Кога зборуваме за биологија, зборуваме за науката која се занимава со проучување на сите живи суштества. Сите живи суштества, вклучувајќи го и нивното живеалиште, се проучуваат. Од структурата на клетките до сложените биолошки процеси, сето тоа е предмет на биологијата. Ајде да размислиме методи на истражување во биологијата, кои се вклучени во моментотсе користат.

Методи на биолошки истражувањавклучуваат:

• Емпириски/Експериментални методи
• Описни методи
• Компаративни методи
• Статистички методи
• Моделирање
• Историски методи

Емпириски методисе состојат во тоа што предметот на искуство е подложен на промена во условите на неговото постоење, а потоа се земаат предвид добиените резултати. Експериментите се од два вида во зависност од тоа каде се спроведуваат: лабораториски и теренски експерименти. За спроведување на теренски експерименти се користат природни услови, а за спроведување на лабораториски експерименти се користи специјална лабораториска опрема.

Описни методисе засноваат на набљудување, проследено со анализа и опис на феноменот. Овој метод ви овозможува да ги истакнете карактеристиките биолошки појавии системи. Ова е еден од најстарите методи.

Компаративни методиподразбираат споредба на добиените факти и појави со други факти и појави. Информациите се добиваат преку набљудување. Неодамна, стана популарно да се користи мониторинг. Мониторингот е постојано набљудување, кое ви овозможува да собирате податоци врз основа на кои ќе се изврши анализа, а потоа и предвидување.

Статистички методипознати и како математички методи и се користат за обработка на нумерички податоци кои се добиени за време на експеримент. Покрај тоа, овој метод се користи за да се обезбеди веродостојност на одредени податоци.

МоделирањеОва е метод кој зема замав во последно време и вклучува работа со предмети преку нивно претставување во модели. Она што не може да се анализира и проучи по експеримент може да се научи преку моделирање. Делумно, не се користи само конвенционално моделирање, туку и математичко моделирање.

Историски методисе засноваат на проучување на претходните факти и ни овозможуваат да ги одредиме постоечките обрасци. Но, бидејќи еден метод не е секогаш доволно ефикасен, вообичаено е да се комбинираат овие методи за да се добијат подобри резултати.

Така, ги разгледавме главните методи на истражување во биологијата. Навистина се надеваме дека оваа статија ви беше интересна и информативна. Не заборавајте да ги напишете вашите прашања и коментари во коментарите.

Биологијата се грижи за сите живи суштества и особено за луѓето, а Урсосан (http://www.ursosan.ru/) се грижи за својот црн дроб. Урсосан ќе помогне во лекувањето

Краток опис:

Сазонов В.Ф. Современи истражувачки методи во биологијата [ Електронски ресурс] // Кинезиолог, 2009-2018: [веб-страница]. Датум на ажурирање: 22.02.2018..__.201_).

Материјали за современите методи на истражување во биологијата, нејзините гранки и сродните дисциплини.

Материјали за современите методи на истражување во биологијата, нејзините гранки и сродните дисциплиниЦртеж

: Основни гранки на биологијата.

Во моментов, биологијата е конвенционално поделена на две големи групи на науки.Биологија на организмите : науки за растенијата (ботаника), животните (зоологија), габите (микологија), микроорганизмите (микробиологија). Овие науки се изучуваатпосебни групи живите организми, нивните внатрешни инадворешна структура

, начин на живот, репродукција и развој.: Општа биологија (молекуларно нивомолекуларна биологија , биохемија и молекуларна генетика), клеточни (цитологија), ткиво (хистологија), органи и нивни системи (физиологија, морфологија и анатомија), популации иприродните заедници (екологија). Со други зборови,општа биологија

го проучува животот на различни нивоа.

Биологијата е тесно поврзана со другите природни науки. Така, на спојот меѓу биологијата и хемијата се појавија биохемијата и молекуларната биологија, меѓу биологијата и физиката - биофизиката, меѓу биологијата и астрономијата - вселенската биологија. Екологијата, која се наоѓа на пресекот на биологијата и географијата, сега често се смета за независна наука.

Задачи на студентите за курсот за обука Современи методи на биолошко истражување

1. Запознавање со различни методи на истражување во различни области на биологијата.
Одлука и известување:
1) Пишување прегледен едукативен есеј за истражувачки методи во различни области на биологијата. Минимални барања за содржината на апстрактот: опис на 5 методи на истражување, 1-2 страници (фонт 14, растојание 1,5, маргини 3-2-2-2 см) за секој метод. 2) Обезбедување извештај (по можност во форма на презентација) за еден одсовремени методи
биологија: том 5±1 стр.
Очекувани резултати од учењето:
2) Продлабочено разбирање на еден од методите на истражување и пренесување на ова знаење на студентската група.

2. Спроведување на едукативно-научно истражување од поставување цели до заклучоци користејќи ги потребните барања за изработка на научен извештај за истражувањето.

Решение:
Добивање на примарни податоци во лабораториски часови и дома. Дозволено е дел од ваквото истражување да се спроведе надвор од училницата.

3. Запознавање општи методиистражување во биологијата.

Решение:
Курс за предавање и самостојна работа со извори на информации. Извештај за примерот на факти од историјата на биологијата: том 2±1 стр.

4. Примена на стекнатото знаење, вештини и способности за спроведување и формализирање на сопственото истражување во форма на истражувачка работа, работа на курсоти/или конечна квалификациска работа.

Дефиниција на концепти

Истражувачки методи - ова се начини за постигнување на целта на истражувачката работа.

Научен метод - ова е збир на техники и операции што се користат за изградба на систем научни сознанија.

Научен факт е резултат на набљудувања и експерименти со кои се утврдуваат квантитативните и квалитативните карактеристики на предметите.

Методолошка основа научното истражување е збир на методи на научни сознанија кои се користат за постигнување на целта на ова истражување.

Општи научни, експериментални методи, методолошка основа -.

