استخدام العلاقات الغذائية المحددة بين الأنواع (المفترس والفريسة) في التكاثر الحيوي للتحكم في عدد الآفات ومسببات الأمراض النباتية. وبالتالي، من أجل مكافحة الحشائش الضارة (أوروبانش) بنجاح... القاموس البيئي

استخدام الكائنات الحية ومنتجاتها الأيضية (أو نظائرها الاصطناعية) للسيطرة على كثافة تجمعات الآفات الحشرية والأعشاب والفطريات المسببة لأمراض النباتات الزراعية.قاموس المصطلحات التجارية.... ... قاموس المصطلحات التجارية

الطرق البيولوجية لتصحيح النشاط الانتحاري- أنواع مختلفة من العلاج البيولوجي الطبية وغير الطبية، والتي تهدف بشكل مباشر إلى تصحيح ومنع النشاط الانتحاري. أشهر الأدوية النفسية المستخدمة في التصحيح... ... موسوعة نفسية عظيمة

الطرق البيولوجية للتحليل- تقوم البيولوجيا بتحليل طرق الحالة البيئية وتطبيقات طرق التحليل، ورصد الأنشطة البيولوجية الطبية، وخلايا التخمير، والمؤشرات الحيوية المختلفة. عملية نموذجية لأنظمة بيولوجية.… ... تنتهي البيئة البيئية بحياة جديدة

أساليب الجودة. الكشف والكميات. تعريفات غير منظمة ومنظمة. مركبات تعتمد على استخدام الكائنات الحية كمواد تحليلية. المؤشرات. تعيش الكائنات الحية دائمًا في بيئة كيميائية محددة بدقة. تعبير. إذا كسرت هذا...... الموسوعة الكيميائية

مقالات ناقلات تعتمد على المواد النانوية الهندسة الوراثية الحمض النووي DNA رقاقة الجينات تسليم الجينات قليل النوكليوتيد البلازميد تفاعل البوليميراز المتسلسل RNA (المصدر: "قاموس RUSNANO لمصطلحات تكنولوجيا النانو الأساسية") ... القاموس الموسوعي لتقنية النانو

GOST R ISO 22030-2009: جودة التربة. الطرق البيولوجية. السمية النباتية المزمنة للنباتات العليا- المصطلحات GOST R ISO 22030 2009: جودة التربة. الطرق البيولوجية. السمية النباتية المزمنة للنباتات العليا الوثيقة الأصلية: 3.2 الكتلة الحيوية: الكتلة الإجمالية للبراعم والزهور والقرون. ملاحظات 1 يتم قياس الكتلة الحيوية بـ ... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني

طرق تنقية المياه هي طرق لفصل المياه عن الشوائب والعناصر غير المرغوب فيها. هناك عدة طرق للتنظيف وتندرج جميعها ضمن ثلاث مجموعات من الطرق: ميكانيكية، فيزيائية، كيميائية، بيولوجية، ميكانيكية أرخص... ... ويكيبيديا

على أساس استخدام مختلف التغيرات في الكائنات الحية ومنتجاتها الأيضية التي تحدث تحت تأثير زيادة تركيزات المواد الكيميائية. العناصر المميزة للأفكار. اعتمادًا على طبيعة التغييرات المستخدمة ، فهي ... ... الموسوعة الجيولوجية

كتب

• ، موسولوف س. . هذا الكتاب عبارة عن مجموعة من 39 عملاً أصليًا تعكس نتائج البحث العلمي الذي أجراه قسم علاج الأمراض العقلية في موسكو على مدى السنوات العشر الماضية... الناشر: الفكر الاجتماعي السياسي, الصانع: الفكر الاجتماعي والسياسي,
• الطرق البيولوجية لعلاج الاضطرابات النفسية. الطب المبني على الأدلة - الممارسة السريرية، Mosolov S.N. . هذا الكتاب عبارة عن مجموعة من 39 عملاً أصليًا تعكس نتائج البحث العلمي الذي أجراه قسم علاج الأمراض العقلية في موسكو خلال السنوات العشر الماضية... السلسلة: الناشر:

الجامعة التربوية "الأول من سبتمبر"

بوخفالوف ف.

تنمية القدرات الإبداعية لدى الطلاب في دروس علم الأحياء

استخدام عناصر نظرية الحل الابتكاري للمشكلات (TRIZ)

ولسوء الحظ، علينا أن نعترف أنه على الرغم من الإصلاح المستمر لمحتوى التعليم المدرسي، فإن المعلومات والتعليم الإنجابي هو السائد في دروس علم الأحياء. مثل هذا النهج لا يلبي متطلبات المجتمع الحديث، حيث ما يأتي في المقدمة ليس الطبيعة الموسوعية للمعرفة، بل القدرة على الحصول على المعلومات وتحويلها واستخدامها بشكل خلاق للبحث أو الأنشطة العملية.
في النصف الثاني من القرن الماضي ج. طور ألتشولر نظرية الحل الابتكاري للمشكلات (TRIZ). في التفسير البدائي، TRIZ عبارة عن مجموعة من الخوارزميات لصياغة المشكلات الإبداعية وحلها. يمكن استخدام عناصر TRIZ كوسيلة فعالة جدًا لتطوير التفكير الإبداعي لدى الطلاب عند تدريس علم الأحياء في المدرسة. منذ عام 1987، تم إجراء هذه التجربة من قبل المؤلف وزملائه من حوالي عشر مدارس في لاتفيا.
يتطلب تنفيذ هذا العمل تغييرات كبيرة في محتوى الدورة. إلى جانب النصوص الإعلامية التقليدية والقضايا الإنجابية والعمل المختبري، تضمنت الدورة مشاكل بيولوجية - مهام إبداعية قام بتجميعها المؤلف نفسه وزملاؤه. بالإضافة إلى ذلك، تم إنشاء مجموعات من الأعمال الإبداعية في علم الأحياء للبحث والخبراء والمشروعات والمحتوى التنبؤي، والتي تُستخدم أيضًا في الفصل الدراسي وكواجب منزلي.
المحاضرات الثمانية المقترحة عبارة عن دورة موجزة للأنواع الرئيسية لأنشطة التعلم للطلاب والدعم المنهجي للمعلم، تهدف إلى تعريف الزملاء بنهج TRIZ في تدريس علم الأحياء في المدرسة.

المنهج الدراسي

الجريدة رقم.	المواد التعليمية
	محاضرة 1. هيكل ومحتوى البحوث البيولوجية
	محاضرة 2.المشاكل البيولوجية وطرق حلها
	محاضرة 3.إشكالية المفاهيم البيولوجية الاختبار رقم 1 (تاريخ الاستحقاق: 25 نوفمبر 2006)
	محاضرة 4.أوراق الخبراء في علم الأحياء
	محاضرة 5.عمل المشروع في علم الأحياء الاختبار رقم 2 (تاريخ الاستحقاق: 25 ديسمبر 2006)
	المحاضرة 6.مقدمة لتكنولوجيا الاكتشاف العلمي
	المحاضرة 7.السيرة الذاتية الإبداعية لعالم
	المحاضرة 8.منهجية تنظيم الأنشطة التعليمية للطلاب من أجل التنمية الفعالة للقدرات الإبداعية
العمل النهائي. يجب إرسال الأعمال النهائية، مصحوبة بشهادات من المؤسسة التعليمية (أعمال التنفيذ)، إلى الجامعة التربوية في موعد أقصاه 28 فبراير 2007.

المحاضرة 1. هيكل ومحتوى البحث البيولوجي

خصائص البحث في الممارسة العلمية

لا يمكن تصور الحياة الحديثة بدون العلم. دعونا نسأل الطلاب سؤالاً بسيطًا: ما هي أهمية العلم في حياة الإنسان اليومية؟ ومن الغريب أن طلابنا يمكنهم معرفة الكثير من نظرية العلوم: إعطاء أمثلة على الأنماط والقوانين والنظريات وأساليب المعرفة، ولكن لسبب ما، غالبًا ما يسبب لهم هذا السؤال صعوبة. لكن الصندوق يفتح ببساطة شديدة - كل ما يحيط بنا في الفصول الدراسية بالمدرسة هو تجسيد مباشر للعلم في الممارسة العملية: تم بناء مبنى المدرسة نفسه وفقا لقوانين بناء الهياكل الهندسية؛ يتم إنشاء المكاتب والكتب المدرسية والدفاتر مع مراعاة المعايير الصحية؛ يتم تركيب المصابيح في المكتب وفقا لقوانين الهندسة الكهربائية. حتى ملابسنا يتم تصميمها مع الأخذ بعين الاعتبار مجموعة كاملة من القوانين والأنماط. عند الاستعداد للمدرسة في الصباح، نستخدم الصابون، ونصنع الشاي أو القهوة، ونمارس التمارين الرياضية، وكل هذا يتم ضمانه من خلال التطبيق العملي للمعرفة بالقوانين العلمية. علاوة على ذلك، فإن هذه المعرفة قد وضعها آباؤنا فينا منذ الطفولة المبكرة كحقائق بسيطة، كما يمكن للمرء أن يقول بديهيات. لقد اعتدنا منذ الطفولة على اتباعها، دون التفكير حقًا في صحتها.

السؤال الأول الذي يطرح نفسه: هل كل شيء صحيح في أساليبنا في تدريس المواد، إذا كان الطلاب بشكل عام يعرفون المبادئ النظرية جيدًا، لكن طلب تبرير أفعالهم العملية نظريًا غالبًا ما يتركهم في حيرة من أمرهم؟ على سبيل المثال، من غير المرجح أن يتمكن الأطفال من الإجابة على السؤال: ما هي قوانين الفيزياء التي تحتاج إلى معرفتها لتثبيت المقبس؟ أو ما هي قواعد علم الأحياء التي يجب أن تضعها في اعتبارك عند رعاية النباتات الداخلية؟ أو ما هي القواعد التي تحدد أنك تحتاج إلى تنظيف أسنانك مرتين على الأقل في اليوم، وليس ثلاث أو خمس مرات؟

بدأ البحث العلمي في كثير من الحالات بصياغة مشكلات عملية محددة لم تكن هناك إجابات لها، أو لم تكن الإجابات المتاحة في ذلك الوقت تسمح للمرء بالحصول على نتائج عملية عالية بشكل كامل.

لنأخذ المثال الكلاسيكي للبحث في تغذية النبات. حتى أن المزارعين القدماء تعلموا استخدام السماد والرماد لزيادة إنتاجية النبات. ومع ذلك، فإن التقلبات المستمرة في الإنتاج على مر القرون أوضحت أن الجمع بين المعدن والعضوي

يخضع استخدام الأسمدة لقواعد معينة ولا يعتمد فقط على التربة، ولكن أيضًا على المحاصيل المزروعة. وفقط في أواخر التاسع عشر - أوائل القرن العشرين. أصبحت الكيمياء الزراعية تدريجيًا علمًا مستقلاً، يكشف عن أنماط في جمع واستخدام الأسمدة في الحقول.

ومن ثم فإن السمة الأولى المحددة للبحث العلمي هي ذلك تنشأ الأسئلة التي يبحث العلماء عن إجابات لها في أنشطة عملية حقيقية. تسمى مثل هذه الأسئلة مشاكل. المشكلة هي سؤال لا توجد إجابة له على الإطلاق أو أن الإجابات المتاحة ليست محددة، مما يضمن فعالية الأنشطة العملية. المشاكل هي رفاق حياتنا الدائمين، كبيرة كانت أم صغيرة، معقدة أم لا، لكنها موجودة دائمًا عندما نحاول القيام بشيء ما. لا يمكنك، بالطبع، عدم القيام بأي شيء، ولكن بعد ذلك تنشأ مشكلة البقاء على قيد الحياة.

