Краткое содержание: Параграф § 3 / Биология 10 класс

Сущность научного познания и его отличие от вненаучного

Наука является одной из важнейших областей человеческой деятельности, основной целью которой выступает получение объективных, рациональных знаний о действительности. Она базируется на строгом отборе объектов, методов и средств изучения. Научное познание представляет собой последовательный процесс использования имеющихся знаний для получения новых, а его основа — это научный метод познания, включающий логические и эмпирические приемы. Научное знание отличается от вненаучного (обыденного, художественного, религиозного) тем, что оно должно быть объективно, доказательно и проверяемо посредством наблюдений и экспериментов.

Научный факт и научный метод

Научный факт (от лат. factum — сделанное, совершившееся) — это сведения, истинность которых подтверждена научными наблюдениями и экспериментами, а также многократно воспроизведена. Например, обнаружение крупного биологического объекта в озере Лох-Несс, несмотря на свидетельства «очевидцев» и фотографии, не может быть признано научным фактом из-за отсутствия веских доказательств, полученных с помощью разнообразных технических средств в течение длительного периода.

Научный метод представляет собой последовательность действий, предпринимаемых учёными для построения системы научных знаний. Использование научного метода связано со строгой последовательностью: сначала проводится наблюдение, затем формулируется проблема, выдвигается гипотеза, разрабатывается и проводится эксперимент, анализируются результаты (объяснение), и, наконец, в случае подтверждения гипотеза может стать теорией, а затем — правилом или законом.

Эмпирические методы биологических исследований

Методы, которые используют биологи для сбора фактических (практических) данных, делятся на две основные группы: эмпирические и теоретические.

• Наблюдение — это целенаправленное восприятие объекта или явления без активного вмешательства наблюдателя. Оно является важнейшим методом сбора первичных научных фактов. Наблюдения позволяют зафиксировать как количественные (например, размеры, форма), так и качественные данные. Часто используются специальные приборы и инструменты.
• Эксперимент (от лат. experimentum — проба, опыт) — это исследование, связанное с созданием особых, контролируемых условий, которые отличаются от естественного хода событий. В отличие от наблюдения, эксперимент предполагает активное вмешательство исследователя в процесс. Это позволяет глубже проникнуть в сущность объекта и получить более точные и объективные результаты. Примером может служить эксперимент по выяснению условий прорастания семян фасоли, который показал, что для прорастания необходимы вода, тепло, воздух и почва (в некоторых случаях, при должном обеспечении питательными веществами, почва может быть заменена).

Теоретические методы биологических исследований

К теоретическим методам, которые используются для обработки, систематизации и обобщения эмпирических данных, относятся:

• Сравнение — метод, позволяющий выявлять черты сходства и различия между изучаемыми биологическими объектами. На основе сравнения строится классификация.
• Обобщение — метод, который помогает обнаружить общие свойства и сформулировать общебиологические теории, правила и законы.
• Классификация — метод, позволяющий систематизировать и упорядочить многообразие живых организмов или процессов, ориентируясь на место того или иного организма в системе.
• Абстрагирование — метод, предполагающий отвлечение от несущественных для конкретного исследования свойств и признаков биологических систем. Например, при изучении эволюционных направлений основное внимание уделяется строению органов и систем, обеспечивающих приспособление организма к условиям существования, а остальные признаки не учитываются.
• Моделирование — метод, при котором для исследования биологических процессов, которые невозможно непосредственно наблюдать или экспериментировать, используются модели (математические, компьютерные, физические). Моделирование позволяет исследователю воспроизводить и прогнозировать ход процессов, например, сценарии эволюционных изменений, развития экосистем или биосферы в случае глобальных изменений климата.

Эмпирические (наблюдение, эксперимент) и теоретические (сравнение, обобщение, классификация, абстрагирование, моделирование) методы используются в биологии совместно и дополняют друг друга.

Основные понятия, определения и методы:

• Научное познание: Процесс получения объективных, рациональных знаний о действительности с использованием строгого научного метода.
• Научный факт: Истинность сведений, подтвержденная многократными наблюдениями и экспериментами.
• Научный метод: Последовательность действий (проблема → гипотеза → эксперимент → теория → закон/правило), используемая для построения системы научных знаний.
• Эмпирические методы: Методы, направленные на сбор первичных данных.
  • Наблюдение: Целенаправленное, пассивное восприятие объекта без вмешательства.
  • Эксперимент: Активное исследование объекта в искусственно созданных и контролируемых условиях.
• Теоретические методы: Методы, направленные на обработку, систематизацию и объяснение данных.
  • Сравнение: Выявление сходств и различий между объектами (основа классификации).
  • Обобщение: Формулирование общих теорий, правил, законов.
  • Классификация: Систематизация объектов на основе сходства и различия.
  • Абстрагирование: Отвлечение от несущественных признаков для выделения главных свойств.
  • Моделирование: Создание и использование моделей (математических, компьютерных) для изучения недоступных для прямого наблюдения процессов.
• Гипотеза: Предположение или допущение, которое требует экспериментальной проверки.
• Теория: Обобщение эмпирических данных, подтвержденное фактами и не противоречащее ранее сформулированным положениям.
• Закон (Правило): Теория, имеющая всеобщий характер и не имеющая исключений, хотя иногда термин «правило» используется для обозначения закономерности с возможными исключениями (например, правило биогенной миграции химических элементов Спера).