Модерната биологија користи комбинација на методолошки пристапи, таа користи „единство на описно-класифицирачки и објаснувачко-номотетички пристапи; единството на емпириското истражување со процесот на интензивна теоретизација на биолошкото знаење, вклучувајќи ја и неговата формализирање, математизација и аксиоматизација“ [Јарилин А.А. „Пепелашка“ станува принцеза или место на биологијата во хиерархијата на науките. // „Екологија и живот“ бр. 12, 2008 година. Стр. 4-11. Стр.11].

Цели на методите на истражување:

1. „Зајакнување природни когнитивните способностичовек, како и нивно проширување и продолжување“.

2. „Комуникативна функција“, т.е. посредување помеѓу субјектот и предметот на истражување [Аршинов В.И. Синергетиката како феномен на пост-некласичната наука. М.: Институт за филозофија РАС, 1999. 203 стр. Стр.18].

Општи методи на истражување во биологијата

Набљудување

Набљудување - ова е студија надворешни знации видливи промени во објектот во одреден временски период. На пример, следење на растот и развојот на расад.

Набљудувањето е почетна точка на секое природно-научно истражување.

Во биологијата тоа е особено забележливо, бидејќи предметот на неговото проучување е човекот и живата природа што го опкружува. Веќе на училиште, на часовите по зоологија, ботаника и анатомија, децата се учат да спроведуваат наједноставни биолошки истражувања со набљудување на растот и развојот на растенијата и животните, како и состојбата на нивното сопствено тело.

Набљудувањето како метод за собирање информации е хронолошки првата истражувачка техника што се појави во арсеналот на биологијата, поточно, нејзиниот претходник, природната историја. И ова не е изненадувачки, бидејќи набљудувањето се заснова на човечките сетилни способности (сензација, перцепција, репрезентација). Класичната биологија е првенствено опсервациска биологија.Но, сепак, овој метод не го изгуби своето значење до ден-денес.

Набљудувањата можат да бидат директни или индиректни, може да се вршат со или без технички уреди. Значи, орнитолог гледа птица низ двоглед и може да ја слушне или може да снима звуци со уредот надвор од опсегот на човечкото уво. Хистологот го набљудува фиксираното и обоено ткиво со помош на микроскоп. И за молекуларен биолог, набљудување може да биде снимање на промени во концентрацијата на ензимот во епрувета.

Важно е да се разбере дека научното набљудување, за разлика од обичното набљудување, не е едноставно, туку наменскипроучување на предмети или појави: се врши за да се реши даден проблем и вниманието на набљудувачот не треба да се одвлекува. На пример, ако задачата е да ги проучуваме сезонските миграции на птиците, тогаш ќе го забележиме времето на нивното појавување на местата за гнездење, а не ништо друго. Значи набљудување е селективна распределбаод реалноста одреден дел, со други зборови, аспект и вклучување на овој дел во системот што се проучува.

Во набљудувањето не е важна само точноста, точноста и активноста на набљудувачот, туку и неговата непристрасност, неговото знаење и искуство, правилен избортехнички средства. Формулирањето на проблемот претпоставува и постоење на план за набљудување, т.е. нивното планирање. [Кабакова Д.В. Набљудување, опис и експеримент како главни методи на биологија // Проблеми и изгледи за развој на образованието: материјали на меѓународната. научни конф. (Перм, април 2011 година). I. Перм: Меркур, 2011. стр. 16-19].

Описен метод

Описен метод - ова е снимање на набљудуваните надворешни знаци на предметите на проучување, истакнувајќи го суштинското и отфрлајќи го неважното. Овој метод бил во потеклото на биологијата како наука, но неговиот развој би бил невозможен без употреба на други методи на истражување.

Описните методи ви овозможуваат прво да ги опишете, а потоа да ги анализирате феномените што се случуваат во живата природа, да ги споредите, да пронајдете одредени обрасци, а исто така да генерализирате, откривате нови видови, класи итн. Описните методи почнаа да се користат во античко време, но денес тие не ја изгубија својата важност и се широко користени во ботаниката, етологијата, зоологијата итн.

Компаративен метод

Компаративен метод е проучување на сличностите и разликите во структурата, текот на животните процеси и однесувањето на различни предмети. На пример, споредба на индивидуи од различен пол кои припаѓаат на ист биолошки вид.

Ви овозможува да ги проучувате истражувачките објекти споредувајќи ги едни со други или со друг објект. Ви овозможува да идентификувате сличности и разлики помеѓу живите организми, како и нивните делови. Добиените податоци овозможуваат комбинирање на проучуваните објекти во групи врз основа на сличности во структурата и потеклото. Врз основа на компаративниот метод, на пример, се гради таксономија на растенија и животни. Овој метод се користеше и за создавање клеточна теоријаи да ја потврди теоријата на еволуцијата. Во моментов, се користи во речиси сите области на биологијата.

Овој метод е воспоставен во биологијата во 18 век. и се покажа како многу плоден во решавањето на многу големи проблеми. Со користење на овој метод и во комбинација со описниот метод се добиени информации кои го овозможиле тоа во 18 век. ги поставија основите за таксономијата на растенијата и животните (C. Linnaeus), а во 19 век. формулирајте ја теоријата на клетките (М. Шлајден и Т. Шван) и доктрината за главните видови развој (К. Баер). Методот бил широко користен во 19 век. во поткрепувањето на теоријата на еволуцијата, како и во преструктуирањето на голем број биолошки науки врз основа на оваа теорија. Сепак, употребата на овој метод не беше придружена со биологија што ги надминува границите на описната наука.
Компаративниот метод е широко користен во различни биолошки науки во нашево време. Споредбата добива посебна вредност кога е невозможно да се дефинира концепт. На пример, електронскиот микроскоп често произведува слики чија вистинска содржина е однапред непозната. Само споредувањето со светлосни микроскопски слики овозможува да се добијат саканите податоци.

