Конспект урока: Биология как наука. Методы научного познания

Краткая история развития биологии

Если судить по древним рисункам в пещерах на территории современной Франции (рис. 1), человек уже тогда знал, где у промысловых животных находится сердце, и умел, пусть и очень упрощённо, его изобразить. Не мог человек не интересоваться и теми растениями, которые давали ему пропитание, материал для постройки жилища, изготовления орудий и многое другое.

Рис. 1. Пещера Ласко во Франции — один из важнейших позднепалеолитических памятников по количеству, качеству и сохранности наскальных изображений

Глубокими корнями уходит в древность современная биология, её истоки можно найти в цивилизациях прошлых тысячелетий: Древний Египет, Древний Китай, Древняя Греция. С глубокой древности человек старался понять, как устроен окружающий его мир, как устроен он сам.

Как самостоятельная наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что все живые организмы обладают некоторыми общими свойствами и признаками, в совокупности не характерными для неживой природы. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом в 1802 году и Жаном Батистом Ламарком в 1802 году.
 

В настоящее время биология — комплексная наука, которая включает в себя множество дисциплин, появлявшихся постепенно с развитием биологических знаний (таблица 1).

Таблица 1. Учёные, совершившие открытия в области биологии

Научное познание

Схема 1. Этапы научного познания

Совокупность действий, направленных на получение научных знаний, составляет основную сущность научного метода познания, лежащего в основе любого научного исследования.

 

Научное исследование состоит из нескольких этапов (схема 1). На основании собранных фактов формулируется проблема.
 

Для её решения выдвигаются гипотезы, которые проверяются экспериментально. Полученные новые факты анализируются. Если новые факты противоречат гипотезе, то она отвергается, а если новые факты согласуются с гипотезой, последняя может стать теорией. Некоторые теории заключаются в установлении связи между различными явлениями (это правила и законы). Из правил возможны исключения, а законы действуют всегда.

Например, закон сохранения энергии справедлив как для живой, так и неживой природы.

Для проведения научного исследования часто используется инструментальный метод — количественные аналитические методы, для выполнения которых требуется электрохимическая оптическая, радиохимическая и иная аппаратура.

Методы изучения биологии

Исследуя системы разной степени сложности, биология использует разнообразные методы и приемы (таблица 2).

Таблица 2. Методы изучения биологии

Значение биологии 

Вся жизнь человека зависела и зависит от того мира живых объектов, который его окружает. Мы, как и все живые существа, дышим кислородом, который вырабатывают зелёные растения; питаемся представителями флоры и фауны; строим дома из деревьев и камней (некоторые из которых, к примеру известняк, образованы раковинами морских животных); огромное количество лекарств создано на основе природных растительных и грибных препаратов (например, сердечные гликозиды и антибиотики); наша одежда в основном изготовлена из природных материалов (лён, шёлк, кожа, мех).

Изучая живую природу во всех её проявлениях и взаимосвязи с неживой материей, биологические науки стали играть важнейшую роль в формировании современной научной картины окружающего нас мира. Без развития биологических знаний невозможно понимание принципов жизнедеятельности как отдельного организма, так и биологических систем более крупного уровня, а значит, и биосферы в целом. Помимо удовлетворения своего врождённого стремления к познанию, человек использует полученные знания о живой природе в практических целях, без углубления этих знаний развитие человечества невозможно. Ведь 90 % питательных веществ человек получает со своих сельскохозяйственных угодий, т. е. от культурных растений и одомашненных животных. А содержать и разводить их можно только хорошо зная ботанику, зоологию, физиологию, генетику и другие биологические дисциплины.

Благодаря селекции практически все виды культурных растений приносят людям гораздо больше пользы, чем их дикие предки. Например, в семенах современного подсолнечника масла на треть больше, чем в семенах предковых растений. В клубнях картофеля стало гораздо больше крахмала. Корнеплоды свёклы стали во много раз крупнее, их сахаристость возросла. Очень сильно селекция изменила и домашних животных. У овец шерсть стала длиннее, у коров увеличился удой и возросла жирность молока, куры несутся каждый день в течение всего года.

Успехи экологов и биогеографов позволяют расширять границы ареалов полезных для людей животных и растений. Биохимические исследования позволяют более полно использовать вещества животного и растительного происхождения. Ещё триста лет назад средняя продолжительность жизни человека была в два раза меньшей, чем сейчас. Благодаря успехам паразитологов и микробиологов медикам удалось победить такие страшные болезни, как оспа, чума, туберкулёз и множество других. Успехи иммунологов позволили врачам осуществить пересадку органов, освоить методы внедрения искусственных суставов и сосудов в человеческий организм.

Невозможно также переоценить важность экологических знаний. Понимание процессов взаимодействия живых существ с окружающей их неживой природой поможет сформировать у человека более гармоничное и бережное отношение к своей планете. У людей нет другого дома, кроме Земли, а освоение других 

планет — это пока несбыточная мечта.