семян?
Следующий этап выдвижение гипотез. Мы можем предположить, что для прорастания семян необходимы свет, темнота, вода, определенная температура, воздух, почва.

Теперь, для того чтобы проверить, какие условия действительно необходимы для прорастания семян, разработаем и проведем эксперимент.

Возьмем шесть проб по 100 семян одного вида, например кукурузы, и поместим в условия, различающиеся только по одному признаку.

Сосуд с первой пробой поместим в светлое, теплое место. В сосуд нальем воды так, чтобы она до половины покрывала семена. В этом случае воздух будет свободно проникать к семенам.

Вторую пробу семян поместим в такие же условия, что и первую, но сосуд заполним кипяченой водой доверху, лишив таким образом семена воздуха.

Сосуд с третьей пробой поместим в такие же условия, что и первый, но в темпом месте.

В четвертом сосуде оставим семена сухими.

Пятую пробу будем держать при температуре +1 СС.

Шестой сосуд заполним влажной почвой и поставим в теплое место.

Проанализировав результаты эксперимента, мы придем к выводу, что свет и почва не являются обязательными условиями для прорастания семян. Семена кукурузы прорастают при наличии воды, воздуха и определенной температуры. Однако если мы внимательно рассмотрим наши пробы, то увидим, что и при благоприятных условиях пе вое семена проросли. Изучив эти семена, мы выясним, что их зародыш мертв. Следовательно, прорасти могут только семена с живым зародышем.

Если вы будете сравнивать условия, необходимые для прорастания семян растений разных видов, то убедитесь, что они сильно различаются. Например, для прорастания зерновок кукурузы воды потребуется в два раза меньше их собственной массы, а для прорастания клевера воды должно быть в полтора раза больше массы семян. В то же время семена клевера прорастают уже при температуре +1 °С, кукурузы - при температуре выше +8 йС, а для семян дыни температура прорастания будет составлять +15 "С. Вы установите, кроме того, что большинство семян прорастает как на свету, так и в темноте, но есть растения (например, табак, череда), для прорастания семян которых свет необходим. Напротив, семена рыжика мелкоплодного прорастают только в темноте.

Итак, даже самое простое научное исследование требует четко продуманного и тщательно проведенного эксперимента, на основании которого можно сделать научно достоверные выводы. При проведении наблюдений и экспериментов применяют самые современные приборы, аппаратуру, инструменты - электронные микроскопы, радиолокаторы, хроматографы и др.

Жизнь удивительно многообразна.

Чтобы разобраться в том многообразии, необходимо выявить и упорядочить кодство и различия у живых организмов. Для решения.этих задач применяется сравнительный метод. Он позволяет сопоставить результаты наблюдений для выявления общих закономерностей.

Биологи используют и другие методы исследования. Например, описательный метод широко применялся еще учеными древности, но не потерял своего значения и сегодня.

Исторический метод помогает осмыслить полученные факты, сопоставив их с ранее известными результатами.
В науке любые новые открытия способствуют устранению прежних неправильных представлений и указывают на взаимосвязи между явлениями. В биологии новые отрытая создают базу для множества практических достижений в медицине, сельском хозяйстве, промышленности и других областях человеческой деятельности.

Многие считают, что следует заниматься только теми биологическими исследованиями, которые помогут решить нкретныс практические проблемы сегодняшнего дня. Безусловно, развитие прикладных наук имеет очень важное значение, но нельзя забывать о важности исследований в “чистой” науке. Знания, полученные в фундаментальных ледованиях, могут показаться бесполезными для повседневной жизни человека, но они помогают понять законы, которым развивается окружающий нас мир, и почти наверняка рано или поздно найдут практическое применение.

Научное исследование. Научный факт. Наблюдение. Гипотеза. Эксперимент. Закон. Теория.

1. Какова основная цель науки?
2. Что такое научный метод? В чем его основной принцип?
3. Что такое научный эксперимент?
4. Какой факт может считаться научным?
5. Чем гипотеза отличается от закона или теории?
6. Какова роль прикладных и фундаментальных исследований в науке?

Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 9 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта

Содержание урока конспект уроку и опорный каркас презентация урока акселеративные методы и интерактивные технологии закрытые упражнения (только для использования учителями) оценивание Практика задачи и упражнения,самопроверка практикумы, лабораторные, кейсы уровень сложности задач: обычный, высокий, олимпиадный домашнее задание Иллюстрации иллюстрации: видеоклипы, аудио, фотографии, графики, таблицы, комикси, мультимедиа рефераты фишки для любознательных шпаргалки юмор, притчи, приколы, присказки, кроссворды, цитаты Дополнения внешнее независимое тестирование (ВНТ) учебники основные и дополнительные тематические праздники, слоганы статьи национальные особенности словарь терминов прочие Только для учителей

Программа: ,

Урок №2

Тема: «Методы исследования в биологии».

Задачи:

Обучающие: Познакомить учащихся с методами исследования в биологии, рассмотреть последовательность проведения эксперимента, выявить, в чем заключается отличие гипотезы от закона или теории.

Развивающие : Способствовать развитию интеллектуальных умений и памяти; продолжить умение сравнивать и анализировать, выделять главное и приводить примеры. Сформировать целостную картину мира.

Воспитательные: Способствовать формированию научного мировоззрения, реализовать экологическое и эстетическое воспитание, половое и трудовое воспитание.

Оборудование: Таблицы с изображением последовательности проведения эксперимента. Презентация.

Ход работы:

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний(10 минут).

Работа по карточкам (3 варианта): написать определение.

1 вариант:

3. Напишите определение:

2 вариант:

1. Какие царства выделяют в живой природе?

2. Почему современную биологию считают комплексной наукой?

3. Напишите определение:

Ботаника, геоботаника, орнитология, физиология, гистология , экология, биохимия .

3 вариант:

1. Какие царства выделяют в живой природе?

2. Почему современную биологию считают комплексной наукой?

3. Напишите определение:

Зоология, бриология, палеоботаника, этология, анатомия, генетика, биотехнология.

III. Изучение нового материала (20 минут).

На прошлом уроке мы с вами рассмотрели понятие биологии, как науки в целом. Сегодня мы с вами посмотрим, какие же методы используются в биологии.

Тема нашего сегодняшнего урока: «Методы исследования в биологии» (слайд 1 ). – запись в тетради.

Какие же методы исследования использует эта наука – биология?

Вопрос: Прежде чем начать рассматривать, давайте определимся, что же такое наука?

Наука – один из способов изучения и познания окружающего мира (слайд 2 ). Запись в тетради.

Биология помогает понять мир живой природы. Мы уже знаем, что люди с древнейших времен изучают живую природу. Сначала они изучали отдельные организмы, собирали их, составляли списки растений и животных, населяющих разные места. Обычно этот период изучения живых организмов называют описательным, а саму дисциплину - естественной историей. Естественная история является предшественницей биологии.

Что же такое научный метод? Научный метод – это совокупность приемов и операций, используемых при построении системы научных знаний. – запись в тетради.

Биология многогранна и поэтому нуждается в систематизированных и разносторонних методах изучения. Выделяют следующие методы исследования (слайд 3 ).

Например, очень многие биологические исследования проходят непосредственно на природе – наблюдение, описание, сравнение. В то же время значительная часть исследований требует лаборатории. В лабораторных условиях биологи ставят эксперименты, осуществляют моделирование. Биологии не чужды и исторические методы исследования, потому что биология изучает живые организмы в развитии, а развитие это может длиться миллионы лет.