Историски метод

Ви овозможува да ги идентификувате моделите на формирање и развој на живи системи, нивните структури и функции, да ги споредите со претходно познати факти. Овој метод, особено, успешно го користел Чарлс Дарвин за да го изгради својот еволутивна теоријаи придонесе за трансформација на биологијата од дескриптивна наука во наука за објаснување.

Во втората половина на 19 век. благодарение на делата на Чарлс Дарвин историски методстави на научна основа проучување на моделите на појава и развој на организмите, формирање на структурата и функциите на организмите во времето и просторот. Со воведувањето на овој метод се случија значајни квалитативни промени во биологијата. Историскиот метод ја трансформираше биологијата од чисто описна наука во наука за објаснување, која објаснува како се појавија различни живи системи и како тие функционираат. Во моментов, историскиот метод или „историскиот пристап“ стана универзален пристап за проучување на животните феномени во сите биолошки науки.

Експериментален метод

Експериментирајте - ова е проверка на точноста на поставената хипотеза со помош на насочено влијание врз објектот.

Експеримент (искуство) е вештачко создавање под контролирани услови на ситуација што помага да се откријат длабоко скриените својства на живите објекти.

Експерименталниот метод на проучување на природните појави е поврзан со активно влијание врз нив со спроведување на експерименти (експерименти) под контролирани услови. Овој метод ви овозможува да ги проучувате феномените изолирано и да постигнете повторливост на резултатите при репродукција на истите услови. Експериментот дава подлабок увид во суштината на биолошките појави отколку другите методи на истражување. Благодарение на експериментите, природната наука воопшто и биологијата особено стигнаа до откривањето на основните закони на природата.
Експерименталните методи во биологијата служат не само за спроведување експерименти и добивање одговори на прашања од интерес, туку и за утврдување на точноста на хипотезата формулирана на почетокот на проучувањето на материјалот, како и за нејзино коригирање во процесот на работа. Во дваесеттиот век, овие истражувачки методи станаа водечки во оваа наука благодарение на појавата на модерна опрема за спроведување експерименти, како што се, на пример, томограф, електронски микроскоп итн. Во моментов, во експерименталната биологија, широко се користат биохемиски техники, анализа на дифракција на Х-зраци, хроматографија, како и техника на ултратенки пресеци, различни методи на одгледување и многу други. Експериментални методи во комбинација со систематски пристапги прошири когнитивните способности на биолошката наука и отвори нови патишта за примена на знаењето во речиси сите области на човековата активност.

Прашањето за експериментот како еден од основите во познавањето на природата било поставено уште во 17 век. Англискиот филозоф Ф. Бејкон (1561-1626). Неговиот вовед во биологијата е поврзан со делата на В. Харви во 17 век. за проучување на циркулацијата на крвта. Сепак, експерименталниот метод стана широко распространет во биологијата само во почетокот на XIXв., и преку физиологијата, во која почнаа да се користат голем бројинструментални техники кои овозможија да се регистрира и квантитативно да се карактеризира поврзаноста на функциите со структурата. Благодарение на делата на Ф. Магенди (1783-1855), Г. Хелмхолц (1821-1894), И.М. Сеченов (1829-1905), како и класиците на експериментот C. Bernard (1813-1878) и I.P. Павлова (1849-1936) физиологијата веројатно била првата од биолошките науки која станала експериментална наука.
Друга насока во која експерименталниот метод влезе во биологијата беше проучувањето на наследноста и варијабилноста на организмите. Овде главната заслуга му припаѓа на Г. Мендел, кој, за разлика од неговите претходници, користел експеримент не само за да добие податоци за феномените што се проучуваат, туку и за тестирање на хипотезата формулирана врз основа на добиените податоци. Работата на Г. Мендел беше класичен пример за методологијата на експерименталната наука.

Во поткрепувањето на експерименталниот метод, работата спроведена во микробиологијата од Л. Пастер (1822-1895), кој прв го воведе експериментот за проучување на ферментацијата и побивање на теоријата за спонтано создавање на микроорганизми, а потоа и за развој на вакцинација против заразни болести, беше важно. Во втората половина на 19 век. Следејќи го Л. Пастер, значителен придонес во развојот и поткрепувањето на експерименталниот метод во микробиологијата дадоа Р. Кох (1843-1910), Д. Листер (1827-1912), И.И. Мечников (1845-1916), Д.И. Ивановски (1864-1920), С.Н. Виноградски (1856-1890), М. Бејерник (1851-1931) итн Во 19 век. биологијата исто така е збогатена со создавањето методолошки основимоделирање, што е и највисоката форма на експеримент. Пронајдокот на Л. Пастер, Р. и дополнети во наше време со моделирање не само на разни болести, туку и на различни животни процеси, вклучувајќи го и потеклото на животот.
Почнувајќи, на пример, од 40-тите. XX век Експерименталниот метод во биологијата претрпе значителни подобрувања поради зголемувањето на резолуцијата на многу биолошки техники и развојот на нови експериментални техники. Така, резолуцијата на генетската анализа и голем број имунолошки техники беше зголемена. Одгледување на соматски клетки, изолација на биохемиски мутанти на микроорганизми и соматски клетки, итн., беа воведени во истражувачката практика. независни методи, но и во комбинација со биолошки методи. На пример, структурата и генетската улога на ДНК се разјаснети преку комбинирана употреба на хемиски методиДНК изолација, хемиски и физички методи за одредување на нејзината примарна и секундарна структураи биолошки методи (трансформација и генетска анализа на бактерии), докази за нејзината улога како генетски материјал.
Во моментов, експерименталниот метод се карактеризира со исклучителни способности во проучувањето на животните феномени. Овие способности се одредуваат со употреба на микроскопија различни видови, вклучувајќи електронски со техника на ултра тенки пресеци, биохемиски методи, генетска анализа со висока резолуција, имунолошки методи, различни методиодгледување и интравитално набљудување во култури на клетки, ткива и органи, означување на ембрионот, ин витро оплодување, метод на означен атом, анализа на рендгенска дифракција, ултрацентрифугација, спектрофотометрија, хроматографија, електрофореза, секвенционирање, изградба на биолошки активни рекомбинантни молови, итн. Новиот квалитет, својствен за експерименталниот метод, предизвика квалитативни промени во моделирањето. Заедно со моделирањето на ниво на орган, во моментов се развива моделирање на молекуларно и клеточно ниво.

