Что такое биологический эксперимент

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Методы исследования в науке

Биология — это наука. Что отличает науку от других сфер человеческой деятельности? Подход к изучению явлений. Этот подход — научный метод.

Научный метод — совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки.

Научный метод предполагает определенный системный подход:

Прогноз: формулирование следствий из предложенной гипотезы или принятой теории с помощью дедукции, индукции или других логических методов.

Проверка прогнозируемых следствий с помощью эксперимента.

Важно понимать отличие между понятиями гипотеза и теория.

Почему мы говорим о цитологии как о клеточной теории — потому что этому предшествовал огромный научный процесс наблюдения, сбор статистики — качественные и количественные данные; систематизация полученных результатов, были сформулированы гипотезы и прогнозы, которые затем были экспериментально проверены и подтверждены. Более того, на основе этой теории были сделаны следующие предположения, и они тоже были экспериментально подтверждены.

Методы изучения живых объектов

Считается идеальным, когда используются все эти методы в совокупности.

Биологический эксперимент

Наблюдение, описание и измерение биологических объектов

Наблюдение — это непосредственное, целенаправленное изучение предметов, опирающееся в основном на такие чувственные способности человека, как ощущение, восприятие, представление.

Эмпирическое описание — это фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах, данных в наблюдении.

По сути это «перевод» того, что было увидено или услышано на научный язык — понятия и определения, знаки, схемы, рисунки, графики и цифры (статистические данные).

В отличие от эксперимента, при эмпирическом методе познания нельзя вмешиваться в изучаемый процесс, нельзя влиять или изменять условия его протекания.

Для наблюдения используют так же различные технические — опосредованные средства.

Процесс естественно — научного познания существенно зависит от развития используемых наукой технических средств.

Трудно переоценить роль микроскопа в биологии. Именно благодаря ему человек открыл для себя микроорганизмы. На сегодняшний момент существуют микроскопы, позволяющие исследовать живые организмы на внутриклеточном уровне.

Статистические измерения — измерения величин, не изменяющихся во времени.

Динамические измерения — измерения величин, меняющих свое значение во времени (давление, температура, плотность популяции и т.д.)

Методы исследования в науке довольно разнообразны, но все они базируются на научных методах познания, которые отличаются определенным подходом.

Знание этой информации помогает отделить действительные научные исследования от различных широкораспространенных околонаучных экспериментов.

Биологические науки

ПО СИСТЕМАТИЧЕСКИМ КАТЕГОРИЯМ:

ПО УРОВНЯМ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ:

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИЗУЧАЕМЫХ ПРОЦЕССОВ:

Источник

Что такое биологический эксперимент

Код ОГЭ: 1.1. … Методы изучения живых объектов. Биологический эксперимент. Наблюдение, описание, измерение биологических объектов.

Живая природа является системой, компоненты которой можно расположить в строгом порядке: от низших к высшим. Данный принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни и дает комплексное представление о жизни как о природном явлении. Живая природа является сложной, многокомпонентной и строго упорядоченной системой.

В настоящее время выделяют 5 основных уровней организации живой материи:

Методы изучения живых объектов: описательный, сравнительный, исторический и экспериментальный.

Описательный метод широко применялся ещё учёными древности, которые занимались сбором фактического материала и его описанием. В основе этого метода лежит наблюдение. Практически до XVIII в. биологи в основном занимались изучением и описанием животных и растений, делали попытки первичной систематизации накопленного материала.

Сравнительный метод стал применяться в XVII в. и позволил выявлять сходства и различия между организмами и их частями. Использование сравнительного метода позволило получить данные, необходимые для систематизации растений и животных. В XIX в. метод был использован при разработке клеточной теории и обосновании теории эволюции.

Исторический метод помогает осмыслить полученные факты, сопоставить их с ранее известными результатами. Этот метод стал широко применяться во второй половине XIX в. благодаря работам Ч. Дарвина, который с его помощью научно обосновал закономерности появления и развития организмов, становления их структур и функций во времени и пространстве.

Благодаря появлению в XX в. новых приборов для проведения биологических исследований ведущим в биологии стал экспериментальный метод. Широко применять в биологии этот метод стали лишь с начала XIX в., прежде всего при изучении физиологических процессов. Экспериментальный метод позволяет изучать то или иное явление жизни с помощью опыта. Большой вклад в утверждение экспериментального метода в биологии внёс Г. Мендель. Он, изучая наследственность и изменчивость организмов, впервые использовал биологический эксперимент не только для получения данных об изучаемых явлениях, но и для проверки гипотезы, формулируемой на основании получаемых результатов.