العلماء في معظمهم أناس ملتزمون ودقيقون للغاية. إنهم يتساءلون دائمًا عما يبدو للكثيرين بسيطًا ومفهومًا. مثال بسيط من أعمال ن. كوبرنيكوس. يعلم الجميع أن الشمس تشرق من الشرق وتغرب في الغرب. في بداية القرن السادس عشر. لم يشك أحد تقريبًا في أن الشمس هي التي تدور حول الأرض، لأن الجميع شاهدوا حركة الشمس، لكن لم ير أحد حركة الأرض. وفقط ن. كوبرنيكوس شكك: هل الأمر كذلك أم أنه يبدو فقط؟ نتيجة للبحث، تمكن العالم من إثبات أن كل شيء هو عكس ذلك تماما: الشمس تقف ثابتة، والكواكب، بما في ذلك الأرض، تتحرك حولها.

ولكن هل من الضروري التحقق مرة أخرى من الحقائق المعروفة؟

لنعد إلى مثال استخدام الأسمدة في الحقول. لعدة قرون تم تنفيذ هذا العمل على أساس الخبرة العملية. ويمكن القول إن المزارعين تعلموا استخدام مجموعات مختلفة من الأسمدة المعدنية والعضوية بفعالية كبيرة، ولكن السؤال الذي يطرح نفسه: هل كانت هذه الحلول العملية هي الأفضل؟

وهنا نأتي إلى الخاصية الثانية المحددة للبحث العلمي: إن نتائج البحث العلمي لا يمكن أن تكون ذات طبيعة الحقيقة المطلقة، لأنها دائما مقيدة بأساليب الإدراك والقدرات الفكرية للباحثين، وبالتالي تحتاج إلى إعادة فحص دورية. وهذا يعني أن أي حقيقة، حتى تلك التي تبدو غير قابلة للشفاء، يجب أن يتم التشكيك فيها وإعادة فحصها من وقت لآخر. تظهر طرق بحث جديدة، وغالبا ما يؤدي تطبيقها إلى توضيحات كبيرة في محتوى الحقائق، وأحيانا إلى الاستبدال الكامل للحقائق القديمة بأخرى جديدة.

كثيراً ما نسمع الشباب يعلنون متشككين أن الآفاق العلمية غير كافية: فكل الاكتشافات الكبرى أو كلها تقريباً قد تحققت بالفعل، وليس هناك أي معنى في قضاء سنوات، أو حتى العمر، في تفاصيل صغيرة. بالمناسبة، في جميع الأوقات، كان معظم الشباب يشككون في مهنة علمية وقليل منهم فقط "بدأوا من جديد"، وإعادة التحقق مما كان يعتبر حقيقة لا تتزعزع.

يجب أن نتذكر دائمًا أن أي حقيقة تولد كهرطقة وتموت كضلال. صحيح أن لا أحد يعرف عمر الحقيقة، ومن المستحيل تحديدها. تعتمد هذه المرة على السرعة التي تظهر بها أساليب المعرفة الجديدة والعلماء ذوي الذكاء الاستثنائي. ماذا كنا نعرف عن التركيب الخلوي للكائنات الحية قبل ظهور المجهر؟ ولم يكن هناك سوى فرضيات في هذا الصدد. أدى اختراع المجهر إلى اكتشافات ثورية في مجال بنية وعمل الخلايا والأنسجة، وظهور علوم جديدة - علم الخلايا، وعلم الأجنة، وعلم الأنسجة.

كان العلماء راضين بشكل عام عن الصورة المادية للعالم، والتي تم تأطيرها في النظام المتناغم للميكانيكا بواسطة نيوتن، وفجأة، وهذا يحدث دائمًا في العلم، فجأة، ظهر رجل يتمتع بذكاء غير عادي، أ. أينشتاين، الذي يطرح النظرية النسبية الخاصة في البداية كفرضية. وهذا يعطي اتجاها جديدا للبحث الفيزيائي ويؤدي إلى مراجعة الصورة المادية بأكملها للعالم، والتي بدت للعلماء حتى وقت قريب بسيطة ومفهومة وغير متناقضة بشكل عام.

السمة الثالثة المحددة للبحث العلمي هي الحاجة إلى التعليم الذاتي المستمر من أجل دراسة المعلومات في كافة القضايا المتعلقة بمجال البحث. ربما لا يوجد في أي مهنة أخرى مثل هذا المطلب الصارم للدراسة المستمرة للأدبيات العلمية ونتائج أحدث الأبحاث كما هو الحال في مهنة العالم. يتم تجميع تجربة الباحثين الآخرين المقدمة في المنشورات في شكل فهرس بطاقة علمية، والذي يتم تجديده على مر السنين وهو الأداة الأكثر قيمة للمعرفة العلمية. ولا عجب أنهم يقولون إن من يملك المعلومة يملك الحقيقة. ما أهمية فهرس البطاقة في العمل العلمي؟ لأنه يحدد مجال المعلومات المعروفة ويحدد بوضوح الحدود التي يبدأ من بعدها المجهول.

في عام 1919، وصل محاسب أوديسا I. Guberman بمساعدة الجبر الأولي إلى نفس أحكام النظرية النسبية الخاصة تقريبا مثل A. Einstein. تخيل دهشته وخيبة أمله عندما علم أن هذه الأحكام قد تم اكتشافها بالفعل. العزلة عن المعلومات المتعلقة بأحدث الأبحاث تقلل من النشاط العلمي إلى لا شيء.

السمة الرابعة المحددة للعلم هي في البحث واختبار كل الطرق الممكنة المؤدية إلى الحقيقة. هذه المسارات هي فرضيات علمية. تتضمن الفرضية العلمية دائمًا حقائق وافتراضات معينة. إذا تم بناء الفرضية دون حقائق علمية، فقط على الافتراضات، فغالبا ما تكون خالية من المعنى العلمي. وهذا جانب منهجي مهم للغاية يحدد موضوعية البحث العلمي.

هل فكر أحد في السؤال: لماذا، في الواقع، تتبادر إلى الذهن فرضيات مثيرة للاهتمام، كقاعدة عامة، للعلماء المشاركين في الأبحاث؟ لماذا لا تخطر لنا هذه الفرضيات؟ لماذا نحن أسوأ؟ على سبيل المثال، لاحظ "أبو الطيران الروسي"، موزايسكي، ذات مرة وهو يمشي تحت المطر، كيف تتدفق المياه المتدفقة من أنبوب الصرف حول الطوب. ومن خلال النظر إلى موضع الطوب، توصل إلى فكرة شكل جناح الطائرة. مثال آخر: وفقا لبعض مؤرخي العلوم، حلم الكيميائي كيكولي بشكل حلقة البنزين. ربما سيتبادر إلى أذهاننا شيء ما، مثل فكرة Mozhaisky، إذا مشينا كثيرًا تحت المطر؟

لا هذا ولا ذاك. فقط أولئك المنغمسين في المعلومات حول هذا الموضوع يمكنهم رؤية فرضية علمية. تعتمد الفرضية دائمًا على الحقائق، والفرضية نفسها، باعتبارها رؤية بديهية، لا تولد إلا إذا كان العالم يفهم هذه الحقائق بانتظام ويخلق في ذهنه خيارات لتسلسلات مختلفة لحل المشكلة. وإلا فلن يحدث شيء.

يمكنك أن تسميها بشكل مختلف: البصيرة، الاستنارة، الحاسة السادسة، الوحي الإلهي، ما شئت. لكن الحقيقة لا تنكشف إلا للمستحقين، لأولئك الذين أثبتوا حقهم فيها عبر سنوات عديدة من العمل الشاق، وأحيانًا طوال حياتهم بأكملها. ربما لهذا السبب لا يوجد حائزون على جائزة نوبل من الشباب والمتحمسين؟

ما هي نتائج العمل العلمي؟ لنفترض أن أحد العلماء كرّس حياته كلها لاختبار عدد من الفرضيات، وبحلول نهاية حياته ومسيرته المهنية كان مقتنعًا بأن جميعها كانت خاطئة. يمكن أن يكون هذا؟ وكيف! نحن نعرف أسماء هؤلاء العلماء الذين حققوا نجاحا لا شك فيه، ومبدعي القوانين والنظريات، ومؤلفي الفرضيات الشهيرة والأصلية وأساليب البحث. لكن المئات من أسماء العلماء الذين لم يحققوا اكتشافات عظيمة تبقى فقط في سجلات الأدبيات العلمية المتخصصة. تقريبا لا أحد يعرف عنهم. لقد أعادوا اختبار فرضيات مختلفة وأقنعوا أنفسهم وأقنعوا الآخرين بأن العديد من هذه الفرضيات لا يمكن الدفاع عنها. هل يعني أن الحياة ضاعت؟ إذا لم تكن هناك اكتشافات عظيمة، فأي نوع من العلماء أنت؟

لا، لم يضيع. وعملهم لا يقل أهمية عن عمل واضعي القوانين والنظريات. وبفضل جهودهم يتم توفير وقت العلماء الآخرين في عمليات البحث غير الضرورية وتضييق مجال البحث عن الحقيقة. يمكن أن يكون هناك الكثير من الفرضيات المتعلقة بحل مشكلة ما - العشرات وحتى المئات. السؤال الذي يطرح نفسه: هل من الضروري التحقق من كل شيء؟ ربما يكفي التحقق من عشرة أو ثلاثين أو تلك التي تبدو للعالم الأقرب إلى الحقيقة؟

من السمات المحددة للبحث العلمي على وجه التحديد أنه من الضروري اختبار جميع الفرضيات الممكنة. لا أحد يعرف ولا يستطيع أن يعرف، ومن الصعب للغاية تحديد الفرضية التي سيتبين صحتها نتيجة للاختبار العملي بشكل حدسي.

علاوة على ذلك، قد يكون هناك العديد من هذه الحقائق، والتي تعطي لاحقا اتجاهات بديلة في تطوير العلم والممارسة. ولذلك فإن البحث العلمي يتطلب الصبر والاختبار المتكرر.

دعونا نستخلص بعض الاستنتاجات من الجزء الأول من محاضرتنا.

الاستنتاج واحد- متشائم. العمل العلمي في أغلب الأحيان لا يجلب المال ولا الشهرة. كما كتب K.E تسيولكوفسكي: "طوال حياتي كنت أفعل شيئًا لم يمنحني الشهرة ولا الخبز، لكنني اعتقدت أن عملي في المستقبل سيجلب للناس جبالًا من الخبز وهاوية من القوة" ("أحلام الأرض والسماء"). ).

هل هذا يعني أن العلم مهنة لأشخاص ليسوا من هذا العالم؟ مُطْلَقاً. بالفعل في المدرسة، من الضروري البدء في التحضير للنشاط العلمي، وتعليم الطلاب أساسيات البحث العلمي والبحث عن المشكلات التي لها آفاق الممارسة العلمية. وينبغي أن نتذكر أن المجتمع لا يمكن أن يكون متحضرا وقادرا على المنافسة إلا إذا كانت المؤسسات العلمية المتوفرة في هذا المجتمع قادرة على المنافسة.

من المهام الرئيسية للمعلم تعريف الطلاب بأحدث الأبحاث في العلوم محل الدراسة، والمشكلات التي يعمل عليها العلماء حاليًا، وطرق حلها، والآفاق العملية لاستخدام الحلول الممكنة. أما بالنسبة للمال والشهرة، فهناك العديد من المهن التي تعتمد على حماس الأشخاص الذين يختارون هذه المهن. إن مهن الطبيب والمعلم والمهندس ليست ذات أجور عالية في بلادنا، لكن من المستحيل تصور مجتمع بدون هذه المهن.

الاستنتاج الثاني- مستبشر. تظهر ممارسة العديد من المعلمين أنه بدءًا من الصفوف من السادس إلى السابع، يمكن تعليم الطلاب تدريجيًا منهجية البحث العلمي. علاوة على ذلك، بالفعل في المدرسة، يمكن للطلاب الأفراد إجراء بحث ناجح للغاية ومثير للاهتمام علميا.