Метод на симулација

Моделирањето се заснова на таква техника како аналогија - ова е заклучок за сличноста на предметите во одреден поглед врз основа на нивната сличност во низа други аспекти.

Модел - ова е поедноставена копија на објект, феномен или процес, заменувајќи ги во одредени аспекти.

Модел е нешто со кое е поудобно да се работи, односно нешто што е полесно да се види, слушне, запомни, снима, обработи, пренесе, наследи и со што полесно се експериментира, во споредба со објектот за моделирање (прототип, оригинал).
Каркишченко Н.Н. Основи на биомоделирање. - М.: ВПК, 2005. - 608 стр. Стр. 22.

Моделирање - ова е, соодветно, создавање на поедноставена копија на објект, феномен или процес.

Моделирање:

1) создавање на поедноставени копии на објекти на знаење;

2) проучување на предметите на знаење на нивните поедноставени копии.

Метод на симулација - ова е проучување на својствата на одреден објект со проучување на својствата на друг објект (модел), што е попогодно за решавање на истражувачки проблеми и е во одредена кореспонденција со првиот објект.

Симулација (во во широка смисла) е главен метод на истражување во сите полиња на знаење. Методите на моделирање се користат за проценка на карактеристиките на сложените системи и донесување научно засновани одлуки во различни области човечка активност. Постоечки или дизајниран систем може ефективно да се проучува со користење на математички модели (аналитички и симулации) со цел да се оптимизира процесот на функционирање на системот. Системскиот модел е имплементиран на современи компјутери, кои во овој случај делуваат како алатка за експериментирање со системскиот модел.

Моделирањето ви овозможува да проучувате кој било процес или феномен, како и насоките на еволуцијата преку нивно пресоздавање во форма на поедноставен објект користејќи модерни технологиии опрема.

Теорија на моделирање – теоријата за замена на оригиналниот објект со неговиот модел и проучување на својствата на објектот на неговиот модел.
Моделирање – метод на истражување заснован на замена на оригиналниот предмет што се проучува со неговиот модел и работа со него (наместо објектот).
Модел (оригинален објект) (од латинскиот modus - „мерка“, „волумен“, „слика“) - помошен објект што ги одразува најзначајните обрасци за истражување, суштината, својствата, карактеристиките на структурата и функционирањето на оригиналниот објект .
Кога луѓето зборуваат за моделирање, тие обично мислат на моделирање на систем.
Систем – збир на меѓусебно поврзани елементи обединети за постигнување заедничка цел, изолирани од животната срединаи во интеракција со него како интегрална целина и во исто време покажувајќи основни системски својства. Трудот идентификува 15 главни својства на системот, кои вклучуваат: појава (појава); интегритет; структура; интегритет; подреденост на целта; хиерархија; бесконечност; енергичност; отвореност; неповратност; единство на структурна стабилност и нестабилност; нелинеарност; потенцијална мултиваријанта на реалните структури; критичност; непредвидливост во критична област.
При моделирање на системи, се користат два пристапа: класичен (индуктивен), кој прв се развил историски и системски, кој е развиен неодамна.

Класичен пристап. Историски гледано, класичниот пристап за проучување на објект и моделирање на систем беше првиот што се појави. Вистинскиот објект што треба да се моделира е поделен на потсистеми, се избираат почетните податоци (D) за моделирање и се поставуваат целите (T), кои ги одразуваат поединечните аспекти на процесот на моделирање. Врз основа на посебен сет на првични податоци, целта за моделирање на посебен аспект на функционирањето на системот е поставена врз основа на оваа цел, се формира одредена компонента (К) на идниот модел. Збир на компоненти се комбинираат во модел.
Тоа. компонентите се сумираат, секоја компонента решава свои проблеми и е изолирана од другите делови на моделот. Пристапот го применуваме само за едноставни системи, каде што односите помеѓу компонентите може да се игнорираат. Може да се забележат два карактеристични аспекти класичен пристап: 1) при креирањето на модел има движење од особеното кон општото; 2) креираниот модел (систем) се формира со сумирање на неговите поединечни компоненти и не ја зема предвид појавата на нов системски ефект.

Систематски пристап - методолошки концепт заснован на желбата да се изгради холистичка слика за предметот што се проучува, земајќи ги предвид елементите на објектот што се важни за проблемот што се решава, врските меѓу нив и надворешните односисо други предмети и околината. Со зголемената сложеност на моделирањето на објектите, се појави потребата да се набљудуваат со повеќе високо ниво. Во овој случај, инвеститорот смета овој системкако некој потсистем од повисок ранг. На пример, ако задачата е да се дизајнира автоматизиран систем за контрола на претпријатието, тогаш од перспектива на системски пристап не смееме да заборавиме дека овој систем е составен делАсоцијација ACS. Системскиот пристап се заснова на разгледување на системот како интегрирана целина, а ова разгледување во текот на развојот започнува со главната работа - формулирање на целта на работењето. За системскиот пристап е важно да ја одреди структурата на системот - збир на врски помеѓу елементите на системот, одразувајќи ја нивната интеракција.

Постојат структурни и функционални пристапи за проучување на структурата на системот и неговите својства.

На структурен пристап се открива составот на избраните елементи на системот и врските меѓу нив.

На функционален пристап Се разгледуваат алгоритми на однесување на системот (функции - својства кои водат до постигнување на целта).