Наблюдение — целенаправленное выявление объектов и закономерностей в естественных условиях;

Описание — фиксация сведений об объекте средствами естественного или искусственного языка (в биологии сформированы научные понятия, обозначаемые специальными терминами);

Измерение — сравнение объекта по каким-либо свойствам с эталоном (с граммом, с метром и др.);

Биологический эксперимент — выявление свойств живых объектов в искусственно созданных условиях.

Современное научное исследование

Сначала на основании собранных фактов учёным формулируется проблема исследования. Для её решения выдвигаются гипотезы, каждая из которых проверяется экспериментально, путём применения соответствующих методов исследования, в процессе чего могут быть получены новые научные факты. Если эти факты противоречат выдвинутой гипотезе, то она отвергается. Если же гипотеза согласуется с полученными фактами и позволяет делать верные прогнозы, то она может стать теорией. Некоторые теории устанавливают связи между различными явлениями. Это правила и законы. Из правил возможны исключения, а законы действуют всегда.

В биологических исследованиях всё шире применяют моделирование, которое считают высшей формой эксперимента. Так, ведутся активные работы по компьютерному моделированию важнейших биологических процессов, основных направлений эволюции, развития экосистем или даже всей биосферы (например, в случае глобальных климатических или техногенных изменений).

В настоящее время в биологии широко применяют различные виды микроскопии (в том числе электронную), биохимические методы, разнообразные методы культивирования и прижизненного наблюдения культур клеток, тканей и органов, метод меченых атомов, рентгеноструктурный анализ, ультрацентрифугирование, хроматографию и т. д.

Это конспект по биологии «Методы изучения живых объектов». Выберите дальнейшие действия:

Источник

5 биологических экспериментов для среднего

5 биологических экспериментов для старшеклассников

— Эксперимент 1. Извлечение ДНК из клубники

A.D.N. являются аббревиатурами, которые указывают Áкислота DesoxirriboNЭто молекула, которая содержит всю генетическую информацию организма. ДНК присутствует во всех организмах, от самых маленьких бактерий до самых крупных млекопитающих.

Структурно ДНК является очень длинным и устойчивым микроскопическим волокном. В большой части организмов ДНК образована двумя нитями, которые соединяются вместе, образуя небольшой оборот.

Генетическая информация, содержащаяся в ДНК, служит для производства белков организма. Таким образом, клубничная ДНК обладает генетической информацией для производства клубничных белков..

материалы

Экспериментальная процедура

1-в ½ стакана водопроводной воды смешайте жидкое моющее средство и соль. Это будет смесь для разрушения клеточной стенки, клеточной мембраны и ядерной мембраны клубники. Таким образом, ДНК клубники, которая находится в ядре, может быть извлечена в следующих шагах.

2-Полностью раздавить клубнику в ступке, облегчая тем самым эффект предыдущей смеси (экстракционная смесь). Важно не оставлять большие куски фруктов без дробления.

3-Добавьте в клубнику 2 столовые ложки экстракционной смеси, осторожно встряхните стеклянной палочкой. Дайте постоять 10 минут.

4-Фильтруйте эту смесь бумажным фильтром и вылейте полученную жидкость в пластиковый контейнер..

5-Добавьте тот же объем изопропилового спирта (холодный) в пластиковом контейнере. Например, если есть 100 мл клубничного экстракта, добавьте 100 мл спирта. Не встряхивайте и не перемешивайте.

6. Через несколько секунд наблюдайте образование белесого мутного вещества (ДНК) на поверхности жидкости. Наклоните контейнер и соберите ДНК деревянным поддоном.

7-При желании вы можете повторить процесс с другими фруктами и сравнить.

— Эксперимент 2. Влияние тепла на витамины

В этом эксперименте студенты обнаружат, разрушает ли приготовление пищи витамины, которые они содержат. В этом случае витамин С из цитрусовых будет изучен. Тем не менее, студенты могут распространить эксперимент на другие продукты и витамины.

Витамин С присутствует в цитрусовых фруктах, таких как: лимоны, апельсины, грейпфрут и т. Д. Химически витамин С является аскорбиновой кислотой и очень важной молекулой для организма..

Этот витамин участвует в нескольких метаболических процессах, необходимых для здоровья, и его недостаток вызывает болезнь цинга.