الاستنتاج الثالث- منهجي. توفر المواد المعروضة أعلاه معلومات لتنظيم المناقشات مع الطلاب. يمكن إجراء مناقشات منفصلة لكل عنصر من عناصر البحث العلمي بدءاً من الصف السادس. بعد كل شيء، خصوصية البحث العلمي هي بعض أنماط النشاط العلمي، وفهم جوهرها يسمح للطالب بتخيل عمل العالم حقا. دعونا نكرر بإيجاز تسلسل مراحله الرئيسية.

يمكن اعتبار العالم من حولنا بمثابة مجموعة من المشكلات التي تنشأ في الأنشطة العملية، ومن المهم أن نتعلم كيفية رؤية هذه المشكلات وصياغتها.

ومن المهم جدًا مراجعة الأنماط والقوانين والنظريات المعروفة من وقت لآخر، وخاصة مقارنتها بالحقائق الجديدة. يجب أن يكون هناك "مطاردة" حقيقية للتناقضات بين النظرية والحقائق. إن التناقضات هي محرك العلم.

لتجميع المعلومات اللازمة للعمل العلمي، هناك حاجة إلى ملف البطاقة. من الناحية المثالية، يجب أن تبدأ في تجميع فهرس البطاقات من روضة الأطفال، أو في الحالات القصوى، من المدرسة. كلما زاد حجم الملف الخاص بالموضوع قيد الدراسة، زادت فرص الفوز، أي. لاكتشاف علمي، وشرف، وشهرة، ومال، وجائزة نوبل، أخيرًا. هذا إذا تعاملت مع الأمر بروح الدعابة. ولكن على محمل الجد، يتطلب الحفاظ على فهرس البطاقة التعليم الذاتي المستمر - بعد كل شيء، لا تحتاج إلى كتابة حقيقة فحسب، بل تحتاج أيضًا إلى تحليل علاقتها بالحقائق والنظريات الأخرى.

لذلك، بمقارنة الحقائق والنظريات، رأينا تناقضا. تبدأ المتعة - صياغة فرضيات لحل التناقضات واختبارها. يجب أن يكون للفرضيات أساس واقعي جزئي على الأقل، أي. أن تكون علمية، وكلما زاد عدد الفرضيات، زاد احتمال أن يتبين أن واحدة منها على الأقل صحيحة.

ولكن هل كل شيء في هذه النتائج يتوافق مع العمل العلمي، أم أن هناك خطأ ما؟ هذا هو ما تحتاج إلى مناقشته مع الطلاب.

هيكل البحث البيولوجي وخصائص محتواه

يذاكرهو حل لمشكلة ما، بما في ذلك التحليل النظري، وصياغة الفرضيات، والاختبار العملي للفرضيات التي تم الحصول عليها وعرض النتائج. البحث العلمي لديه الهيكل التالي.

1. بيان مشكلة الدراسة وأهدافها وغاياتها.تعتمد نتائج الدراسة بأكملها على مدى صحة صياغة المشكلة. مشكلة البحث هي صعوبة تفسير النشاط الحياتي لكائن حي أو مجتمع، أو نقص أو غياب المعلومات حول أي كائن أو عملية.

تبدأ صياغة المشكلة بوصف موجز للموقف الذي تنشأ فيه المشكلة، يليه بيان بالمشكلة نفسها.

لصياغة مشكلة حول الصعوبة التي تنشأ، يمكنك استخدام المخطط التالي: أداء الإجراء (وصف موجز لجوهره) يعطي تأثيرًا إيجابيًا (أشر إلى أي واحد)، ولكن في نفس الوقت يحدث تأثير سلبي (أشر إلى أي واحد) واحد).

لصياغة مشكلة حول نقص أو عدم وجود معلومات حول أي نظام، يمكنك استخدام المخطط التالي: زيادة كفاءة النظام (أشر إلى أي واحد) ممكن إذا تم إنشاء شروط خاصة (أشر إلى أي واحد).

واستنادا إلى جوهر المشكلة، يتم صياغة الغرض من الدراسة. الهدف هو النتيجة المتوقعة للدراسة.

يتم صياغة أهداف البحث وفقا للغرض. تشير أهداف البحث إلى المراحل الرئيسية للعمل، كقاعدة عامة، هناك ثلاثة منها: التحليل النظري لمشكلة البحث، وصياغة فرضيات حلول المشكلة في نموذج نظري، والاختبار العملي للنموذج النظري ومكوناته. تصحيح.

2. اختيار طرق البحث.يتم تحديد اختيار طرق البحث من خلال المهام. لإكمال كل مهمة، ينبغي النظر بعناية في الأساليب النظرية و (أو) العملية واختيارها.

وتشمل الأساليب النظرية: التحليل المقارن للمعلومات من الأدبيات العلمية، والنمذجة، وتحليل النظم، وطرق حل التناقضات، والتصميم والتصميم.

تشمل أساليب البحث العملي: الملاحظة، القياس، الاستبيانات، المقابلات، الاختبار، المحادثة، طريقة التقييم (تحديد أهمية شيء ما، نشاط شخص أو حدث باستخدام مقياس تصنيف خاص)، طريقة الخصائص المستقلة (رسم وصف مكتوب لكائن أو شخص أو أحداث من قبل عدد كبير من الأشخاص بشكل مستقل)، التجربة.

3. التحليل النظري للمشكلة.الغالبية العظمى من المشاكل العلمية ليست جديدة موضوعيا. لقد طرحها العلماء بالفعل بصيغ مختلفة ولديهم حلول معينة. والشيء الآخر هو أن الحلول الحالية غير فعالة أو تؤدي إلى عواقب سلبية غير مرغوب فيها.

ولذلك فإن المرحلة الأولى من التحليل النظري هي دراسة وتحليل الأدبيات العلمية والشعبية. بدون مثل هذا التحليل، هناك احتمال كبير أن نتائج البحث التي تم الحصول عليها سوف تكرر الحلول المعروفة سابقًا للمشكلة.

عند البدء في تحليل الأدبيات العلمية، يجب عليك أولا تحديد المصادر اللازمة. للقيام بذلك، من الأفضل استخدام الفهرس المنهجي للقسم الببليوغرافي في المكتبة العلمية.

عند العمل مع كل كتاب، اقرأ جدول المحتويات بعناية، وحدد الفصول والفقرات المرتبطة مباشرة بمشكلة البحث. من هذه الفصول يتم كتابة تلك الأجزاء التي تحتوي على معلومات حول طرق حل المشكلة والحلول التي تم الحصول عليها فقط. تتم كتابة هذه الأجزاء بالكامل، أو يتم تجميع التعليقات التوضيحية الخاصة بها.

الشرط الأكثر أهمية للتحليل الصحيح للأدبيات العلمية هو مقارنة الأساليب المختلفة لحل المشكلة، مع الإشارة إلى نقاط القوة والضعف في كل من الحلول التي حصل عليها المؤلفون. بعد الانتهاء من تحليل الدراسات العلمية، من الضروري تحليل الأدبيات العلمية الشعبية، وقبل كل شيء، المجلات العلمية الشعبية. غالبًا ما يتم نشر نتائج أحدث الأبحاث في الأدبيات العلمية الشعبية.

وفي المرحلة الثانية من التحليل النظري يتم حل المشكلة باستخدام أساليب المنطق الجدلي وصياغة الفرضيات. الطريقة المثلى هي حل المشكلة باستخدام جميع الطرق المذكورة أعلاه: تحليل النظام وطرق حل التناقضات. وسيتم مناقشة تطبيق هذه الطرق في المحاضرة الثانية.

في المرحلة الثالثة من التحليل النظري، تتم مقارنة حلول المشكلة التي تم الحصول عليها في عملية تحليل الأدبيات العلمية والفرضيات التي تم الحصول عليها أثناء التحليل الجدلي. ونتيجة لهذا العمل، تم بناء نموذج نظري لهدف البحث للاختبار العملي اللاحق.

4. الاختبار العملي للنموذج النظري.يتضمن الاختبار العملي للنموذج النظري عادةً مجموعات العمليات الثلاث التالية.

1. الاختبار العملي للنموذج النظري باستخدام التجارب وتصحيحه. وعلى الباحث أن يتذكر أن معيار الحقيقة هو الممارسة، أي التحقق التجريبي من الأحكام النظرية التي تم الحصول عليها.

يجب عند التخطيط للتجارب الالتزام بالقواعد التالية: 1) أقصى قدر من الاستبعاد من التجربة العوامل التي قد تتداخل مع إجراءها أو تشوه النتائج. 2) التجارب المتكررة. 3) مقارنة النتائج التجريبية مع نتائج التجربة الضابطة أي. في حالة عدم وجود الحقيقة التي يجري التحقيق في أثرها، أو في ظل الظروف القياسية؛ 4) يجب حساب العواقب السلبية المحتملة للمشاركين في التجربة مقدما؛ 5) النتيجة الإيجابية للتجارب هي تحقيق نتائج إيجابية ثابتة (قابلة للتكرار) في غالبية التجارب.

2. القياس الاجتماعيهي دراسة آراء مختلف الأشخاص حول النظام التجريبي من خلال المحادثات والاستبيانات والمقابلات وطرق التصنيف والخصائص المستقلة والاختبارات. يسمح لك القياس الاجتماعي برؤية وتقييم مزايا وعيوب النظام التجريبي من خلال عيون العديد من الأشخاص، سواء أولئك الذين لديهم أو أولئك الذين لا علاقة لهم بإنشائه. الشرط الأكثر أهمية للقياس الاجتماعي هو التعريف الأولي للمشاركين في الاستطلاع بالنموذج التجريبي. يحتاج الناس إلى معرفة ما الذي سيعبرون عن رأيهم فيه.

لإعداد أسئلة لاستبيان أو مقابلة، يمكنك استخدام المخطط التالي:

– ما هو شعورك تجاه النظام قيد الدراسة؟
ما هي في نظرك الجوانب الإيجابية للنموذج؟
- ما هي في نظرك سلبيات النموذج؟
– هل تعتقد أنه ينبغي إجراء التغييرات التالية على النظام (أشر إلى تلك التغييرات)؟ – ما هي التغييرات التي تقترح إجراؤها على النظام؟

3. التحليل الرياضي لنتائج التجارب والقياس الاجتماعييتضمن إنشاء الرسوم البيانية والرسوم البيانية ووضع المعادلات، وكذلك تحديد معاملات التغيرات في الوظائف المفيدة.

يتم إنشاء الرسوم البيانية والرسوم البيانية على أساس القواعد العامة. يتم حساب معامل التغير لكل وظيفة مفيدة للنظام على أنه نسبة المؤشر الكمي للوظيفة المفيدة للنظام قبل التأثير إلى المؤشر الكمي للوظيفة المفيدة بعد التأثير على النظام قيد الدراسة. يمكن التعبير عن معاملات التغيرات في الوظائف المفيدة كنسب مئوية، ولهذا يتم ضرب القيم الرقمية الناتجة بنسبة 100٪.

تتيح لنا المعالجة الرياضية للنتائج التي تم الحصول عليها تحديد كفاءة النظام التجريبي بدقة أكبر.

5. وضع الاستنتاجات والمقترحات.تتضمن هذه المرحلة من الدراسة الجزأين التاليين.

1. التأكد من الجزء.في هذا الجزء من الدراسة، يتم وضع استنتاجات عامة لكل جزء من العمل. وبناء على التحليل النظري للمشكلة، تعرض الاستنتاجات بإيجاز النموذج النظري الناتج ونقاط القوة والضعف فيه. واستناداً إلى الجزء العملي من العمل، يتم تحليل نتائج التجارب، وبيان عناصر التصحيح التي تم إدخالها في النموذج النظري، والانتهاء من نتيجة (هدف) الدراسة.