Типови на моделирање

1. Моделирање на предметот , во кој моделот ги репродуцира геометриските, физичките, динамичките или функционалните карактеристики на објектот. На пример, модел на мост, модел на брана, модел на крила
авион итн.
2. Аналогно моделирање , во која моделот и оригиналот се опишани со единствена математичка врска. Пример се електричните модели кои се користат за проучување на механички, хидродинамички и акустични феномени.
3. Иконично моделирање , во кои дијаграмите, цртежите и формулите делуваат како модели. Улогата на иконите модели особено се зголеми со проширувањето на употребата на компјутери во изградбата на иконски модели.
4. Тесно поврзана со иконата ментална симулација , во која манекенките добиваат ментално визуелен карактер. Пример во овој случај е моделот на атомот, предложен во еден момент од Бор.
5. Модел експеримент. Конечно, посебен вид на моделирање е вклучувањето во експериментот не на самиот објект, туку на неговиот модел, поради што вториот добива карактер на моделски експеримент. Овој тип на моделирање укажува дека не постои цврста линија помеѓу методите на емпириско и теоретско знаење.
Органски поврзан со моделирање идеализација - ментална конструкција на поими, теории за предмети кои не постојат и не се остварливи во реалноста, туку оние за кои постои близок прототип или аналог во реалниот свет. Примери на идеални објекти конструирани со овој метод се геометриски концептиточки, линии, рамнини итн. Сите науки работат со идеални објекти од овој вид - идеален гас, апсолутно црно тело, општествено-економска формација, држава итн.

Методи на моделирање

1. Целосно моделирање - експеримент на самиот предмет што се проучува, кој, под специјално избрани експериментални услови, служи како модел за себе.
2. Физичко моделирање – експеримент на специјални инсталации кои ја зачувуваат природата на појавите, но ги репродуцираат појавите во квантитативно изменета, размерена форма.
3. Математичко моделирање – употреба на модели од физичка природа кои се разликуваат од симулираните објекти, но имаат сличен математички опис. Целосното и физичкото моделирање може да се комбинираат во една класа на модели на физичка сличност, бидејќи во двата случаи моделот и оригиналот се идентични по физичка природа.

Методите на моделирање можат да се класифицираат во три главни групи: аналитички, нумерички и симулациски.

1. Аналитички методи на моделирање. Аналитичките методи овозможуваат да се добијат карактеристиките на системот како некои функции на неговите работни параметри. Така, аналитичкиот модел е систем од равенки, чиешто решение ги произведува параметрите неопходни за пресметување на излезните карактеристики на системот (просечно време на обработка на задачата, пропусната моќ итн.). Аналитичките методи обезбедуваат точни вредности на карактеристиките на системот, но се користат за решавање само на тесна класа на проблеми. Причините за ова се следните. Прво, поради сложеноста на повеќето реални системи, нивниот целосен математички опис (модел) или не постои, или сè уште не се развиени аналитички методи за решавање на создадениот математички модел. Второ, при изведувањето на формулите на кои се засноваат аналитичките методи, се прават одредени претпоставки кои не секогаш одговараат на реалниот систем. Во овој случај, употребата на аналитички методи мора да се напушти.

2. Нумерички методи на моделирање. Нумеричките методи вклучуваат трансформирање на моделот во равенки, чиешто решение е можно со помош на методите на пресметковна математика. Класата на проблеми решени со овие методи е многу поширока. Како резултат на апликацијата нумерички методидобие приближни вредности (проценки) на излезните карактеристики на системот со дадена точност.

3. Имитација методи на моделирање. Со развојот на компјутерската технологија, методите за симулација на моделирање станаа широко користени за анализа на системи во кои стохастичките влијанија се доминантни.
Суштината на симулационото моделирање (IM) е да се симулира процесот на функционирање на системот со текот на времето, набљудувајќи ги истите соодноси на времетраењето на работата како во оригиналниот систем. Истовремено, се симулираат елементарните појави што го сочинуваат процесот, се зачувува нивната логичка структура и редоследот на нивното појавување во времето. Како резултат на користењето на MI, се добиваат проценки на излезните карактеристики на системот, кои се неопходни при решавање на проблеми на анализа, контрола и дизајн.

Во биологијата, на пример, можно е да се изгради модел на состојбата на животот во резервоар по одредено време кога ќе се променат еден, два или повеќе параметри (температура, концентрација на сол, присуство на предатори итн.). Ваквите техники станаа можни благодарение на навлегувањето во биологијата на идеите и принципите на кибернетиката - науката за контрола.

Класификацијата на видовите на моделирање може да се заснова на различни карактеристики. Во зависност од природата на процесите што се изучуваат во системот, моделирањето може да се подели на детерминистичко и стохастичко; статични и динамични; дискретни и континуирани.
Детерминистички Моделирањето се користи за проучување на системи чие однесување може да се предвиди со апсолутна сигурност. На пример, растојанието поминато со автомобил кога подеднакво забрзано движењево идеални услови; уред кој квадратува број итн. Според тоа, во овие системи се јавува детерминистички процес, кој е адекватно опишан со детерминистички модел.

Стохастички (веројатно-теоретско) моделирање се користи за проучување на систем чија состојба зависи не само од контролирани, туку и од неконтролирани влијанија, или во кој има извор на случајност. Стохастичките системи ги вклучуваат сите системи кои вклучуваат луѓе, на пример, фабрики, аеродроми, компјутерски системи и мрежи, продавници, услуги за потрошувачи итн.
Статични моделирањето служи за опишување на системи во кој било момент во времето.