материалы

Экспериментальная процедура

Приготовление йодного индикатора

1-Смешайте столовую ложку кукурузного крахмала с небольшим объемом воды, перемешайте до образования пасты.

2-Добавить 250 мл воды и варить в течение примерно 5 минут.

3-С помощью пипетки добавить 10 капель кипятка в 75 мл воды.

4-Добавить йод в смесь, пока он не станет темно-фиолетового цвета.

Сравнение уровня витамина С

1-выжать сок из выбранных цитрусовых в 2 отдельных контейнерах.

3-Нагрейте тот, который отмечен как «нагретый», пока он не закипит.

4-С перчатками, осторожно снимите с огня.

6-Используя чистую капельницу (чтобы избежать загрязнения), добавьте 10 капель приготовленного сока в пробирку. Очистите пипетку и повторите с образцом контейнера «без подогрева».

7-Наблюдайте, в котором получается более темный цвет. Более темный цвет означает, что в этом конкретном образце содержится меньше витамина С. Сравните результаты и проанализируйте.

— Эксперимент 3. Влияние соли на семена салата.

Широко известно, что растениям для прорастания, роста и жизни нужна вода. Тем не менее, есть много стран в мире, которые страдают, чтобы выращивать свою пищу, потому что почвы содержат много соли.

Вышеуказанное очень важно, поскольку в зависимости от толерантности к соли в некоторых условиях можно выращивать некоторые растения..

материалы

Экспериментальная процедура

1-Подготовьте два раствора соленой воды следующим образом: один с концентрацией 30 г соли на литр воды (30 г / л), а другая половина с концентрацией соли: (15 г / л).

3-Разделите семена на три группы по 10 семян в каждой..

4 семени по 10 семян в каждом горшке. Там должно быть 3 горшка с 10 семенами в каждом.

6-Поместите горшки снаружи, где они получают солнечный свет.

8. Продолжайте эксперимент в течение 2 недель и запишите наблюдения по мере их появления. Сравните результаты и проанализируйте.

— Эксперимент 4. Брожение дрожжей

Дрожжи являются очень важными микроорганизмами для человека. Они помогают производить хлеб, вина, пиво и другие продукты для потребления человеком в процессе, называемом брожением..

Например, дрожжи обычно используются на кухне для выпечки хлеба. Но что именно делают дрожжи?.

Чтобы ответить на это, мы должны признать дрожжи как живой организм, который нуждается в питательных веществах, чтобы жить. Основным источником энергии дрожжей являются сахара, которые разрушаются в результате брожения.

материалы

Экспериментальная процедура

1-Добавьте немного холодной воды на 3 маленьких тарелки.

2-Поместите каждый стеклянный контейнер на каждую тарелку, маркируйте каждый контейнер следующим образом: 1, 2 и 3.

3-В контейнере 1 смесь: 1 чайная ложка дрожжей, ¼ стакан теплой воды и две чайные ложки сахара.

4-В контейнере 2 смешайте чайную ложку дрожжей с ¼ стакана теплой воды..

5-В контейнере 3, поместите чайную ложку дрожжей и ничего больше.

6-Наблюдайте, что происходит в каждом контейнере. В каждом контейнере происходят разные реакции? В этом эксперименте, помимо зрения, очень важен запах.

7-Сравните результаты и проанализируйте.

Эксперимент 5: правило 5 секунд

Часто можно услышать, что если еда падает на землю, микробам требуется 5 секунд, чтобы загрязнить пищу. Правило пяти секунд устанавливает, что пища, взятая с земли, будет безопасна для еды, если она собрана в течение 5 секунд после падения..

материалы

Экспериментальная процедура

1-Поместите влажную пищу (например, сырое мясо) на землю, подождите 4 секунды и удалите с земли.

2. С стерильными перчатками протрите кусочек мяса стерильным тампоном. Иссопом больше ничего не трогайте!

3-В стерильной среде (вытяжной колпак) снимите крышку чашки Петри и осторожно вращайте тампон взад и вперед зигзагообразно по всей поверхности агара. Избегайте прикосновения к одной и той же области агара дважды.

4-Осторожно поместите крышку на чашку Петри, наклейку.

5-Выполните шаги 1-4 с сухим кормом (например, хлебом).

6-Выполните шаги 1-4 для контроля, то есть с помощью стерильных тампонов (без предварительного прикосновения к какому-либо объекту) выполните зигзагообразный рисунок на двух чашках Петри, содержащих один и тот же питательный агар..