بناءً على المعالجة الرياضية للنتائج التجريبية والقياس الاجتماعي، يتم تحليل التغيرات في كفاءة عمل النظام التجريبي الناتج مقارنة بالبيانات المقبولة عمومًا وموقف الناس تجاهها.

يجب أن نتذكر أنه في عملية البحث يمكن الحصول على نتائج سلبية وإيجابية. من الأهمية بمكان الحجج التي قدمها الباحث لشرح النتائج التي تم الحصول عليها.

وبعد الانتهاء من الجزء الذي تم التحقق منه، قام الباحث بتقييم النتائج النظرية والعملية للدراسة.

2. جزء التنبؤ.في هذا الجزء، يتم صياغة مقترحات لمزيد من البحث في النظام قيد الدراسة. يقوم الباحث بوضع توقعات مختصرة لتطور أبحاث النظام، وصياغة المشكلات التي قد تطرأ في أنشطتها، ووضع خطة قصيرة لحلها.

6. إعداد قائمة بالأدبيات المستخدمة.(في الاتحاد الروسي، يتم وضع معايير الدولة (GOST) للأوصاف الببليوغرافية لكل نوع من أنواع المنشورات. وفي الخارج، يحدد الناشرون قواعد الأوصاف الببليوغرافية لكل نوع من أنواع المنشورات.)

يمكن تجميع قائمة الأدبيات التي تم استخدامها في عملية البحث بطريقتين: أبجديًا أو حسب ترتيب الاستخدام. في حالة الإشارة إلى الدراسات العلمية، يكون نموذج التسجيل كما يلي:

1. إيفانوف ف.بحر البلطيق. – ريغا: التنوير، 1987. – ص 34 – 37.
تمت الإشارة إلى صفحات الطبعة المستخدمة في العمل، ولكن يمكنك أيضًا الإشارة إلى إجمالي عدد الصفحات في الكتاب. في هذه الحالة، بدلا من S.34-37، يتم تسجيل إجمالي عدد الصفحات في الكتاب، على سبيل المثال، 205 ق.
في حالة الإشارة إلى مقالات من المجلات أو الصحف العلمية تكون استمارة المشاركة كما يلي:

2. بيتروف أ.ن.محمية موريتسالا الطبيعية // الطبيعة ونحن. – 1989. – رقم 7. – ص32–41.

دعونا صياغة بعض الاستنتاجات فيما يتعلق بهذا الجزء من المحاضرة. ومن المستحسن تعريف الطلاب بتكنولوجيا البحث العلمي من خلال سلسلة من المناقشات لمراحلها الفردية في الفصل. وفي الوقت نفسه، يُنصح بتكملة قصة المعلم عن مميزات كل مرحلة بتأملات كتابية (مقالات) للطلاب حول موضوع أهمية هذه المرحلة لعملية البحث ونتائجها. يوصى بتأليف المقالات في مجموعات، ثم قراءتها ومناقشتها، مع مجموعات أخرى مكلفة بدحض الاستنتاجات الرئيسية للمقال الذي تتم قراءته.

منهجية تعريف الطلاب بالبحث البيولوجي

تتيح لنا تجربة تدريس تكنولوجيا البحث العلمي للطلاب اقتراح النهج التالي كأحد الخيارات الممكنة لطرق التدريس:

الصفوف من السادس إلى التاسع – دراسة عناصر النشاط البحثي؛

الصفوف 10-11 – دراسة شاملة لتكنولوجيا البحث العلمي.

ليس هناك شك في أنه سيكون هناك دائمًا بين طلاب المدارس الابتدائية أطفال يتمتعون بمستوى فكري عالٍ سيكونون قادرين على إجراء دراسة بيولوجية شاملة بحلول الصف السابع إلى التاسع، ولكن هؤلاء الأطفال قليلون ومتباعدون.

التدريب على تحليل المؤلفات العلمية والشعبية

في الصفوف 6-8، يوصى بتعليم الطلاب كيفية التعامل مع المعلومات من الأدبيات العلمية والشعبية. هناك خمسة خيارات لمثل هذا العمل (حسب درجة التعقيد): 1) فهرس البطاقة (مجموعة التعليقات التوضيحية)؛ 2) مرجع موسوعي. 3) التقرير؛ 4) الملخص؛ 5) التحليل العام.

ينبغي أن يقال على الفور عن حجم العمل. لسوء الحظ، غالبًا ما يبالغ المعلمون في متطلبات حجم تقارير الطلاب. يجب أن يكون حجم العمل المعلوماتي محدودا بشكل صارم، بعد المبدأ: يجب أن تكون الكلمات قليلة، والأفكار مزدحمة. يمكن تذكير أولئك الذين يشككون في ذلك بأن أطروحة الدكتوراه لأينشتاين حول النظرية النسبية الخاصة قدمت في 25 صفحة فقط. وذلك في الوقت الذي كتبت فيه هذه الأطروحات في ما لا يقل عن 150-200 صفحة.

فهرس البطاقةهي مجموعة من البطاقات التي تلخص محتوى مقال أو كتاب. يجب أن يبدأ تعلم تجميع فهرس البطاقات بنصوص الكتاب المدرسي. يمكن أن تكون خطة التعليقات التوضيحية التقريبية كما يلي: 1) عنوان النص؛ 2) الأفكار الرئيسية للنص؛ 3) الحقائق والحجج والتجارب لدعم الأفكار الرئيسية؛ 4) التناقضات بين الحجج. 5) المشاكل (نقص أو غياب المعلومات عن شيء ما). ألا يزيد حجم البطاقة عن نصف صفحة A4 (900 حرف).

مرجع موسوعيعبارة عن مجموعة من البطاقات حول موضوع محدد. حجم المراجع الموسوعية يتزايد كل عام.

تقريرهو نص يقارن بين رأيين أو أكثر من آراء العلماء، ونتائج الأبحاث حول موضوع محدد. في المرحلة الأولى من التدريب، من الممكن إجراء تقارير أولية بناء على مواد الموسوعة أو الإنترنت (هذه رسالة إعلامية أكثر من كونها تقريرا). الهدف الرئيسي للتقرير هو مقارنة الآراء المختلفة والبحث عن التناقضات المحتملة. يجب ألا يتجاوز التقرير 3 صفحات.

مقاليختلف عن التقرير في أنه بناءً على مقارنة آراء العلماء المختلفين حول الموضوع المختار، يقوم مؤلف الملخص بصياغة المشكلات (التناقضات) وطرح فرضيات لحلها. تم تصنيف هذا النوع من العمل أعلى من التقرير. حجم الملخص لا يزيد عن 5 صفحات.

تحليل نظرة عامة– هذا ملخص يحدد الآراء العلمية الرئيسية، ونتائج البحث حول هذا الموضوع، ويقوم بإجراء تحليل مقارن لها، وصياغة المشاكل (التناقضات) وطرح الفرضيات. يُنصح بتحديد حجم تحليل المراجعة بحيث لا يتجاوز 7-10 صفحات.

التدريب على صياغة المشكلات وحلها وطرح الفرضيات

وسنتناول هذا القسم الكبير والمعقد بالتفصيل في المحاضرتين الثانية والثالثة.

التدريب على الملاحظات والقياسات والتجارب

هذه هي العناصر التقليدية للبحث البيولوجي. ويتم التدريب على أساليب هذه الدراسات في إطار برنامج العمل المختبري والعملي. ومع ذلك، من الضروري إجراء إضافة مهمة واحدة من نظرية حل المشكلات الابتكارية (TRIZ، المزيد عن TRIZ في المحاضرات التالية). يجب إجراء القياسات وفقًا للقواعد التالية.

1. لتحديد حالة النظام بدقة، من الضروري قياس جميع تغييراته باستمرار.

2. إذا كان من المستحيل قياس معلمات النظام نفسه، فيمكن القيام بذلك على نسخته أو النموذج المناسب.

3. إذا كان قياس معلمات النظام يسبب صعوبات كبيرة، فمن المستحسن تغيير النظام بحيث لا تكون هناك حاجة لقياس هذه المعلمات.

4. يمكن تحسين دقة القياسات من خلال مقارنة النظام بمعيار واحد أو أكثر من المعايير المعروفة.

تدريس تخطيط البحوث في الصفوف 8-11

يشير تخطيط البحث إلى سلسلة خاصة من المهام الإبداعية للطلاب، والتي يكملونها يقومون بإنشاء وصف لخطة البحث المقترحة. يُنصح ببدء هذا العمل في الصف الثامن. في المدرسة الثانوية، يجب أن يكون هذا العمل عنصرا إلزاميا في الأنشطة التعليمية للطلاب.

فيما يلي بعض الأمثلة على هذه المهام.

1. ضع خطة لدراسة حالة البيئة في محيط مدرستك، باستخدام الأشجار والأشنات وتكوين الأنواع وعدد النباتات العشبية كمؤشرات.

2. وفقا لبعض البيانات، فإن السمنة لدى البشر هي مرض وراثي، وليس نتيجة لأسلوب حياة غير عقلاني. تصميم دراسة لتحديد الأسباب الحقيقية للسمنة.

3. لقد وجد العلماء أن عمل قلب الإنسان لا يكفي لضخ الدم إلى جميع أنحاء الجسم. ضع خطة للبحث الذي يحتاج العلماء إلى تنفيذه.

يُنصح بإجراء تخطيط البحث في مجموعات أو أزواج من الطلاب. توفر هذه النماذج، وخاصة النموذج الجماعي، التنظيم الأمثل لتواصل الطلاب.

يمكن أن يُعرض على الطلاب الخوارزمية التالية لحل هذه المشكلة، وهي واحدة فقط من الخوارزميات الممكنة لتخطيط البحث.

1. تحديد هدف البحث: ما هي النتيجة المتوقع الحصول عليها خلال عملية البحث؟ ما هو المعنى العملي للدراسة؟

2. تحديد أهداف وأساليب البحث – تسلسل مراحل العمل لتحقيق الهدف.

3. صياغة مشكلة البحث - الصعوبة التي يجب القضاء عليها، نقص أو عدم وجود معلومات حول الغرض من الدراسة.

4. صياغة فرضية (فرضيات) البحث - افتراض حول الطريقة الممكنة لحل المشكلة.

5. اكتب وصفاً مختصراً للمعلومات التي يجب الحصول عليها من الأدبيات العلمية لبناء نموذج نظري لحالة المشكلة.

6. اكتب وصفًا للملاحظات والتجارب والقياسات التي يجب إجراؤها لاختبار الفرضية (الفرضيات).

7. ماذا ستكون الاستنتاجات من نتائج البحث؟

مثال تخطيط الدراسة

لقد وجد العلماء أن 10% فقط من الحمض النووي للخلية البشرية يعمل بشكل منتظم على تخليق البروتين. ما هو البحث الذي احتاج العلماء إلى إجرائه للوصول إلى هذا الاستنتاج؟ ضع خطة لذلك.

نحن نخطط لدراسة باستخدام الخوارزمية التالية.

1. الغرض من الدراسة هو تحديد حجم وتكوين الجينات العاملة بانتظام بالنسبة للحجم الإجمالي للجينات. تكمن الأهمية العملية للدراسة في العديد من الجوانب، على سبيل المثال، في فهم الجينات التي تعمل بشكل مكثف، وربما تتآكل بشكل أسرع، وكيف يؤثر ذلك على متوسط ​​العمر المتوقع للإنسان. وثمة خيار آخر هو محاولة إيجاد آلية لتنظيم عمل الجينات، وخاصة إيقاف تلك الجينات التي يكون عملها غير مرغوب فيه في سن معينة.

2. أهداف البحث:

1) تحليل الأدبيات العلمية: ابحث عن معلومات حول عمل الجينات في الأدبيات العلمية؛

2) الدراسات التجريبية لتحديد التعبير الجيني (سيتم استخدام الطرق الكيميائية لتحديد البروتينات)؛

3) مقارنة نتائج الدراسات التجريبية بالبيانات المتوفرة في الأدبيات العلمية.