Динамичен моделирањето ги рефлектира промените во системот со текот на времето (излезните карактеристики на системот во дадено време се одредуваат според природата на влезните влијанија во минатото и сегашноста). Примери на динамични системи се биолошки, економски, општествени системи; такви вештачки системи како фабрика, претпријатие, производна линија итн.
Дискретни моделирањето се користи за проучување на системи во кои влезните и излезните карактеристики се мерат или се менуваат дискретно со текот на времето, инаку се користи континуирано моделирање. На пример, електронски часовник, електричен метар се дискретни системи; сончеви часовници, уреди за греење - континуирани системи.
Во зависност од формата на претставување на објектот (системот), може да се разликува ментално и реално моделирање.
На вистински (целосно) моделирање, проучувањето на карактеристиките на системот се врши на реален објект или на дел од него. Реалното моделирање е најадекватно, но неговите способности, земајќи ги предвид карактеристиките на вистинските објекти, се ограничени. На пример, спроведувањето на реално моделирање со автоматизиран систем за контрола на претпријатието бара, прво, создавање на автоматизиран систем за контрола; второ, спроведување експерименти со претпријатието, што е невозможно. Реалното моделирање вклучува производствен експеримент и сложени тестови, кои имаат висок степенсигурност. Друг тип на вистинско моделирање е физичкото. Во физичкото моделирање се врши истражување на инсталации кои ја зачувуваат природата на феноменот и имаат физичка сличност.
Ментална моделирањето се користи за симулирање на системи кои практично е невозможно да се имплементираат во одреден временски интервал. Основата на менталното моделирање е создавање на идеален модел заснован на идеална ментална аналогија. Постојат два вида на ментално моделирање: фигуративно (визуелно) и симболично.
На фигуративно Во моделирањето, врз основа на човечките идеи за реални предмети, се создаваат различни визуелни модели кои ги прикажуваат појавите и процесите што се случуваат во објектот. На пример, модели на гасни честички во кинетичката теорија на гасови во форма на еластични топчиња кои делуваат едни на други за време на судир.
На иконски моделирањето го опишува моделираниот систем користејќи конвенционални знаци, симболи, особено во форма на математички, физички и хемиски формули. Најмоќната и развиена класа на иконски модели се претставени со математички модели.
Математички модел е вештачки создаден објект во форма на математички, симболички формули што ги прикажува и репродуцира структурата, својствата, меѓусебните врски и односите помеѓу елементите на предметот што се проучува. Понатаму, се разгледуваат само математички модели и, соодветно, математичко моделирање.
Математичко моделирање – метод на истражување заснован на замена на оригиналниот предмет што се проучува со негов математички модела на работа со него (наместо објектот). Математичкото моделирање може да се подели на аналитички (AM) , имитација (IM) , комбинирано (CM) .
На AM се создава аналитички модел на објектот во форма на алгебарски, диференцијални, равенки со конечни разлики. Аналитичкиот модел се проучува или со аналитички методи или со нумерички методи.
На НИВ се креира симулациски модел, за имплементација се користи метод на статистичко моделирање симулациски моделна компјутерот.
На КМ се врши распаѓање на процесот на функционирање на системот на потпроцеси. За оние од нив, каде што е можно, се користат аналитички методи, во спротивно се користат методи на симулација.

Референци

1. Ayvazyan S.A., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Применета статистика: Основи на моделирање и примарна обработка на податоци. – М.: „Финансии и статистика“, 1983. – 471 стр.
2. Алсова О.К. Моделирање на системот (Дел 1): Насокиза лабораториска работа во дисциплината „Моделирање“ за студенти од трета и четврта година на АВТФ. – Новосибирск: Издавачка куќа НСТУ, 2006. – 68 стр. Моделирање на системи (дел 2): Упатство за лабораториска работа во дисциплината „Моделирање“ за студенти од трета и четврта година на Автоматски технички факултет. – Новосибирск: Издавачка куќа НСТУ, 2007. – 35 стр.
3. Алсова О.К. Моделирање на системи: учебник. додаток/О.К. Алсова. - Новосибирск: Издавачка куќа NSTU, 2007 - 72 стр.
4. Боровиков В.П. Статистика 5.0. Уметноста на анализа на податоци на компјутер: за професионалци. 2. ед. – Санкт Петербург: Петар, 2003. – 688 стр.
5. Венцел Е.С. Операциски истражувања. – М.: Виша школа, 2000. – 550 стр.
6. Губарев В.В. Веројатни модели / Новосибирск. електротехника инт. – Новосибирск, 1992. – Дел 1. – 198 s; Дел 2. – 188 стр.
7. Губарев В.В. Системска анализа во експериментални истражувања. – Новосибирск: Издавачка куќа НСТУ, 2000. – 99 стр.
8. Денисов А.А., Колесников Д.Н. Теорија на големи контролни системи: Учебник. прирачник за универзитети. – L. Energoizdat, 1982. – 288 стр.
9. Draper N., Smith G. Применета регресивна анализа. – М.: Статистика, 1973 година.
10. Карпов Ју. Вовед во моделирање со AnyLogic 5. – Санкт Петербург: BHV-Petersburg, 2005. – 400 стр.
11. Kelton V., Low A. Симулациско моделирање. Класичен CS. 3-ти ед. – Санкт Петербург: Петар; Киев: 2004. – 847 стр.
12. Лемешко Б.Ју., Постовалов С.Н. Компјутерска технологијаанализа на податоци и истражување на статистички обрасци: Учебник. додаток. – Новосибирск: Издавачка куќа НСТУ, 2004. – 120 стр.
13. Моделирање на системи. Работилница: Проц. прирачник за универзитети/B.Ya. Советов, С.А. Јаковлев. – 2. изд., ревидирана. и дополнителни – М.: Виша школа, 2003. – 295 стр.
14. Рижиков Ју.И. Симулациско моделирање. Теорија и технологија. – СПб.: печатење КОРОНА; М.: Алтекс-А, 2004. – 384 стр.
15. Советов Б.Ја., Јаковлев С.А. Моделирање на системи (3-то издание). – М.: Виша школа, 2001. – 420 стр.
16. Теорија на случајни процеси и нејзини инженерски примени: Учебник. прирачник за универзитети/E.S. Венцел, Л.А. Овчаров. – 3-то издание. преработен и дополнителни – М.: Издавачки центар „Академија“, 2003. – 432 стр.
17. Томашевски В., Жданова Е. Симулациско моделирање во околината GPSS. – М.: Бестселер, 2003. – 416 стр.
18. Хачатурова С.М. Математички методи системска анализа: Учебник. прирачник – Новосибирск: Издавачка куќа НСТУ, 2004. – 124 стр.
19. Shannon R. Симулациско моделирање на системи - уметност и наука. - М.: Мир, 1978 година.
20. Шрајбер Т.Ј. Симулација на GPSS. – М.: Машинско инженерство, 1980. – 593 стр.
21. Арсењев Б.П., Јаковлев С.А. Интеграција на дистрибуирани бази на податоци. – Санкт Петербург: Лан, 2001. - 420 стр.