7. Поместите все чашки Петри в среду с температурой 37ºC, которая является оптимальной температурой для роста бактерий. Убедитесь, что все чашки Петри находятся в одном месте.

8. Делайте наблюдения в 24, 36, 48, 60 и 72 часа. Подсчитайте бактериальные колонии в каждой чашке и в каждом временном интервале.

9-Представить результаты в виде графика и проанализировать их.

Общие шаги для выполнения эксперимента

Для того, чтобы провести научный эксперимент, первое, что нужно сделать, это написать вступление, в котором предлагается то, что будет сделано. Цель эксперимента и его важность четко описаны ниже..

Затем составляется список материалов, которые будут использоваться в эксперименте, и дается подробное описание того, что будет сделано, это экспериментальная процедура. Идея в том, что каждый может повторить эксперимент с данными инструкциями..

Наконец, результаты описываются, анализируются и сравниваются с аналогичными, и делаются выводы.

Источник

Реферат: Биологический эксперимент. Роль билогического эксперимента на уроках биологии

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФГОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Кафедра методики преподавания биологии, химии и естествознания

«Биологический эксперимент. Роль билогического эксперимента на уроках биологии»

Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………5

1.2. Технические средства эксперимента…………………………….5

1.3. Эксперимент как метод преподавания биологии…………………7

1.4. Место эксперимента в структуре методов преподавания………8

Раздел 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………….13

2.1. Биологический эксперимент……………………………………. 13

2.2. Особенности биологического эксперимента в разных классах…18

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………..23

Эксперимент, метод исследования возник в естествознании нового времени (У. Гильберт, Г. Галилей). Впервые он получил философское осмысление в трудах Ф. Бэкона, разработавшего и первую классификацию экспериментов. Развитие экспериментальной деятельности в науке сопровождалось в теории познания борьбой рационализма и эмпиризма, по-разному понимавших соотношение эмпирического и теоретического знания. Преодоление односторонности этих направлений, начатое немецкой классической философией, нашло завершение в диалектическом материализме, в котором тезис о единстве теоретической и экспериментальной деятельности является конкретным выражением общего положения о единстве чувственного и рационального, эмпирических и теоретических уровней в процессе познания.

Целью настоящей работы является изучение биологического эксперимента и его роли на уроках биологии.

Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Виды экспериментов

С 20-х гг. 20 в. развиваются социальные эксперименты. Они способствуют внедрению в жизнь новых форм социальной организации и оптимизации управления. Поэтому социальный эксперимент, выполняя познавательную функцию, относится к сфере управления обществом.

1.2. Технические средства эксперимента

Благодаря микроскопу, телескопу, рентгеновским аппаратам, радио, телевизору, сейсмографу и т.п. человек значительно расширил свои возможности восприятия.

Огромную роль в развитии биологии сыграл микроскоп. Открывшие человеку многие тайны живого мира. Сегодняшние технические средства дают возможность осуществить эксперимент на молекулярном, атомном и ядерных уровнях. Техника современного эксперимента состоит не только из высокочувствительных приборов, но и из специальных сложных экспериментальных установок. Например, для проникновения вглубь атомного ядра строятся громадные экспериментальные сооружения – синхрофазотроны.[1]

Наукой сегодня активно используются для проведения экспериментов космические корабли, подводные лодки, различного рода научные станции, специальные заповедники. Успехи естествознания тесно связаны с усовершенствованием методов и средств измерения, с усовершенствованием приборов и установок, которые позволяют с всевозрастающей гибкостью и утонченностью изменять условия наблюдения и эксперимента. За последние десятилетия создана мощная вычислительная техника, которая не только составляет неотъемлемую часть современного экспериментального оборудования, но и включена теснейшим образом в сам процесс мышления.

1.3.Эксперимент как метод преподавания биологии

В школьном обучении наряду с установлением объема содержания учебного предмета и отбо­ром материала для урока громадное значение имеют методы преподавания.

Методы, выбранные соответственно содержанию и возрасту учащихся, обеспечивают высокое качество знаний. Та­кие методы способствуют развитию понятий и умений, прочности и осознанности знаний и оказывают воспитывающее влияние.

«Метод в самом общем значении — способ достижения цели, определенным образом упорядоченная деятельность».[7]

Педагогическая теория и практика советской школы рассмат­ривают учебно-воспитательный процесс, как двусторонний, со­четающий обучающую деятельность учителя и учебную деятель­ность учащихся. Это вполне соответствует основному принципу советской школы—принципу воспитывающего развивающе­го обучения.

