5 класс онлайн Биология Пасечник Учебник §6 «Эксперимент в биологических исследованиях«. Ознакомительный фрагмент учебника по биологии УМК Линия жизни 2023. Цитаты из учебника 2023 года для 5 класса использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения.
Учебник по биологии (Пасечник) § 6.
<< § 5 Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ § 7 >>
§ 6. ЭКСПЕРИМЕНТ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
ВСПОМНИТЕ:
1. С какой целью проводят научные эксперименты?
2. От чего зависит выбор методов в научном исследовании?
Эксперимент как научный метод.
Исследование, проводимое в специально созданных и контролируемых условиях, которые позволяют установить, как эти условия влияют на объект или явление, называют экспериментом (от лат. экспериментум — проба, опыт). Эксперимент — более сложный, практический метод, чем наблюдение. С его помощью учёные подтверждают или опровергают свои научные предположения — гипотезы. От наблюдения эксперимент отличается активным воздействием на изучаемый объект.
В настоящее время промышленность выпускает препараты для укоренения черенков растений (корневин, фитоклон, циркон и др.). Например, можно опытным путём проверить, как влияет применение корневина на образование корней у черенков комнатных растений. Для этого берут две группы одинаковых черенков с одного растения и помещают их в одинаковые условия (освещённость, температура, влажность воздуха и т. п.). Одну группу черенков используют для исследования (экспериментальная группа), вторую — для сравнения (контрольная группа). Черенки экспериментальной группы обрабатывают корневином в соответствии с инструкцией, а черенки контрольной группы помещают в обычную воду без обработки в прозрачные сосуды. Через прозрачные стенки легко наблюдать за развитием корешков.
В течение всего эксперимента наблюдают за ростом и развитием растений экспериментальной и контрольной групп. При этом отмечают появление корешков, измеряют их длину, а также развитие самого растения (его высоту, появление новых листьев, их площадь и т. п.). Все показатели подробно записывают. Сравнивая полученные данные, делают вывод об эффективности применения корневина. Чем больше растений в экспериментальной группе, тем точнее выводы. Если при соблюдении одних и тех же условий результаты нескольких опытов совпадают, то говорят о достоверности полученных данных.
Можно сравнить эффективность различных препаратов для укоренения черенков. В этом случае у вас будет несколько экспериментальных групп (по числу используемых препаратов).
Этапы научного исследования.
Обычно научное исследование начинается с наблюдения за объектом или явлением (рис. 25). После анализа и обобщения данных, полученных в результате наблюдений, выдвигаются гипотезы (предположения), которые могут их объяснить.
На следующем этапе исследования разрабатывают и проводят эксперименты для проверки выдвинутых гипотез. Научный эксперимент должен непременно сопровождаться контрольным опытом, условия которого отличаются от условий эксперимента одним (и только одним) фактором. Анализ результатов эксперимента позволяет решить, какая из гипотез верна. Гипотеза, которая была проверена и оказалась соответствующей фактам, может стать теорией или законом. Называя какое-либо положение законом, учёные как бы подчёркивают его универсальность, неоспоримость, большую достоверность. Часто термины «закон» и «теория» употребляются как равнозначные.
При организации собственных биологических экспериментов (опытов) используйте памятку (с. 45).
Особенности биологического эксперимента.
Рассмотрим особенности биологического эксперимента, включая его конкретные этапы, на примере изучения влияния условий на рост и развитие растений. Наблюдения показывают, что для их роста и развития необходим свет. Итак, мы можем сформулировать проблему исследования в виде вопроса: «Какое влияние оказывает интенсивность освещения на рост и развитие растений колеуса?» Следующий этап — выдвижение гипотезы. Мы можем предположить, что нормальный рост и развитие комнатного растения колеуса происходит только при определённом освещении. Теперь, для того чтобы проверить нашу гипотезу, разработаем план эксперимента и проведём его. Возьмём три укоренённых черенка колеуса, полученные с одного растения. Поместим их в одинаковые условия: посадим в горшки одинакового размера, заполненные одинаковой почвой, и будем выращивать в одном помещении при одинаковой температуре и влажности воздуха, а полив всех трёх растений проводить в одно время одинаковым количеством воды. Различной будет только интенсивность освещения растений. Первое растение поместим на окно с ярким солнечным освещением, второе — в трёх метрах от окна так, чтобы на него не попадали прямые солнечные лучи, третье — вдали от окна, в полутени.