3. مشكلة البحث - من الضروري الحصول على معلومات دقيقة حول كثافة العمل وتكوين الجينات البشرية العاملة بانتظام خلال حياته.

4. يمكن أن يكون هناك العديد من الفرضيات، لكننا سنقتصر على واحدة: ليست كل الجينات تعمل بانتظام في الشخص، ولكن جزء منها فقط، مما يضمن تخليق البروتينات اللازمة للحفاظ على وظائف الحياة الطبيعية. ومن المستحسن أن يطرح الطلاب العديد من الفرضيات، ولكن ينصح بتخطيط خطوات أخرى للدراسة على أساس فرضية واحدة، والتي سيعطيها الطلاب الأفضلية. يمكن التوصية بتخطيط البحث حول الفرضيات المتبقية كواجب منزلي أو مهمة لدراسة الدورة المتعمقة (التمايز).

5. من الضروري الحصول على المعلومات التالية من الأدبيات العلمية: ما هي الجينات التي تعمل ومدى تكثيفها، وما هي الجينات التي يتم تشغيلها فقط خلال فترة معينة، وما هي الجينات التي تعمل باستمرار. مقارنة المعلومات من مصادر علمية مختلفة، وصياغة التناقضات في شكل أسئلة إشكالية.

6. تتضمن التجارب تحديد البروتينات المركبة في الأنسجة المعزولة لجسم الإنسان، ومن المستحسن اختيار أنسجة مختلفة للمقارنة اللاحقة. من الضروري تحديد البروتينات التي سيتم تصنيعها. بالإضافة إلى ذلك، يجب أخذ عينات الأنسجة من أشخاص من مختلف الأعمار لتقييم التغيرات المرتبطة بالعمر في التعبير الجيني.

7. يجب أن توفر الاستنتاجات تعميمات حول نتائج كل مرحلة من مراحل العمل (المهمة)، ومقارنة نتائج التجارب والنموذج النظري، وتقييم مدى امتثال النتائج للفرضية وصياغة آفاق لمزيد من بحث.

دعونا نستخلص بعض الاستنتاجات من هذا الجزء من المحاضرة. في الصفوف 6-7، يبدأ الطلاب تدريبهم الأولي في مجال تكنولوجيا البحث. يتم التخطيط لإعداد بطاقات التعليقات التوضيحية والمراجع الموسوعية والتقارير والملخصات من قبل المعلم بناءً على المحتوى المحدد للموضوعات وتوافر الأدبيات الإضافية. يوصى بإكمال المراجعات التحليلية في المدرسة الثانوية. يتيح لك العمل العملي والمختبري والتجارب والقياسات في الفصل الدراسي والمنزل إتقان المهارات الأساسية لممارسة البحث.

بدءًا من الصف الثامن، يُنصح بتضمين مهام التخطيط للبحث البيولوجي. في البداية، حيث يعمل التعميم على موضوعين أو ثلاثة، بحيث تتاح للطلاب فرصة الاختيار. ولهذا الغرض، يتم تقديم العديد من المواضيع للطلاب. في الصفوف 10-11، يُنصح بإدراج مثل هذه المهام في محتوى كل موضوع سواء في الفصل أو في الواجبات المنزلية.

يتيح إتقان الطلاب لتخطيط البحث للطلاب الفرديين الانتقال إلى البحث العلمي الفعلي بمرور الوقت. يتم اتخاذ هذا الاختيار من قبل الطلاب أنفسهم، وفي أغلب الأحيان، يتعلق الأمر بالبحث في المواضيع البيئية والبيئية، وكذلك مشاكل نمط حياة الأطفال والكبار وتأثيرها على صحتهم. يتم تنفيذ العمل الأخير باستخدام الاستبيانات والاختبارات وطرق القياس الاجتماعي الأخرى.

الأسئلة والمهام

1. اقتراح موضوعات وكتابة وصف لكيفية مناقشة خصوصيات البحث العلمي مع الطلاب.

2. هل يصح القول بأن الحقيقة تولد في الخلاف؟ يقول بعض العلماء أنه في النزاع، لا تولد الحقيقة، ولكن يتم الإشارة فقط إلى التناقضات للبحث عن الحقيقة. من يصدق؟ لماذا؟

3. قرر عالم شاب وطموح بشدة أنه بحلول سن الثلاثين، يجب عليه ببساطة الحصول على جائزة نوبل لاكتشافه الذي سيقوم به بالتأكيد. هل من الممكن التخطيط لمثل هذا الاكتشاف مسبقًا؟ هل يمكن أن تخبرني سر التخطيط؟

4. وضع خطة لدراسة تأثير النظام الغذائي النباتي على صحة الإنسان.

5. وضع منهجية لتعليم الطلاب التخطيط للبحث باستخدام مثال وضع خطة بحث لمشكلة أثر التعليم الذاتي المستمر على متوسط ​​عمر الإنسان.

الأدب لمزيد من القراءة

1. ألتشولر جي إس.ابحث عن فكرة. - نوفوسيبيرسك: نوكا، 1986. - 209 ص.

2. بابانسكي يو.ك.تكثيف عملية التعلم // علم الأحياء في المدرسة. – 1987. – رقم 1. – ص3–6.

3. كلارين إم في.الابتكارات في طرق التدريس العالمية: التعلم القائم على الاستكشاف واللعب والمناقشة. (تحليل التجربة الأجنبية.) - ريغا، NPC "التجربة"، 1995. - 176 ص.

طرق علم الأحياء. يستخدم علم الأحياء مجموعة متنوعة من أساليب البحث. الطريقة الوصفية تقليدية، لكنها احتفظت بأهميتها. الطرق الأساسية لعلم الأحياء:
· ملاحظةو وصف الحقائق والظواهر (الطريقة الوصفية). طريقة المراقبة تعطيالقدرة على تحليل ووصف الظواهر البيولوجية. ويعتمد المنهج الوصفي على المنهج الملاحظة. من أجل معرفة جوهر الظاهرة، من الضروري أولا جمع ووصف المواد الواقعية. على سبيل المثال، باستخدام طريقة المراقبة، يمكنك دراسة التغيرات الموسمية في الحياة البرية. الملاحظة هي دراسة كائنات الطبيعة الحية في ظروف الوجود الطبيعية. هذه هي الملاحظة المباشرة لسلوك واستقرار وتكاثر النباتات والحيوانات في الطبيعة. ولهذه الأغراض، يتم استخدام كل من أدوات البحث الميداني التقليدية (المناظير وكاميرات الفيديو) والمعدات المخبرية المتطورة (المجاهر والمحللات البيوكيميائية ومعدات القياس المختلفة).
· مقارنةمما يجعل من الممكن تحديد أوجه التشابه والاختلاف بين الهياكل والظواهر البيولوجية المختلفة (الطريقة المقارنة). قارن التركيب التشريحي والتركيب الكيميائي والتركيب الجيني والخصائص الأخرى للكائنات ذات مستويات مختلفة من التعقيد. في هذه الحالة، لا تتم دراسة الكائنات الحية فحسب، بل تتم أيضًا دراسة الكائنات المنقرضة منذ فترة طويلة والمحفوظة كبقايا متحجرة في السجل الأحفوري.
· تجربة (التجربة اللاتينية - اختبار)، حيث تتم دراسة الكائنات والعمليات البيولوجية في ظروف مصطنعة يتم التحكم فيها بدقة (الطريقة التجريبية). ترتبط الطريقة التجريبية بالإنشاء الهادف للنظام وتساعد على دراسة خصائص وظواهر الطبيعة الحية. الطريقة التجريبية (التجربة) - البحث عن الكائنات الحية في ظل ظروف العوامل البيئية القاسية - تغير درجة الحرارة أو الضوء أو الرطوبة أو زيادة الحمل أو السمية أو النشاط الإشعاعي أو تغيير طريقة أو مكان التطور (إزالة أو زرع الجينات والخلايا والأعضاء وما إلى ذلك). ) .ص) . تتيح لنا الطريقة التجريبية تحديد الخصائص المخفية وحدود القدرات التكيفية (التكيفية) للأنظمة الحية ودرجة مرونتها وموثوقيتها وتقلبها.
·تستخدم على نطاق واسع طرق مفيدة : الرسم الكهربائي، الرادار، الخ.

· النمذجة – بناء ودراسة النماذج (الرسوم البيانية والرسوم البيانية والأوصاف) للعمليات والظواهر، والتي أصبحت تستخدم بشكل متزايد مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر. وباستخدام أسلوب النمذجة يتم دراسة الظاهرة من خلال نموذجها.
· الطريقة التاريخية ذات أهمية عالمية لجميع فروع علم الأحياء - دراسة جميع الظواهر والعمليات كمراحل التطور التطوري للطبيعة. يكشف المنهج التاريخي عن التحولات التطورية للأنواع البيولوجية ومجتمعاتها. وهذه من أهم الطرق التي تكون بمثابة الأساس لفهم الحقائق التي تم الحصول عليها. توضح الطريقة التاريخية أنماط ظهور وتطور الكائنات الحية وتشكيل بنيتها ووظائفها.
· طريقة الحفريات - دراسة الكائنات المنقرضة.
· طريقة النظام ينتمي إلى فئة أساليب البحث الجديدة متعددة التخصصات. تعتبر الكائنات الحية بمثابة أنظمة، أي مجموعات من العناصر ذات علاقات معينة.

· الطريقة البيوكيميائية يسمح لك بعزل ودراسة المواد التي تتكون منها الكائنات الحية وتحولاتها ويسمح لك بالتعرف على الاضطرابات الأيضية الوراثية.
تُستخدم طرق علم الخلايا الخاصة (الخاصة) لدراسة بنية ووظائف الخلايا والأنسجة:
· المجهر الضوئي - يسمح لك باكتشاف النواة وبعض عضيات الخلية - الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء وجهاز جولجي والأهداب والسوط.
· المجهر الإلكتروني - يسمح لك بدراسة البنية الدقيقة للعضيات (على سبيل المثال،البلاستيدات الخضراء)، البنية التحتية الخاصة بهم،
· الطرد المركزي - يسمح لك بالاختيار والدراسة بشكل انتقائيعضيات الخلية؛
· طريقة زراعة الخلايا و الأقمشةيستخدم لدراسة بنية ووظيفة الخلايا.

2.

3.

في مقدمة العمل البحثي، يتم إثبات أهمية الموضوع المختار، ويتم تحديد موضوع البحث والمشكلات الرئيسية، ويتم صياغة الغرض ومحتوى المهام، ويتم تحديد حداثة البحث (إن وجدت). ذكرت.

يحدد هذا الفصل طرق البحث ويثبت الأهمية النظرية والعملية (إذا كان هناك جزء عملي) للعمل.

هيكل مقدمة العمل البحثي:

4. الخلفية التاريخية لمشكلة العمل البحثي

5. الجزء الرئيسي من العمل البحثي
ابحث عن المعلومات والمعرفة اللازمة للدراسة.
اختيار الأفكار والخيارات ومبرراتها وتحليلها.
اختيار المواد وطرق إجراء البحوث.
اختيار المعدات وتنظيم مكان العمل للبحث (إذا كانت هذه تجربة).
وصف مراحل الدراسة.
احتياطات السلامة عند أداء العمل (إذا كانت هذه خبرة).

6. خاتمة
(استنتاجات موجزة بناءً على نتائج العمل البحثي، وتقييم مدى اكتمال حل المهام المعينة)
ويعرض باستمرار النتائج التي تم الحصول عليها، ويحدد علاقتها بالهدف العام والمهام المحددة الواردة في المقدمة، ويقدم تقييمًا ذاتيًا للعمل المنجز. في بعض الحالات، من الممكن الإشارة إلى طرق مواصلة البحث في موضوع ما، بالإضافة إلى المهام المحددة التي يتعين حلها.