Рассмотрим каждое по отдельности: (запись в тетрадь)

Наблюдение (слайд 4)

Преднамеренное, целенаправленное восприятие объектов и процессов с целью осознания его существенных свойств. Наблюдение – отправной пункт всякого естественнонаучного исследования. В биологии это особенно хорошо заметно, так как объект ее изучения – человек и окружающая его живая природа. Наблюдение как метод собирания информации – хронологически самый первый прием исследования, появившийся в арсенале биологии, этот метод не утратил своего значения и по сей день. Наблюдения могут быть прямыми или косвенными, они могут вестись с помощью технических приспособлений или без таковых. Так, орнитолог видит птицу в бинокль и может слышать ее, а может фиксировать прибором звуки вне слышимого человеческим ухом диапазона

Описательный (слайд 5)

Для выяснения сути явления человеку надо сначала насобирать фактическую информацию, а потом описать ее изложить для использования другими поколениями. Суть этого метода, в сборе информации, описании характеристик и поведенческих признаков исследуемого процесса или живого организма и исследование одновременно.
В ранний период развития биологии именно сбор и описание фактов являлись главными приемами изучения. Эти же методы актуальны и сегодня. Описание - есть результат интерпретации наблюдений. Например, составляя описание найденного скелета, палеонтолог назовет позвонками определенные кости постольку, поскольку он пользуется методом установления аналогии со скелетами уже известных животных. Описание – это основной метод классической биологии, базирующийся на наблюдении. Позже описательный метод лег в основу сравнительного и исторического методов биологии. Правильно составленные описания, произведенные в разных местах, в разное время, можно сравнивать. Это позволяет путем сопоставления изучать сходство и различие организмов и их частей.

Сравнительный метод (слайд 6)

В XVIII в. стал популярным сравнительный метод. В его основе лежит сопоставление и изучение схожих и различных черт живых организмов, их строения. Этот метод является основой систематики. Благодаря ему открыто крупнейшее обобщение и создана клеточная теория. Этот метод популярен и в наше время. Сравнение - сопоставление организмов и их частей, нахождение черт сходства и различий (например, вы наблюдаете насекомых и замечаете, что у многих из них имеются чёрные и жёлтые полоски. Многие считают. Что все это пчёлы и осы, поэтому обращаются с ними осторожно.

Исторический (слайд 7)

Исторический метод применяется для изучения закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций.

Эксперимент (слайд 8)

Целенаправленное изучение явлений в точно установленных условиях, позволяющее воспроизводить и наблюдать эти явления. Полный цикл экспериментального исследования состоит из нескольких стадий. Как и наблюдение, эксперимент предполагает наличие четко сформулированной цели исследования. Поэтому, приступая к эксперименту, нужно определить его цели и задачи, обдумать возможные результаты. Научный эксперимент должен быть хорошо подготовлен и тщательно проведен.

(Слайд 9) Итак, в результате наблюдения и эксперимента исследователь получает некоторое знание о внешних признаках, свойствах изучаемого предмета или явления, то есть новые факты. Результаты, полученные в ходе наблюдений и экспериментов, должны быть проверены новыми наблюдениями и экспериментами. Только после этого их можно считать научными фактами. – запись схемы в тетрадь.

Давайте запишем определения этих методов: запись в тетрадь (слайд 10)

Наблюдение - преднамеренное, целенаправленное восприятие объектов и процессов с целью осознания его существенных свойств;

Описательный метод - заключается в описании объектов и явлений;

Сравнение - сопоставление организмов и их частей, нахождение черт сходства и различий;

Исторический метод – сопоставление результатов наблюдений с ранее полученными результатами;

Эксперимент - целенаправленное изучение явлений в точно установленных условиях, позволяющее воспроизводить и наблюдать эти явления.

Как же всё-таки происходит научное исследование? (слайд 11) – запись схемы в тетрадь.

Теперь рассмотрим порядок проведение биологического опыта: (слайд 12) - запись в тетрадь.

IV. Закрепление материала (10 минут). (слайд 13).

Распишите поэтапно научное исследование, на примере изучения условий, необходимых для прорастания семян (стр. 7-8).

V. Домашнее задание (слайд 14).

§ 2. Опишите поэтапно проведение биологического опыта на тему:

I вариант: «Влияние загрязнения водоёма на численность животных и растений»;

II вариант: «Влияние различных видов и доз удобрений на определённые сорта культурных растений».