Определение метода применительно к обучению должно вы­текать логически из признания единства деятельности учи­теля и деятельности учащихся в процессе обучения, т. е. содер­жать характеристику деятельности учителя и ученика. То и дру­гое содержится в следующем определении учебного метода.

Учебный метод — способ передачи знаний учи­телем и одновременно способ усвоения их уча­щимися.[2]

Это определение метода выражает понятие о двух его взаимо­связанных сторонах: передающая, воздействующая—учитель и воспринимающая, усваивающая—учащиеся.

В практике преподавания биологии сложились различные ме­тоды обучения.[4]

1.4. Место эксперимента в структуре методов преподавания

Основой классификации методов являются три названных признака:

· источники, из которых учащиеся черпают знания;

· характер деятельности учителя;

· характер деятельности учащихся в процессе обучения.

Эти три признака вытекают из понимания обучения и учения как единого процесса, в котором взаимосвязаны и обусловлены деятельность учителя (обучающего) и ученика (обучаемого), а источники знаний находятся и тесной взаимосвязи с деятель­ностью того и другого.

Руководствуясь существенными признаками методов, следует выделить группу методов, применяя которые учитель передает знания учащимся главным образом через посредство слова с иллюстрацией наглядных пособий к излагаемому материалу по мере надобности.

При этом основным источником, из которого ученики черпа­ют новые знания, является слово. Деятельность учащихся выражаете преимущественно в слушании, осмысливании и последующих устных и письменных ответах.

При применении другой группы методов основную роль в передаче знаний играет показ, демонстрация учителем предметов и явлений, а слово учителя приобретает иное значение. Учитель направляет ход наблюдений и логику мышления учащихся, уточняет правильность их восприятия. Ученики, наблюдая, осмысливают факты, делают выводы, получают новые знания, а иногда и новые умения, например, как самостоятельно поста­вить продемонстрированный учителем опыт, приготовить микро­препарат и т. п.[4]

Основным источником знании, приобретаемых учащимися, яв­ляется наблюдение, а не слово учителя, хотя за ним остает­ся руководство всем познавательным процессом.

Деятельность учащихся выражается в наблюдении и рассказе о наблюдаемом и значительно меньше в слу­шании и ответах.

Наконец, учитель применяет такие методы, при которых пе­редача знаний происходит преимущественно в процессе прак­тической работы учащихся. Они по заданию (инструктажу) самостоятельно рассматривают строение семени, плода, вскрытую лягушку, производят посевы на школьном учебно-опытном участке, работают на животноводческой ферме и т.п. и, работая, приобретают новые знания, умения, а потом и на­выки, т.е. автоматизированные, привычные умения.

Практическая деятельность учащихся связана с применением орудии исследовательского (пинцет, скальпель, лупа, микроскоп и пр.) и производительного (лопата, секатор, опыливатель и пр.) труда.

Слово учителя необходимо и в этих случаях: он инструкти­рует, указывает, какова цель работы, какие теоретические зна­ния важны для ее правильного проведения. Учитель проверяет ход работы, помогает сделать выводы — руководит познаватель­ным процессом. В ряде случаев по указанию учителя в помощь проведению работы и приобретению знании в процессе ее может служить книга (учебник, справочник и другая литература) как пособие к основному источнику знаний — практической работе, но не как самостоятельный источник знаний.

В деятельности учащихся имеет место слушание и наблюде­ние, но преобладает практическая работа, в ходе которой осо­бенную роль играет самостоятельный мыслительный процесс, по­зволяющий решить задачу, вопрос, проблему. Результаты такой работы являются основным источником знаний.

При ответах учащиеся показывают результаты проделанной работы и рассказывают о ней, делая выводы, записи, по требо­ванию учителя, повторяют ее еще раз.[5]

Таким образом, на основании преобладающего характера ис­точников знаний, деятельности учителя и учащихся методы пре­подавания биологии разделяют на три группы или рода: сло­весные, наглядные, практические.

В педагогике и методике долгое время не было единых об­щепринятых определении методов обучения и их классификации. Но уже во второй половине 20 в. имела место общая точка зрения по этим вопросам.