7.
بعد الختام، من المعتاد وضع قائمة بالأدبيات المستخدمة في العمل البحثي. ويجب أن ينعكس كل مصدر مدرج فيه في مذكرة توضيحية. لا ينبغي تضمين العمل الذي لم يتم استخدامه فعليًا في هذه القائمة.

8.
(الرسوم البيانية، الرسوم البيانية، الرسوم البيانية، الصور الفوتوغرافية، الجداول، الخرائط).
يتم وضع المواد المساعدة أو الإضافية التي تشوش الجزء الرئيسي من العمل في الملاحق. يجب أن يبدأ كل طلب على ورقة (صفحة) جديدة بكلمة "ملحق" في الزاوية اليمنى العليا ويكون لها عنوان موضوعي. إذا كان هناك أكثر من ملحق في العمل، يتم ترقيمهم بالأرقام العربية (بدون علامة الرقم)، وما إلى ذلك. ويجب أن يكون ترقيم الصفحات التي تحتوي على الملاحق مستمراً ويستمر مع الترقيم العام للنص الرئيسي. ويتم اتصالها بالتطبيقات من خلال الروابط المستخدمة مع كلمة "نظرة" (انظر)، المرفقة مع الكود الموجود بين قوسين.
إذا التزمت بشكل صارم بخطة البحث، فإن العمل سوف يلبي جميع المعايير والمتطلبات.

الصفحة الحالية: 1 (يحتوي الكتاب على 27 صفحة إجمالاً) [مقطع القراءة المتاح: 18 صفحة]

A. A. Kamensky، E. A. Kriksunov، V. V. Pasechnik
مادة الاحياء. علم الأحياء العام الصفوف 10-11

أسطورة:

– المهام التي تهدف إلى تطوير القدرة على العمل مع المعلومات المقدمة في أشكال مختلفة؛

– المهام التي تهدف إلى تطوير مهارات الاتصال.

- المهام التي تهدف إلى تطوير مهارات وقدرات التفكير العام، والقدرة على التخطيط بشكل مستقل لطرق حل مشاكل محددة.

مقدمة

لقد بدأت في دراسة الدورة المدرسية "علم الأحياء العام". هذا هو الاسم التقليدي لجزء من دورة علم الأحياء المدرسية، وتتمثل مهمتها في دراسة الخصائص العامة للكائنات الحية، وقوانين وجودها وتطورها. إن علم الأحياء، الذي يعكس الطبيعة الحية والبشر كجزء منها، أصبح ذا أهمية متزايدة في التقدم العلمي والتكنولوجي، وأصبح قوة إنتاجية. تخلق البيولوجيا تقنية جديدة - بيولوجية، والتي ينبغي أن تصبح أساس مجتمع صناعي جديد. يجب أن تساهم المعرفة البيولوجية في تكوين التفكير البيولوجي والثقافة البيئية في كل عضو في المجتمع، والتي بدونها يكون مواصلة تطوير الحضارة الإنسانية مستحيلا.

§ 1. تاريخ موجز لتطور علم الأحياء

1. ماذا يدرس علم الأحياء؟

2. ما هي العلوم البيولوجية التي تعرفها؟

3. من تعرف من علماء الأحياء؟

علم الأحياء كعلم.أنت تعلم جيدًا أن علم الأحياء هو علم الحياة. وهو يمثل حاليًا مجمل العلوم المتعلقة بالطبيعة الحية. يدرس علم الأحياء جميع مظاهر الحياة: بنية الكائنات الحية ووظائفها وتطورها وأصلها، وعلاقاتها في المجتمعات الطبيعية مع بيئتها ومع الكائنات الحية الأخرى.

منذ أن بدأ الإنسان يدرك اختلافه عن عالم الحيوان، بدأ بدراسة العالم من حوله. في البداية كانت حياته تعتمد عليه. احتاج الإنسان البدائي إلى معرفة أي الكائنات الحية يمكن أن تؤكل، أو تستخدم كدواء، أو في صناعة الملابس والمنازل، وأي منها سامة أو خطيرة.

ومع تطور الحضارة، تمكن الإنسان من توفير ترف الاشتغال بالعلم لأغراض تعليمية.

أظهرت الدراسات التي أجريت على ثقافة الشعوب القديمة أن لديهم معرفة واسعة بالنباتات والحيوانات واستخدموها على نطاق واسع في الحياة اليومية.

تشارلز داروين (1809–1882)

علم الأحياء الحديث هو علم معقد يتميز بتداخل أفكار وأساليب مختلف التخصصات البيولوجية، فضلا عن العلوم الأخرى - في المقام الأول الفيزياء والكيمياء والرياضيات.

الاتجاهات الرئيسية لتطوير علم الأحياء الحديث.حاليا، يمكن تمييز ثلاثة اتجاهات في علم الأحياء بشكل مشروط.

أولا، هذا علم الأحياء الكلاسيكي. ويمثلها علماء الطبيعة الذين يدرسون تنوع الطبيعة الحية. إنهم يراقبون ويحللون بشكل موضوعي كل ما يحدث في الطبيعة الحية، ويدرسون الكائنات الحية ويصنفونها. من الخطأ الاعتقاد بأن جميع الاكتشافات في علم الأحياء الكلاسيكي قد تم إنجازها بالفعل. في النصف الثاني من القرن العشرين. لم يتم وصف العديد من الأنواع الجديدة فحسب، بل تم أيضًا اكتشاف أصناف كبيرة، تصل إلى الممالك (Pogonophora) وحتى الممالك الفائقة (Archebacteria، أو Archaea). أجبرت هذه الاكتشافات العلماء على إلقاء نظرة جديدة على التاريخ الكامل لتطور الطبيعة الحية. بالنسبة لعلماء الطبيعة الحقيقيين، تعتبر الطبيعة قيمة في حد ذاتها. كل ركن من أركان كوكبنا فريد بالنسبة لهم. ولهذا السبب فإنهم دائمًا من بين أولئك الذين يشعرون بشدة بالخطر الذي تتعرض له الطبيعة من حولنا ويدافعون بنشاط عن حمايتها.

الاتجاه الثاني هو علم الأحياء التطوري. في القرن 19 مؤلف نظرية الانتقاء الطبيعي تشارلز داروينلقد بدأ كعالم طبيعة عادي: فقد جمع ولاحظ ووصف وسافر وكشف أسرار الطبيعة الحية. ومع ذلك، فإن النتيجة الرئيسية لعمله، والتي جعلت منه عالما مشهورا، كانت النظرية التي تفسر التنوع العضوي.

حاليا، دراسة تطور الكائنات الحية مستمرة بنشاط. أدى توليف علم الوراثة ونظرية التطور إلى إنشاء ما يسمى النظرية الاصطناعية للتطور.ولكن حتى الآن لا تزال هناك العديد من الأسئلة التي لم يتم حلها، والإجابات التي يبحث عنها علماء التطور.

تم إنشاؤها في بداية القرن العشرين. عالم الأحياء المتميز لدينا ألكسندر إيفانوفيتش أوبارينكانت النظرية العلمية الأولى لأصل الحياة نظرية بحتة. يتم حاليًا إجراء دراسات تجريبية لهذه المشكلة بنشاط، وبفضل استخدام الأساليب الفيزيائية والكيميائية المتقدمة، تم بالفعل تحقيق اكتشافات مهمة ويمكن توقع نتائج جديدة مثيرة للاهتمام.

ألكسندر إيفانوفيتش أوبارين (1894–1980)

أتاحت الاكتشافات الجديدة استكمال نظرية التولد البشري. لكن الانتقال من عالم الحيوان إلى عالم البشر لا يزال أحد أكبر أسرار علم الأحياء.

الإتجاه الثالث - البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية، دراسة بنية الكائنات الحية باستخدام الطرق الفيزيائية والكيميائية الحديثة. هذا مجال علم الأحياء سريع التطور، وهو مهم من الناحية النظرية والعملية. من الآمن أن نقول إن الاكتشافات الجديدة تنتظرنا في علم الأحياء الفيزيائي والكيميائي والتي ستسمح لنا بحل العديد من المشكلات التي تواجه البشرية.

تطور علم الأحياء كعلم.تعود جذور علم الأحياء الحديث إلى العصور القديمة ويرتبط بتطور الحضارة في دول البحر الأبيض المتوسط. نحن نعرف أسماء العديد من العلماء البارزين الذين ساهموا في تطوير علم الأحياء. دعونا نذكر القليل منهم.

أبقراط(460 - حوالي 370 قبل الميلاد) أعطى أول وصف تفصيلي نسبيًا لبنية الإنسان والحيوان، وأشار إلى دور البيئة والوراثة في حدوث الأمراض. ويعتبر مؤسس الطب.

أرسطو(384-322 قبل الميلاد) قسم العالم المحيط إلى أربع ممالك: عالم الجماد من الأرض والماء والهواء؛ عالم النباتات. عالم الحيوان وعالم الإنسان. ووصف العديد من الحيوانات، ووضع الأساس لعلم التصنيف. تحتوي الرسائل البيولوجية الأربع التي كتبها على جميع المعلومات تقريبًا عن الحيوانات المعروفة في ذلك الوقت. إن مزايا أرسطو عظيمة جدًا لدرجة أنه يعتبر مؤسس علم الحيوان.

ثيوفراستوس(372-287 قبل الميلاد) درس النباتات. ووصف أكثر من 500 نوع من النباتات، وقدم معلومات حول بنية وتكاثر العديد منها، وأدخل العديد من المصطلحات النباتية قيد الاستخدام. ويعتبر مؤسس علم النبات.

جايوس بليني الأكبر(23-79) جمع المعلومات المعروفة في ذلك الوقت عن الكائنات الحية وكتب 37 مجلدًا من موسوعة التاريخ الطبيعي. تقريبا حتى العصور الوسطى، كانت هذه الموسوعة المصدر الرئيسي للمعرفة حول الطبيعة.

كلوديوس جالينوسفي بحثه العلمي استخدم على نطاق واسع تشريح الثدييات. وكان أول من قدم وصفًا تشريحيًا مقارنًا للإنسان والقرد. درس الجهاز العصبي المركزي والمحيطي. يعتبره مؤرخو العلوم آخر عالم أحياء عظيم في العصور القديمة.

كلوديوس جالينوس (ج. 130 – ج.200)

في العصور الوسطى، كانت الأيديولوجية السائدة هي الدين. مثل العلوم الأخرى، لم يكن علم الأحياء خلال هذه الفترة قد ظهر بعد كمجال مستقل وكان موجودًا في الاتجاه العام للآراء الدينية والفلسفية. وعلى الرغم من استمرار تراكم المعرفة حول الكائنات الحية، إلا أنه لا يمكن الحديث عن علم الأحياء كعلم في تلك الفترة إلا بشكل مشروط.

عصر النهضة هو فترة انتقالية من ثقافة العصور الوسطى إلى ثقافة العصر الجديد. كانت التحولات الاجتماعية والاقتصادية الجذرية في ذلك الوقت مصحوبة باكتشافات جديدة في العلوم.

أشهر علماء ذلك العصر ليوناردو دافنشي(1452-1519) قدم مساهمة معينة في تطوير علم الأحياء.

درس طيران الطيور، ووصف العديد من النباتات، وطرق ربط العظام بالمفاصل، ونشاط القلب والوظيفة البصرية للعين، وتشابه عظام الإنسان والحيوان.

في النصف الثاني من القرن الخامس عشر. تبدأ المعرفة بالعلوم الطبيعية في التطور بسرعة. تم تسهيل ذلك من خلال الاكتشافات الجغرافية، مما جعل من الممكن توسيع المعلومات بشكل كبير حول الحيوانات والنباتات. أدى التراكم السريع للمعرفة العلمية حول الكائنات الحية إلى تقسيم علم الأحياء إلى علوم منفصلة.