Биологија- ова е наука. Што ја разликува науката од другите области на човековата активност? Пристап кон проучување на појавите. Овој пристап е научен метод.

Научен метод— збир на основни начини за добивање нови знаења и методи за решавање проблеми во рамките на која било наука.

Научниот метод вклучува одреден систематски пристап:

1. Набљудување на фактите и нивно мерење, т.е. опис на набљудување - квантитативно и/или квалитативно.
   
2. Анализа на добиените резултати- систематизација, идентификација на главните и споредните.
3. Генерализација - формулација хипотезии тогаш веќе - теории.

4. Прогноза:формулирање на последиците од предложената хипотеза или прифатена теорија користејќи дедукција, индукција или други логички методи.

5. Испитувањеги предвидел последиците користејќи експеримент.

Обрнете внимание на 5-тата точка. Без него, пристапот не може да се смета за научен!

Важно е да се разбере разликата помеѓу концептите хипотезаИ теорија.

• Хипотеза- ова е изјава, претпоставка дека не е докажано.

Кога една хипотеза се докажува, таа станува теорија, теорема или факт. Станува побиена хипотеза лажни изјави. Хипотеза која сè уште не е докажана, но исто така не е отфрлена се нарекува отворен проблем.

• Теорија- изграден систем на знаење научно докажанохипотеза.

Зошто зборуваме цитологијакако за клеточна теорија- затоа што му претходеше огромен научен процесопсервации, прибирање на статистика - квалитативни и квантитативни податоци; систематизација на добиените резултати, формулирани се хипотези и прогнози кои потоа експериментално тестиран и потврден.Покрај тоа, врз основа на оваа теорија, беа направени следните претпоставки, а тие беа и експериментално потврдени.

Методи за проучување на живи објекти

• Набљудување (емпириски метод на сознавање) - опис на одреден биолошки објект или процес;
• Споредба — неопходно за да се најдат обрасци - што е заедничко за различни појави;
• Експеримент -се создаваат услови кои точно одговараат на набљудуваните, додека својствата на биолошките објекти се разјаснети; се евидентираат квалитативните и квантитативните карактеристики.
• Историски метод -информации, информации, податоци веќе добиени и докажани во минатото ги откриваат и објаснуваат законите на развојот на живата природа во сегашноста.

Се смета за идеално кога сите овие методи се користат заедно.

Биолошки експеримент

1. Квалитативен експериментт - наједноставниот тип на биолошки експеримент - неговата цел е да се утврди присуството или отсуството на феноменот претпоставен во теоријата.
2. Мерен експеримент -идентификување на некои квантитативникарактеристика на објект или процес.

Набљудување, опис и мерење на биолошки објекти

Набљудување- ова е директно, намерно проучување на предмети, главно засновано на такви човечки сетилни способности како сензација, перцепција и репрезентација.

Емпириски опис- ова е фиксација со помош на природни или вештачки јазикинформации за предметите дадени во набљудувањето.

Во суштина тоа е „превод“ на она што е видено или слушнато научен јазик— поими и дефиниции, знаци, дијаграми, цртежи, графикони и бројки (статистички податоци).

За разлика од експериментот, со емпирискиот метод на сознавање Не можете да се мешате во процесот што се изучува, не можете да влијаете или да ги промените условите на неговото појавување.

За набљудување се користат и различни технички и индиректни средства.

Процесот на природно научно знаење значително зависи од развојот на техничките средства што ги користи науката.

Тешко е да се прецени улогата во биологијата. Благодарение на него човекот открил микроорганизми. Денес, постојат микроскопи кои овозможуваат проучување на живите организми на интрацелуларно ниво.

Статистички мерења— мерења на количини кои не се менуваат со текот на времето.

Динамични мерења— мерења на големини кои ја менуваат нивната вредност со текот на времето (притисок, температура, густина на населеност итн.)

Доста разновидни, но сите тие се засноваат на научни методизнаење кое се разликува во одреден пристап.

Познавањето на оваа информација помага да се одвои вистинската научни истражувањаод различни широко распространети псевдонаучни експерименти.

Биолошки науки

ПО СИСТЕМАТСКИ КАТЕГОРИИ:

• вирологија (вируси на кралството);
• микробиологија, бактериологија (царство на бактерии);
• ботаника (растително царство);
• микологија (кралството на печурките);
• зоологија (животинско царство):

ПО НИВОА НА ОРГАНИЗАЦИЈА НА ЖИВОТНА МАТЕРИЈА:

• молекуларна биологија - на молекуларно ниво;
• цитологија, цитогенетика - на клеточно ниво;
• морфологија и физиологија - на ниво на организам;
• екологија, популациона екологија - на ниво на популација-видови, биогеоценотско и биосферно ниво.

ВО ЗАВИСНОСТ ОД ИЗУЧУВАНИТЕ ПРОЦЕСИ:

• генетика - наука за процесите на наследноста и варијабилноста;
• ембриологија - наука за развој на ембрионот;
• теорија на еволуцијата - наука за еволутивно учење;
• етологија- наука за однесувањето на животните;
• општа биологија е наука за обрасци и процеси заеднички за живата природа.

Создавањето систем на точни, проверени знаења засновани на факти кои можат да се потврдат или, обратно, да се побијат, е главната задача на секоја наука. И во биологијата: добиените податоци постојано се преиспитуваат и се признаваат само кога има значајни докази за нив.