С понятием о словесных методах обычно связано представление о якобы неизбежной пассивной роли уча­щихся при их применении. Такое ложное понимание словесных методов происходит вследствие того, что не обращается долж­ного внимания на мыслительную деятельность учащихся в слу­чае применения словесных методов.[5]

К видам словесных методов относятся:

· рассказ учителя или учащихся,

Наглядные методы нельзя смешивать с общим педагогическим принципом наглядности. Это понятия разные, не тождественные друг другу. Наглядные методы служат источником информации для учащихся, а не слово учителя. Наблюдая демонстрируемые пособия, самостоятельно или с помощью вопросов учителя уча­щиеся обдумывают выводы, делают обобщения и умозаключе­ния. В этом отличительная особенность использования нагляд­ности при наглядных методах.

К видам наглядных методов относятся демонстрации:

Практические методы представляют собой сложное взаимодействие слова, наглядности и практической ра­боты, организуемое и направляемое учителем, преследующее развитие мысли учащихся. Применение практических методов связано также с активной деятельностью рецепторов и анализа­торов учащихся, с развитием их общей трудовой активности.

Задания для выполнения практических работ особенно цен­ны в учебно-воспитательном отношении, когда в них содержатся вопрос, задача, которые надо решить учащимся, применяя на практике ранее приобретенные знания: умения будут разви­ваться не механически, а основываться на знаниях. Именно при этом условии практические работы будут источником знаний.[5]

Однако применение этих методов требует от учителя проду­манной организации урока, так как руководство работой уча­щихся весьма сложно.

К видам практических методов относятся:

работы по распознаванию и определению природных объ­ектов;

наблюдения с последующей регистрацией явления;

проведение эксперимента (решение вопроса опытом).

Таким образом, мы определили положение эксперимента в структуре методов преподавания (см. рис. 1.)

Рис. 1. Методы преподавания.

Раздел 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Биологический эксперимент

Эксперимент проводится в искусственно созданных услови­ях, причем из сложного комплекса многообразных естественных влияний на организм отбирается и выясняется воздействие лишь отдельных изолированных факторов.

Эксперимент проводят большей частью при изучении физиологических процессов. Эксперимент может быть кратко­временным и длительным.

Примером кратковременного эксперимента или опыта, про­водимых па уроках ботаники, являются общеизвестные работы по изучению состава семян, физических свойств почвы, обра­зования крахмала в листьях и т. п. Наиболее простые опыты, такие, как условия прорастания семян, испарение воды листья­ми учащиеся выполняют дома. Как пример кратковременных опытов, проводимых в курсе физиологии человека, можно на­звать работы по выяснению переваривающего действия слюны и желудочного сока.[1]

Биологический эксперимент требует большей частью дли­тельного времени, поэтому его на уроках целиком не проводят, а демонстрируют только постановку опыта и его результаты.

По общей биологии ставят длительные опыты по выясне­нию влияний различных экологических факторов на организ­мы, по скрещиванию животных (лабораторные мыши, золоти­стые хомячки, голуби).

Экспериментальные работы учащиеся обычно проводят в порядке внеурочных занятий (индивидуальных или групповых) в уголке живой природы или на учебно-опытном участке школы.

Наиболее многообразны эксперименты на учебно-опытном участке. Они особенно длительны и занимают весь вегетацион­ный период, т. е. целое лето. Перед учащимися ставят вопросы или задачи, которые решают путем сравнения результатов опыта и контроля (опытные и контрольные растения или жи­вотные ставятся в одинаковые условия, кроме одного испыты­ваемого). Во время опыта проводят точные наблюдения с измерениями. Особенное значение имеет правильная фиксация наблюдений и результатов опыта в специальных табличках, позволяющих сравнивать показатели развития и урожайности опытных и контрольных растений и подводящих к выводам. Постановка опытов должна приучать учащихся к дисциплине мысли, к культуре, точности, достоверности и честности в иссле­дованиях.[5]

Учащиеся приучаются к постановке эксперимента, начиная с простейших опытов дома и в уголке живой природы, тем са­мым подготавливаясь к более сложным и длительным опытам на школьном учебно-опытном участке.

Длительные опыты и наблюдения над животными связаны с изучением их поведения. Очень разнообразны опыты по выра­ботке тех или иных условных рефлексов у позвоночных. Работы эти тоже проводят во внеурочное время, а результаты их используют на уроке.[1]

Каждый вид практических методов (работы по различению и определению, проведение наблюдения, регистрирующих явле­ния, постановка эксперимента) проходит ряд эталон:

Этапы практической работы:

1. Постановка вопроса, обусловливающего цель работы.

2. Инструктаж тех­нический и организационный.

3. Выполнение работы (определение, наблюде­ние, постановка опыта).