في القرنين السادس عشر والسابع عشر. بدأ علم النبات وعلم الحيوان في التطور بسرعة.

أتاح اختراع المجهر (أوائل القرن السابع عشر) دراسة التركيب المجهري للنباتات والحيوانات. تم اكتشاف كائنات حية صغيرة مجهرية وبكتيريا وأوالي، غير مرئية للعين المجردة.

قدم مساهمة كبيرة في تطوير علم الأحياء كارل لينيوس،اقترح نظامًا لتصنيف الحيوانات والنباتات.

كارل ماكسيموفيتش باير(1792-1876) صاغ في أعماله المبادئ الأساسية لنظرية الأعضاء المتماثلة وقانون التشابه الجرثومي، الذي وضع الأسس العلمية لعلم الأجنة.

كارل لينيوس (1707–1778)

جان بابتيست لامارك (1774–1829)

في عام 1808 في عمل “فلسفة علم الحيوان” جان بابتيست لاماركأثار مسألة أسباب وآليات التحولات التطورية وحدد النظرية الأولى للتطور.

لعبت نظرية الخلية دورا كبيرا في تطور علم الأحياء، الذي أكد علميا وحدة العالم الحي وكان بمثابة أحد المتطلبات الأساسية لظهور نظرية التطور تشارلز داروين.يعتبر عالم الحيوان مؤلف نظرية الخلية ثيودورا شوان(1818-1882) وعلم النبات ماتياس جاكوب شلايدن (1804–1881).

واستنادا إلى ملاحظات عديدة، نشر تشارلز داروين عمله الرئيسي عام 1859، "حول أصل الأنواع عن طريق الانتقاء الطبيعي، أو الحفاظ على السلالات المفضلة في الصراع من أجل الحياة"، والذي صاغ فيه المبادئ الأساسية لنظرية التطور، آليات التطور المقترحة وطرق التحولات التطورية للكائنات الحية.

في القرن 19 بفضل الأعمال لويس باستور (1822–1895), روبرت كوخ (1843–1910), ايليا ايليتش ميتشنيكوفتشكل علم الأحياء الدقيقة كعلم مستقل.

بدأ القرن العشرين بإعادة اكتشاف القوانين جريجور مندل,والتي كانت بمثابة بداية تطور علم الوراثة كعلم.

في الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين. في علم الأحياء، بدأ استخدام أفكار وأساليب الفيزياء والكيمياء والرياضيات وعلم التحكم الآلي والعلوم الأخرى على نطاق واسع، وتم استخدام الكائنات الحية الدقيقة كأشياء للبحث. ونتيجة لذلك، نشأت الفيزياء الحيوية، والكيمياء الحيوية، والبيولوجيا الجزيئية، والبيولوجيا الإشعاعية، والالكترونيات الحيوية، وما إلى ذلك، وبدأت في التطور بسرعة كعلوم مستقلة. وقد ساهمت الأبحاث في الفضاء في ظهور وتطور بيولوجيا الفضاء.

في القرن 20th اتجاه البحوث التطبيقية - التكنولوجيا الحيوية. ولا شك أن هذا الاتجاه سوف يتطور بسرعة في القرن الحادي والعشرين. سوف تتعلم المزيد عن هذا الاتجاه في تطور علم الأحياء عند دراسة فصل "أساسيات الاختيار والتكنولوجيا الحيوية".

إيليا إيليتش ميتشنيكوف (1845–1916)

جريجور مندل (1822–1884)

تُستخدم المعرفة البيولوجية حاليًا في جميع مجالات النشاط البشري: في الصناعة والزراعة والطب والطاقة.

البحوث البيئية مهمة للغاية. لقد بدأنا أخيراً ندرك أن التوازن الهش الموجود على كوكبنا الصغير يمكن تدميره بسهولة. تواجه الإنسانية مهمة هائلة - الحفاظ على المحيط الحيوي من أجل الحفاظ على ظروف وجود الحضارة وتطورها. من المستحيل حلها بدون المعرفة البيولوجية والدراسات الخاصة. وهكذا أصبحت البيولوجيا في الوقت الحاضر قوة إنتاجية حقيقية وأساساً علمياً عقلانياً للعلاقة بين الإنسان والطبيعة.

علم الأحياء الكلاسيكي. علم الأحياء التطوري. البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية.

1. ما هي الاتجاهات في تطور علم الأحياء التي يمكنك تحديدها؟

2. من هم علماء العصور القديمة العظماء الذين ساهموا بشكل كبير في تطوير المعرفة البيولوجية؟

3. لماذا في العصور الوسطى كان من الممكن التحدث فقط بشكل مشروط عن علم الأحياء كعلم؟

4. لماذا يعتبر علم الأحياء الحديث علما معقدا؟

5. ما هو دور علم الأحياء في المجتمع الحديث؟

قم بإعداد رسالة في أحد المواضيع التالية:

1. دور علم الأحياء في المجتمع الحديث.

2. دور علم الأحياء في أبحاث الفضاء.

3. دور البحوث البيولوجية في الطب الحديث.

4. دور علماء الأحياء المتميزين - مواطنينا في تطوير علم الأحياء العالمي.

يمكن إثبات مدى تغير آراء العلماء حول تنوع الكائنات الحية من خلال مثال تقسيم الكائنات الحية إلى ممالك.

في الأربعينيات من القرن العشرين، تم تقسيم جميع الكائنات الحية إلى مملكتين: النباتات والحيوانات. وتشمل المملكة النباتية أيضًا البكتيريا والفطريات. وفي وقت لاحق، أدت دراسة أكثر تفصيلاً للكائنات الحية إلى تحديد أربع ممالك: بدائيات النوى (البكتيريا)، والفطريات، والنباتات والحيوانات. ويرد هذا النظام في علم الأحياء المدرسة.

في عام 1959، تم اقتراح تقسيم عالم الكائنات الحية إلى خمس ممالك: بدائيات النوى، والطلائعيات (البروتوزوا)، والفطريات، والنباتات والحيوانات.

غالبًا ما يتم الاستشهاد بهذا النظام في الأدبيات البيولوجية (خاصة المترجمة).

تم تطوير أنظمة أخرى وما زالت قيد التطوير، بما في ذلك 20 مملكة أو أكثر. على سبيل المثال، تم اقتراح التمييز بين ثلاث ممالك خارقة: بدائيات النوى، والعتائق (Archaebacteria)، وحقيقيات النوى. تضم كل مملكة عظمى عدة ممالك.

§ 2. طرق البحث في علم الأحياء

1. كيف يختلف العلم عن الدين والفن؟

2. ما هو الهدف الرئيسي للعلم؟

3. ما هي طرق البحث المستخدمة في علم الأحياء التي تعرفها؟

العلم كمجال للنشاط البشري.العلم هو أحد مجالات النشاط البشري، والغرض منه هو دراسة ومعرفة العالم من حوله. تتطلب المعرفة العلمية اختيار موضوعات معينة للبحث ومشكلات وطرق دراستها. كل علم له طرق البحث الخاصة به. ومع ذلك، بغض النظر عن الأساليب المستخدمة، يظل المبدأ الأكثر أهمية لكل عالم دائمًا: "لا تأخذ أي شيء كأمر مسلم به". تتمثل المهمة الرئيسية للعلم في بناء نظام من المعرفة الموثوقة يعتمد على الحقائق والتعميمات التي يمكن تأكيدها أو دحضها. يتم التشكيك باستمرار في المعرفة العلمية ولا يتم قبولها إلا عندما تكون هناك أدلة كافية. حقيقة علمية (الحقيقة اليونانية - تم) هي الوحيدة التي يمكن استنساخها وتأكيدها.

طريقة علمية (المنهج اليوناني – مسار البحث) هي مجموعة من التقنيات والعمليات المستخدمة في بناء نظام المعرفة العلمية.

يوضح التاريخ الكامل لتطور علم الأحياء بوضوح أنه تم تحديده من خلال تطوير وتطبيق أساليب بحث جديدة. طرق البحث الرئيسية المستخدمة في العلوم البيولوجية هي وصفية، مقارنة، تاريخيةو تجريبي.

الطريقة الوصفية.تم استخدامه على نطاق واسع من قبل العلماء القدماء الذين شاركوا في جمع المواد الواقعية ووصفها. لأنه يقوم على الملاحظة. تقريبا حتى القرن الثامن عشر. كان علماء الأحياء مهتمين بشكل أساسي بوصف الحيوانات والنباتات وقاموا بمحاولات لتنظيم المواد المتراكمة في البداية. لكن المنهج الوصفي لم يفقد أهميته اليوم. على سبيل المثال، يتم استخدامه في اكتشاف أنواع جديدة أو دراسة الخلايا باستخدام طرق البحث الحديثة.

طريقة المقارنة.لقد جعل من الممكن تحديد أوجه التشابه والاختلاف بين الكائنات الحية وأجزائها وبدأ استخدامها في القرن السابع عشر. أتاح استخدام الطريقة المقارنة الحصول على البيانات اللازمة لتنظيم النباتات والحيوانات. في القرن 19 تم استخدامه في تطوير نظرية الخلية وإثبات نظرية التطور، وكذلك في إعادة هيكلة عدد من العلوم البيولوجية على أساس هذه النظرية. في الوقت الحاضر، يتم استخدام الطريقة المقارنة أيضًا على نطاق واسع في العلوم البيولوجية المختلفة. أما لو استعمل في علم الأحياء الأساليب الوصفية والمقارنة فقط لبقي في إطار علم تقريري.

الطريقة التاريخية.وتساعد هذه الطريقة على فهم الحقائق التي تم الحصول عليها ومقارنتها بالنتائج المعروفة سابقا. أصبح يستخدم على نطاق واسع في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. بفضل أعمال تشارلز داروين، الذي أثبت بمساعدته علميا أنماط ظهور وتطور الكائنات الحية، وتشكيل هياكلها ووظائفها في الزمان والمكان. إن استخدام المنهج التاريخي جعل من الممكن تحويل علم الأحياء من علم وصفي إلى علم يشرح كيفية نشوء النظم الحية المتنوعة وكيفية عملها.

الطريقة التجريبية.يرتبط تطبيق الطريقة التجريبية في علم الأحياء بالاسم ويليام هارفي,الذي استخدمه في أبحاثه لدراسة الدورة الدموية. ولكن بدأ استخدامه على نطاق واسع في علم الأحياء فقط منذ بداية القرن التاسع عشر، وخاصة في دراسة العمليات الفسيولوجية. تتيح لك الطريقة التجريبية دراسة ظاهرة معينة في الحياة من خلال التجربة.

تم تقديم مساهمة كبيرة في إنشاء الطريقة التجريبية في علم الأحياء بواسطة ج. مندل، الذي كان أول من استخدم التجربة، أثناء دراسة الوراثة وتقلب الكائنات الحية، ليس فقط للحصول على بيانات حول الظواهر قيد الدراسة، ولكن أيضًا اختبار الفرضية التي تمت صياغتها على أساس النتائج التي تم الحصول عليها. أصبح عمل G. Mendel مثالا كلاسيكيا لمنهجية العلوم التجريبية.

ويليام هارفي (1578–1657)

في القرن 20th وأصبح المنهج التجريبي رائداً في علم الأحياء. أصبح هذا ممكنا بفضل ظهور أدوات جديدة للبحث البيولوجي (المجهر الإلكتروني، التصوير المقطعي، إلخ) واستخدام أساليب الفيزياء والكيمياء في علم الأحياء.