Денес, оваа наука ги разгледува сите живи системи. Со цел детално да се проучат нивната организација и активност, потеклото, дистрибуцијата, како и развојот и поврзаноста меѓу себе, со цел да се разберат и истакнат одредени обрасци, се користат следните истражувачки методи во биологијата:

1. Компаративно - ви овозможува да проучувате со споредување на сличностите и разликите на живите организми, како и нивните делови. Добиените податоци овозможуваат комбинирање на растенија и животни во групи. Овој метод се користел за да се создаде систематика и да се потврди теоријата на еволуцијата. Во моментов, се користи во речиси сите области на оваа наука.

2. Описни методи на истражување во биологијата (набљудување, статистика) - ви овозможуваат да ги анализирате и опишувате феномените што се случуваат во живата природа, да ги споредувате, да пронајдете одредени обрасци, како и да генерализирате, откривате нови видови, класи итн. Овие методи почнаа да се користат во античко време, но денес тие не ја изгубиле својата важност и се широко користени во ботаниката, етологијата, зоологијата итн.

3. Историски - овозможува да се идентификуваат моделите на формирање и развој на живи системи, нивните структури и функции и да се споредат со претходно познати факти. Овој метод го користел Чарлс Дарвин за да ја изгради својата теорија и придонел за трансформација на биологијата од описна во објаснувачка наука.

4. Експериментално по биологија:

а) моделирање - ви овозможува да проучувате кој било процес или феномен, како и насоки на еволуција преку нивно пресоздавање во форма на модел користејќи современи технологии и опрема;

б) експеримент (искуство) - вештачко создавање под контролирани услови на ситуација што помага да се откријат длабоко скриените својства на живите објекти. Овој метод го олеснува проучувањето на појавите во изолација, благодарение на што е можно да се постигне повторување на резултатите при репродукција на истите овие појави под исти услови.

Експерименталните методи во биологијата служат не само за спроведување експерименти и добивање одговори на прашања од интерес, туку и за утврдување на точноста на хипотезата формулирана на почетокот на проучувањето на материјалот, како и за нејзино коригирање во процесот на работа.

Во дваесеттиот век, овие истражувачки методи станаа водечки во оваа наука благодарение на појавата на модерна опрема за спроведување експерименти, како што се, на пример, томограф, електронски микроскоп итн.

Во моментов, во експерименталната биологија, широко се користат биохемиските техники, хроматографијата, како и техниката на ултратенки пресеци, различни методи на одгледување и многу други.

Експерименталните методи во комбинација со системски пристап ги проширија когнитивните способности и отворија нови патишта за примена на знаењето во речиси сите области на човековата активност.

Оние кои се наведени во биологијата не го исцрпуваат целиот арсенал на начини за стекнување знаење во науката, па затоа не може да се повлече строга граница меѓу нив. Користени во комбинација едни со други, тие овозможуваат откривање на нови појави и својства во живите системи за краток временски период, како и утврдување на моделите на нивното појавување, развој и функционирање.

Науката што ги проучува живите организми се нарекува биологија: овој термин е воведен во 1802 година од францускиот научник Жан Баптист Ламарк. Секоја наука има свои истражувачки методи - тандем од техники и операции насочени кон градење на систем на научно знаење. Во оваа статија детално ќе ги проучуваме методите на истражување во биологијата.

Науката е сфера на човековата активност

Една од сферите на човековата активност е науката. Неговата цел е знаење и проучување на животната средина. За научно да се разбере феноменот или објектот, неопходно е да се дефинира проблемот и да се избере метод за негово проучување.

Ориз. 1. Фази на научно истражување.

Методот (од грчкиот методос) е патот на истражувањето.

Зошто човештвото сакаше да ги проучува биолошките феномени?

Во античко време, главните човечки активности биле ловот и собирањето. За правење облека се користеле животински кожи. За изградба на градежни проекти се користеше вегетација. Меѓу растенијата, се појави потребата да се најдат лекови за лекување на болести и да се идентификуваат отровните видови. Доцна настава земјоделствотоја поттикна идејата да се развијат нови сорти на растителни култури и животински раси.

ТОП 1 статијакои читаат заедно со ова

Истражувачки методи

Низ историјата на биолошките науки се користеле и применувале многу истражувачки методи.

• Набљудување и опис ;

Набљудувањето е метод за проучување на биологијата кој е популарен уште од античко време. Се заснова на набљудување и опис, како и на анализа на појави и процеси. Се користи во ботаниката, зоологијата и генетиката. Во современиот свет, оптичката опрема (лесна и електронски микроскопиендоскопи).

Ориз. 2. Современа лабораторија.

• експериментален ;

Експериментот ги проучува феномените и својствата на сите живи суштества во изолација и, доколку е потребно, може да се врши постојано.

• компаративен метод ;

Се користи главно во анатомија, палеонтологија и ембриологија. Вклучено овој методсе засноваат различни класификации, се утврдува еволутивниот однос на видовите, како и моделите на нивниот развој.

• историски ;

Воспоставува обрасци во историјата на развојот на живите организми, формирањето на нивните структури и функции.

• моделирање .

Користејќи специјално организирани услови во лабораторијата, ви овозможува да репродуцирате процеси што не можат да се најдат во природата.

Во денешно време, компјутерското моделирање е широко користено. Овој метод овозможува да се предвидат последиците од сите видови природни и вештачки катастрофи, промените во локацијата на екосистемите и влијанието на новите лекови врз човечкото тело.

Горенаведените методи се користат во современиот свет за проучување на промените и развојот на живите организми на планетата.

Ориз. 3. Инструменти и опрема за истражување.

Табела „Опсег на примена на истражувачки методи“

Што научивме?

Од темата „Истражувачки методи во биологијата“ (5 одделение) дознавме дека биологијата, како и сите науки, има свои методи на истражување. Тие вклучуваат: набљудување, историски метод, споредба, експеримент и моделирање. Бидејќи се универзални за сите биолошки науки, секоја од нив има посебна област на примена и намена.

Тест на темата

Евалуација на извештајот

Просечна оцена: 4.6. Вкупно добиени оценки: 483.