4. Фиксация результатов (проводится одновременно с выполнением работы).

5. Выводы, отвечающие на подавленный вопрос.

6. Отчет или сообщение о своей работе на уроке.

Практическая работа учащегося в зависимости от содержа­ния может строиться дедуктивно, когда уже известное положе­ние подтверждается фактами, или индуктивно, когда на основе фактов делается вывод. Распознавание растений или животных и их органов, как правило, строится дедуктивно, эксперимент — почти всегда индуктивно; работы по определению и наблюде­нию с последующей регистрацией могут быть индуктивными и дедуктивными.

Любой из методов осуществ­ляется в практике преподавания приемами. Методические приемы — элементы того или иного метода, выражающие отдельные действия учителя и уча­щихся в процессе преподавания. Они могут носить логический, организационный и технический характер. На рис. 2 изображена структура проведения практических работ на уроке различными методическими приемами.

В каждом виде практических работ необходимо различать работы предварительные исследовательского харак­тера и работы последующие, закрепляющие и практи­кующие понятия.

Первые даются учащимся до изучения вопроса, и учащиеся решают постановкой опыта поставленную перед ними задачу, результаты работы демонстрируются и обсуждаются на соот­ветствующем уроке.

Вторые проводятся после изучения вопроса, и теоретические знания учащиеся применяют на практике, проверяя детали в других вариантах.

В процессе преподавания биологии практические методы видоизменяются — развиваются в соответствии с усилением самостоятельности учащихся и усложнением работ.[4]

Правильно проведенные практические работы заставляют учащимся проделать ряд логических операций: Выявление сходства и различия, классификация, вывод, обобщение, умозаключение.

Рис. 2. Структура проведения практических работ на уроке различными методическими приемами

Например, в IX классе учащимся последовательно предложены две работы:

1) ознакомиться с явлением изменчивости на различных объектах

2) выявить причины изменчивости.

Практические работы развивают умения и навыки учащихся только при правильном планомерном проведении их. К ним школьников необходимо приучать систематически, постепенно переводя их от коротких по времени, легких по технике и орга­низации к более длительным и сложным.[5]

2.2. Особенности биологического эксперимента в разных классах

Постановка учебных опытов по разделу «Растения» предусмот­рена программой для 6 класса. Эксперимент занимает здесь зна­чительное место—около трети уроков курса 6 класса целиком или частично строится на материале опытов, описание которых при­водится в тексте школьного учебника или в заданиях к параграфу.

Общеизвестно большое учебно-воспитательное значение экспе­римента в обучении естественным наукам. Особенно велика роль его в преподавании биологии в 6 классе. Она определяется содер­жанием предмета (значительное место в нем занимает физиологи­ческий материал), изначальным местом его в курсе биологии сред­ней школы, возрастными психологическими особенностями детей (преобладание образного, конкретного мышления над абстракт­ным, неразвитость ряда познавательных умений), дидактическими возможностями биологического эксперимента.[4]

Известна роль эксперимента в образовании убеждений, форми­ровании и развитии биологических понятий и материалистиче­ского мировоззрения, в развитии познавательных способностей де­тей, в возникновении и сохранении исследовательского интереса учащихся к биологии. Все это особенно важно для курса биоло­гии 6 класса, в котором учащиеся впервые приступают к систе­матическому изучению биологии, где закладываются основы мате­риалистического понимания явлений жизни и приобретаются изна­чальные познавательные и практические умения, необходимые для учебной и производственно-опытнической работы в более стар­ших классах.[5]

Очень важной особенностью учебных опытов в 6 классе явля­ется то, что на них у учащихся впервые образуются представления о биологическом эксперименте, формируется ряд специальных и общепознавательных понятий: эксперимент, опыт, контроль, вари­ант опыта, цель опыта, сравнение, анализ в эксперименте, резуль­тат опыта, вывод из опыта и др. Следовательно, готовя демон­страцию опыта, надо планировать и работу с учащимися над данными понятиями — по формированию и развитию их.

Особенностью биологических опытов в 6 классе является то, что с их помощью изучаются сложные процессы жизнедеятельно­сти растения, для понимания которых у учащихся еще нет или недостаточно знаний по физике, химии и некоторых других, со­ставляющих практический опыт человека. Поэтому биологический эксперимент в 6 классе ограничивается изучением внешней сторо­ны явлений (обнаружение явления, выяснение необходимых для него условий, установление зависимости явления от изменения внешних условий), без выяснения существа и механизма процессов.