حاليًا، في التجارب البيولوجية، يتم استخدام أنواع مختلفة من الفحص المجهري على نطاق واسع، بما في ذلك الفحص المجهري الإلكتروني باستخدام تقنية المقاطع فائقة الدقة، وطرق الكيمياء الحيوية، وطرق مختلفة للزراعة والمراقبة أثناء الحياة لمزارع الخلايا والأنسجة والأعضاء، وطريقة الذرات الموسومة، وX- تحليل حيود الأشعة، الطرد المركزي الفائق، اللوني، إلخ. ليس من قبيل المصادفة أنه في النصف الثاني من القرن العشرين. لقد تطور اتجاه كامل في علم الأحياء - إنشاء أدوات جديدة وتطوير أساليب البحث.

في البحوث البيولوجية يتم استخدامها بشكل متزايد النمذجة,والذي يعتبر أعلى أشكال التجريب. وبالتالي، يجري العمل النشط على النمذجة الحاسوبية لأهم العمليات البيولوجية، والاتجاهات الرئيسية للتطور، وتطوير النظم الإيكولوجية، أو حتى المحيط الحيوي بأكمله (على سبيل المثال، في حالة المناخ العالمي أو التغيرات التي من صنع الإنسان).

لقد أحدثت الطريقة التجريبية، جنبًا إلى جنب مع النهج الهيكلي النظامي، تحولًا جذريًا في علم الأحياء، ووسعت قدراتها المعرفية وفتحت طرقًا جديدة لاستخدام المعرفة البيولوجية في جميع مجالات النشاط البشري.

حقيقة علمية. طريقة علمية. طرق البحث: الوصفية، المقارنة، التاريخية، التجريبية.

1. ما هو الهدف والمهمة الرئيسية للعلم؟

2. لماذا يمكن القول أن تطور علم الأحياء تم تحديده من خلال تطوير وتطبيق أساليب البحث العلمي الجديدة؟

3. ما هي أهمية الأساليب الوصفية والمقارنة لتطوير علم الأحياء؟

4. ما هو جوهر المنهج التاريخي؟

5. لماذا أصبح المنهج التجريبي أكثر انتشارا في القرن العشرين؟

اقترح طرق البحث التي ستستخدمها عند دراسة التأثير البشري على أي نظام بيئي (خزان، غابة، متنزه، إلخ).

قدم العديد من خياراتك لتطوير علم الأحياء في القرن الحادي والعشرين.

ما هي الأمراض، في رأيك، ستهزمها البشرية باستخدام أساليب البيولوجيا الجزيئية والمناعة وعلم الوراثة في المقام الأول.

يتكون البحث العلمي عادة من عدة مراحل (الشكل 1). وبناء على مجموعة الحقائق، يتم صياغة المشكلة. لحلها، طرحوا فرضيات (من الفرضية اليونانية - الافتراض). يتم اختبار كل فرضية تجريبيا في عملية الحصول على حقائق جديدة. فإذا تعارضت الحقائق التي تم الحصول عليها مع الفرضية فإنها مرفوضة. إذا كانت الفرضية متسقة مع الحقائق وتسمح للشخص بعمل تنبؤات صحيحة، فيمكن أن تصبح كذلك نظرية (من الثيوريا اليونانية - دراسة). ومع ذلك، حتى النظرية الصحيحة يمكن مراجعتها وتحسينها مع تراكم الحقائق الجديدة. والمثال الواضح هو نظرية التطور.

تتضمن بعض النظريات إقامة روابط بين الظواهر المختلفة. هذا قواعدو القوانين.

قد تكون هناك استثناءات للقواعد، ولكن القوانين تنطبق دائمًا. على سبيل المثال، قانون الحفاظ على الطاقة صالح لكل من الطبيعة الحية وغير الحية.

أرز. 1. المراحل الرئيسية للبحث العلمي

بعد دراسة الشكل 1، اقترح خطة لإجراء دراستك البيولوجية الصغيرة.

§ 3. جوهر الحياة وخصائص الكائنات الحية

1. ما هي الحياة؟

2. ما هي الوحدة الهيكلية والوظيفية للكائنات الحية؟

3. ما هي خصائص الكائنات الحية التي تعرفها؟

جوهر الحياة. أنت تعلم بالفعل أن علم الأحياء هو علم الحياة. ولكن ما هي الحياة؟

التعريف الكلاسيكي للفيلسوف الألماني فريدريش إنجلز: “الحياة هي طريقة لوجود الأجسام البروتينية، النقطة الأساسية فيها هي التبادل المستمر للمواد مع الطبيعة الخارجية المحيطة بها، ومع توقف هذا التمثيل الغذائي تتوقف الحياة أيضًا”. مما يؤدي إلى تحلل البروتين" - يعكس مستوى المعرفة البيولوجية في النصف الثاني من القرن التاسع عشر

في القرن 20th لقد تم إجراء العديد من المحاولات لتعريف الحياة، مما يعكس مدى تعقيد هذه العملية.

تحتوي جميع التعريفات على المسلمات التالية التي تعكس جوهر الحياة:

- الحياة هي شكل خاص من حركة المادة؛

– الحياة هي عملية التمثيل الغذائي والطاقة في الجسم؛

– الحياة نشاط حيوي في الجسم؛

– الحياة هي التكاثر الذاتي للكائنات الحية، والذي يتم ضمانه عن طريق نقل المعلومات الوراثية من جيل إلى جيل.

الحياة هي شكل أعلى من أشكال حركة المادة مقارنة بالأشكال الفيزيائية والكيميائية لوجودها.

بالمعنى الأكثر عمومية حياةيمكن تعريفها بأنها نشط، مع إنفاق الطاقة الواردة من الخارج، والصيانة والتكاثر الذاتي لهياكل محددة تتكون من البوليمرات الحيوية - البروتينات والأحماض النووية.

لا تشكل الأحماض النووية ولا البروتينات وحدها الركيزة الأساسية للحياة. تصبح الركيزة للحياة فقط عندما تكون موجودة وتعمل في الخلايا. خارج الخلايا، هناك مركبات كيميائية.

وفقًا لتعريف عالم الأحياء الروسي V. M. Volkenshtein، فإن "الأجسام الحية الموجودة على الأرض هي أنظمة مفتوحة ذاتية التنظيم ومتكاثرة ذاتيًا مبنية من البوليمرات الحيوية - البروتينات والأحماض النووية".

خصائص الكائنات الحية. تتميز الكائنات الحية بعدد من الخصائص العامة. دعونا قائمة لهم.

1. وحدة التركيب الكيميائي.تتشكل الكائنات الحية من نفس العناصر الكيميائية التي تتكون منها الكائنات غير الحية، ولكن في الكائنات الحية 90% من الكتلة تتكون من أربعة عناصر: C، O، N، H، والتي تشارك في تكوين الجزيئات العضوية المعقدة مثل كالبروتينات، والأحماض النووية، والكربوهيدرات، والدهون.

2. وحدة التنظيم الهيكلي.الخلية هي وحدة هيكلية ووظيفية واحدة، كما أنها وحدة التطور لجميع الكائنات الحية على الأرض تقريبًا. تعتبر الفيروسات استثناءً، ولكنها تظهر خصائص حية فقط عندما تكون في الخلية. ولا توجد حياة خارج الخلية.

3. الانفتاح.جميع الكائنات الحية موجودة الأنظمة المفتوحة, أي الأنظمة التي تكون مستقرة فقط في حالة الإمداد المستمر بالطاقة والمادة من البيئة.

4. التمثيل الغذائي والطاقة.جميع الكائنات الحية قادرة على تبادل المواد مع بيئتها. تتم عملية التمثيل الغذائي نتيجة عمليتين مترابطتين: تخليق المواد العضوية في الجسم (بسبب مصادر الطاقة الخارجية - الضوء والغذاء) وعملية تحلل المواد العضوية المعقدة مع إطلاق الطاقة التي يتم استهلاكها بعد ذلك. بواسطة الجسم.

يضمن التمثيل الغذائي ثبات التركيب الكيميائي في الظروف البيئية المتغيرة باستمرار.

5. التكاثر الذاتي (التكاثر).القدرة على التكاثر الذاتي هي الخاصية الأكثر أهمية لجميع الكائنات الحية. وهو يعتمد على معلومات حول بنية ووظائف أي كائن حي، مدمجة في الأحماض النووية وتوفر خصوصية بنية وحياة الكائن الحي.

6. التنظيم الذاتي.يتعرض أي كائن حي لظروف بيئية متغيرة باستمرار. وفي الوقت نفسه، هناك شروط معينة ضرورية لتدفق العمليات الحيوية في الخلايا. بفضل آليات التنظيم الذاتي، يتم الحفاظ على الثبات النسبي للبيئة الداخلية للجسم، أي يتم الحفاظ على ثبات التركيب الكيميائي وشدة مسار العمليات الفسيولوجية، وبعبارة أخرى، يتم الحفاظ على التوازن ( من اليونانية Homoios - نفس والركود - الدولة).

7. التطور والنمو.في عملية التطور الفردي (التولد)، تتجلى الخصائص الفردية للكائن الحي بشكل تدريجي ومستمر ويتم نموه. بالإضافة إلى ذلك، تتطور جميع الأنظمة الحية - التغيير في مسار التطور التاريخي (نشوء السلالات).

8. التهيج.أي كائن حي قادر على الاستجابة بشكل انتقائي للتأثيرات الخارجية والداخلية.

9. الوراثة والتقلب.يتم ضمان استمرارية الأجيال عن طريق الوراثة. الأحفاد ليسوا نسخًا من والديهم نظرًا لقدرة المعلومات الوراثية على التغيير - التقلب.

قد تكون بعض الخصائص المذكورة أعلاه متأصلة أيضًا في الطبيعة غير الحية. على سبيل المثال، يمكن للبلورات الموجودة في محلول ملحي مشبع أن "تنمو". ومع ذلك، فإن هذا النمو لا يحتوي على تلك المعايير النوعية والكمية المتأصلة في نمو الكائنات الحية.

وتتميز الشمعة المشتعلة أيضًا بعمليات التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة، ولكنها غير قادرة على التنظيم الذاتي والتكاثر الذاتي.

وبالتالي، فإن جميع الخصائص المذكورة أعلاه في مجملمميزة فقط للكائنات الحية.

حياة. نظام مفتوح.

1. لماذا يصعب جدًا تعريف مفهوم "الحياة"؟

2. ما الفرق بين التنظيم الكيميائي للكائنات الحية والأشياء ذات الطبيعة الجامدة؟

3. لماذا تسمى الكائنات الحية بالأنظمة المفتوحة؟

4. ما هو الفرق الأساسي بين العمليات الأيضية في الكائنات الحية وفي الطبيعة غير الحية؟

5. ما هو دور التباين والوراثة في تطور الحياة على كوكبنا؟

قارن جوهر عمليات النمو والتكاثر والتمثيل الغذائي في الطبيعة غير الحية وفي الكائنات الحية.

أعط أمثلة على الخصائص المميزة للكائن الحي والتي يمكن ملاحظتها في الجماد.

كائن حي(من اللات. أورجانيزو - أرتب) - هذا فرد، فرد (من اللات. فردي - غير قابل للتجزئة)، يتفاعل بشكل مستقل مع بيئته. من السهل فهم مصطلح "الكائن الحي"، ولكن يكاد يكون من المستحيل تعريفه بوضوح. قد يتكون الكائن الحي من خلية واحدة أو قد يكون متعدد الخلايا. قد تتكون الكائنات المستعمرة المختلفة من كائنات متجانسة، على سبيل المثال، فولفوكس، أو تكون مجموعة من الأفراد شديدة الاختلاف التي تشكل كلًا واحدًا، على سبيل المثال، رجل الحرب البرتغالي، وهو حيوان معوي استعماري. في بعض الأحيان، حتى الأفراد المنفصلين عن بعضهم البعض يشكلون مجموعات تختلف في خصائص فردية معينة، على سبيل المثال، في النحل، كما هو الحال في الحشرات الاجتماعية الأخرى، تمتلك العائلة عددًا من خصائص الكائن الحي.