Будем вести наблюдения за ростом и развитием растений в течение двух месяцев. Результаты записываем в дневник наблюдений. Отмечаем высоту растений, размер листьев, их окраску. Через два месяца, проанализировав результаты эксперимента, мы можем прийти к выводу, что интенсивность освещения действительно оказывает большое влияние на рост и развитие растений колеуса. Первое растение хорошо росло и развивалось. Его листья крупные с зелёными, красными, бордовыми, жёлтыми оттенками. У второго растения листья более зелёные. Красные, бордовые и жёлтые оттенки при этом менее выражены. У третьего растения побеги вытянуты, а листья более мелкие и бледные. Делаем вывод: колеус — светолюбивое растение, которому для нормального развития необходимо довольно яркое освещение. При менее ярком освещении развитие колеуса нарушается, что проявляется в величине и окраске его листьев (рис. 26). Таким образом, мы подтвердили гипотезу, выдвинутую в начале исследования.
Следует отметить, что мы проводили учебный эксперимент, результаты которого хорошо известны. В научном эксперименте всегда берётся не одно, а как можно больше растений, обязательно достоверность результатов проверяется проведением повторных экспериментов. Иногда в эксперименте может и не быть контрольного варианта.
Если вы будете оценивать влияние света на другие растения, то убедитесь, что требования растений к освещённости могут сильно отличаться. Например, сенполия (узамбарская фиалка) — одно из самых распространённых комнатных растений — нуждается не в ярком свете, а в полутени. Итак, даже на основе самого простого исследования можно сделать научно обоснованные выводы, если его тщательно продумать и провести, соблюдая все требования.
ЗАПОМНИТЕ: • Эксперимент • Гипотеза • Контрольный опыт • Теория • Закон.
ПРОВЕРЬТЕ СЕБЯ (стр.42)
- Какое значение имеют биологические исследования?
- Какие этапы выделяют в научном исследовании?
- Что такое научный эксперимент? С какой целью он проводится?
- Почему в эксперименте проводят наблюдение как минимум за двумя группами объектов?
- Чем гипотеза отличается от закона или теории?
ПОДУМАЙТЕ!
Чем эксперимент отличается от наблюдений?
Моя лаборатория.
ВЫПОЛНИТЕ ЗАДАНИЯ
- Используя дополнительные источники информации (научно-популярную литературу, справочники, статьи, в том числе ресурсы Интернета), выясните, какие биологические эксперименты проводятся в настоящее время. Выберите из них наиболее понравившийся вам и подготовьте о нём краткое сообщение.
- Самостоятельно поставьте биологический эксперимент. Возьмите две небольшие баночки. В каждую из них налейте воды. Поместите в них по луковице. Одну банку с луковицей поставьте на окно, которое хорошо освещается солнцем, а другую — там, где практически солнца не бывает. Температура в обоих случаях должна быть одинаковой. По мере необходимости доливайте в банки воду.
Проведите наблюдение за происходящими изменениями в течение 10 дней. Результаты наблюдений записывайте в таблицу «Влияние света на развитие листьев лука». Сделайте выводы о влиянии уровня освещённости на развитие листьев лука.
Влияние света на развитие листьев лука
- В описанном в параграфе эксперименте (см. рис. 26 на с. 42) один из укоренённых черенков колеуса выращивался в полутени. Как изменились окраска и размер листьев колеуса по сравнению с контрольным растением? Для чего было необходимо задавать и соблюдать одинаковые условия выращивания для трёх растений, изменяя только интенсивность освещения?
ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ
История любой науки, и биологии в частности, — это история разработки и применения новых методов исследования. Так, в биологии применение экспериментального метода связывают с именем Уильяма Гарвея. В 1628 году этот английский учёный впервые провёл эксперименты по изучению движения крови в теле овцы и доказал, что кровь возвращается к сердцу по замкнутому циклу. На основании этих экспериментов была сформулирована теория кровообращения.
Однако широко применяться в биологии эксперимент начал лишь в XIX веке, а в XX веке экспериментальный метод становится ведущим в биологической науке. Это было обусловлено появлением новых приборов для исследований. Например, таких сложных, как электронный микроскоп, созданный в 1932 году, томограф (рис. 27), сконструированный в 1969-м. Во второй половине XX века в биологии развивается целое направление, которое предусматривает разработку новых экспериментальных методов исследования и создание новейших приборов.
Экспериментальный метод коренным образом преобразил биологию. Он позволил многократно расширить её познавательные возможности и открыть новые пути для использования биологических знаний во всех сферах деятельности человека.
Кроме лабораторных, в биологии часто проводятся природные эксперименты. Так, в одном из старейших в России Центрально-Чернозёмном государственном природном биосферном заповеднике в течение многих лет изучается процесс зарастания степных участков древесными породами. Оказалось, что в современных условиях на степных участках уже редко встречаются дикие травоядные животные, поэтому при полном невмешательстве человека велика опасность потерять те растительные сообщества, ради которых заповедник создавался. На основе результатов своих исследований учёные разработали рекомендации, выполнение которых позволяет сохранить растительность заповедной степи.
ШАГИ К УСПЕХУ
Порядок проведения научного эксперимента
- Поставьте цель эксперимента. Для этого уточните проблему исследования, т. е. вопрос, ответ на который будет найден в результате проведения исследования.
- Выдвиньте гипотезу— предположение, которое могло бы стать ответом на этот вопрос.
- Составьте план эксперимента по схеме:
а) определите дату и время проведения эксперимента;
б) подготовьте необходимые материалы и оборудование;
в) определите контрольный вариант — вариант опыта при неизменяемых условиях, с которым сравнивают результаты других вариантов;
г) определите экспериментальный вариант — вариант (варианты) эксперимента в изменённых условиях, который (которые) сравнивают с контрольным вариантом. - Наблюдайте за ходом эксперимента. Фиксируйте результаты измерений, для удобства вносите полученные данные в таблицу. Дополнительно делайте описания, фотографии, видео, зарисовки.
- Сравните полученные результаты с предварительно выдвинутой гипотезой. Была ли она верна? Если полученные данные не позволяют дать чёткого ответа относительно истинности гипотезы, то необходимо провести ещё дополнительные эксперименты и собрать больше данных.
- Сформулируйте вывод по результатам проведения эксперимента, соответствующий его цели.
- Работая с опасными материалами или выполняя опасные действия, при проведении эксперимента, соблюдайте правила техники безопасности! Тщательно мойте руки до и после эксперимента, при необходимости надевайте резиновые перчатки. Берегите глаза, если что-то в них попадёт, то промывайте их водой не менее 5 минут. Не храните еду и напитки рядом с вашим рабочим местом.
Как провести сравнение
Проводя сравнение необходимо помнить, что это не просто описание объектов или явлений, а сопоставление их существенных признаков, на основе которых выясняется, что общего и какие различия имеются у сравниваемых объектов.
При проведении сравнения соблюдайте предложенную последовательность:
* Выясните, какие объекты (процессы, явления) сравниваются.
* Мысленно разделите объект (процесс, явление) на составные части (проведите анализ).
* Выделите существенные признаки сравниваемых объектов (процессов, явлений).
* Сопоставьте сравниваемые объекты (процессы, явления) по одним и тем же признакам, выделите признаки сходства и различия.
Запишите полученные результаты и подведите итог сравнения. Сформулируйте выводы.
Вы смотрели: Биология Пасечник Учебник §6 «Эксперимент в биологических исследованиях«. Ознакомительный фрагмент учебника по биологии УМК Линия жизни 2023. Цитаты из учебника 2023 года для 5 класса использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения.
<< § 5 Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ § 7 >>
спасибо, большая помощь