Программа по биологии в разделе «Животные» не предусмат­ривает проведение опытов с животными, если не считать наблю­дения за реакциями дождевого червя на раздражение. Связано это, прежде всего, с большими трудностями обеспечения процесса обучения необходимыми живыми объектами. Многие из них во время изучения раздела «Животные» находятся в природе в спяч­ке, в состоянии покоя на той или иной стадии развития. Их за­благовременная заготовка и содержание требуют создания уголка живой природы, постоянного внимания со стороны учителя био­логии, вызывают сложности, связанные с их кормлением, и пр. Однако это не значит, что учитель биологии не может использо­вать школьный биологический эксперимент как метод обучения при ознакомлении учащихся с изучаемыми в школе типами и классами животных.[4]

Опыты с животными, как правило, связаны с выяснением влияния различных факторов на их жизнедеятельность, выработ­кой условных рефлексов, изучением ориентирования и т. п. и тре­буют длительного времени на выполнение.

Опыты по разделу «Животные» в своем большинстве могут быть выполнены учащимися только во внеурочное время, до или после изучения соответствующих вопросов на уроках биологии. Учитывая это, учитель биологии или использует на уроках сооб­щения учащихся о заранее проведенных опытах, или предлагает провести те или иные опыты в связи с изучаемым материалом и выделяет в дальнейшем время для ознакомления всех учащихся с результатами выполненной неурочной работы.

Длительное время эксперимент по анатомии, физиологии и гигиене человека ставился на острых опытах с лягушкой. Эти опыты позволяли показать такие методы экспериментального исследования, как работа с изолированными органами (нервно-мышечным препаратом, сердцем), метод разрушения (удаление кожных ре­цепторов, спинного мозга в опытах по изучению рефлекторной ду­ги), метод раздражения (рефлексы на спинальной лягушке) и др. Однако теперь, на пороге экологического кризиса, продолжать тра­диционную систему опытов оказалось сложным, хотя Закон об охране и использовании животного мира допускает подобные ви­ды работ в учебных целях.

Современный научный эксперимент включает несколько ста­дий. Первая — анализ фактов или теоретических изысканий, на базе которых формулируется проблема, вторая — составление ги­потез, решающих ее в форме предположений, третья — выявление следствий, которые бы помогли спланировать эксперимент для проверки правильности гипотезы, четвертая—разработка техники опыта, пятая — его реальное проведение и шестая — вывод, под­тверждающий или опровергающий гипотезу. В школьных услови­ях довольно трудно показать эту систему в целом, однако отдель­ные стадии эксперимента можно показать школьникам на приме­ре решения экспериментальных задач на постановку гипотезы, па доказательство выдвинутого предположения и на вывод из опыта.[4]

Курс общей биологии завершает цикл биологического образо­вания учащихся. В нем изучаются наиболее общие свойства, присущие всем живым организмам, вскрываются основные законо­мерности живой природы, принципиальные отличия живого от не­живого. Наиболее полно и глубоко отражаются взаимосвязи биоло­гических явлений с физическими и химическими. Изучая целый ряд общебиологических наук, учащиеся наряду с теоретическими основами знакомятся и с методами изучения этих наук, в основе которых лежит эксперимент. В этой связи опыты в курсе общей биологии приобретают особую значимость, так как их воспроизве­дение позволяет не только познать явление или подтвердить тео­ретический вывод, но и служит неопровержимым доказательством объективности научных знаний о природе, свидетельствует о по­знаваемости природы человеком.

Одной из важнейших задач заключительного курса биологии является экологическое образование и воспитание учащихся. Ре­шению этой проблемы поможет постановка и проведение опытов, доказывающих загрязнение окружающей среды различными ток­сичными веществами (газами, солями тяжелых металлов, кисло­тами). Эти опыты рекомендуется ставить во внеурочное время, а результаты обсуждать на уроке в виде сообщений и докладов.[4]

1. Бинас А.В. и др. Биологический эксперимент в школе. – М.: Просвещение, 1990. с. 121-139.

2. Большой энциклопедический словарь. – М.: 1985. с. 123-126.

4. Верзилин Н.М., Корсунская В.М. Общая методика преподавания биологии. – М.: Просвещение, 1983. с. 115-127.

5. Корсунская В.М. Пути повышения качества знаний учащихся на уроках основ дарвинизма. – М.: Издательство АПН РСФСР, 1955. с. 134-148.

Источник