Sąvokos:
eksperimeñtas, hipotèzė, teòrija, rezultãtų anãlizė, technològija, biotechnològija
Šioje temoje jūs:
- išsiaiškinsite, kas yra mokslinis tyrimas;
- išnagrinėsite mokslinio tyrimo etapus;
- išmoksite planuoti tiriamąją veiklą;
- sužinosite, kokia yra tyrimų nauda.
Ar teko ką nors stebėti pro žiūronus (1.3.1 pav.)? Kas tai buvo? Kaip manote, ar biologai savo darbe juos naudoja? Kokius biologinės įvairovės tyrimus galima su jais atlikti? Apskritai, kodėl reikia atlikti tyrimus?
Kokius gamtos tyrimus esate atlikę klasėje ir gamtoje? Ar naudojote prietaisus? Kokius? Ką stebėjote?
Biologijos tyrimo objektai
Biologija tiria bendruosius gyvybės reiškinius ir savitus jos dėsnius, gyvybės kilmę, raidą ir įvairovę Žemėje, įvairių organizmų (grybų, augalų, gyvūnų, žmogaus) sandarą ir funkcijas, tarpusavio sąveiką ir ryšius su negyvąja gamta.
Didieji tyrimai prasideda nuo nesudėtingų darbų – stebėjimų ir informacijos rinkimo. Biologinės įvairovės tyrimus atlieka ne tik patyrę mokslininkai. Kiekvienas tyrimas yra svarbus.
Gyvajai gamtai tirti biologai taiko daug metodų. Mokslas – ne tik žinių kaupimas, bet ir gautų rezultatų grupavimas, lyginimas bei analizavimas. Visa tai daroma prieš atliekant tyrimą: iškeliamos hipotezės, nagrinėjami nauji duomenys, apibendrinami ir formuluojami teiginiai, principai, kol sukuriama teorija.
Tiriant įvairius reiškinius, svarbu pasirinkti tinkamą mokslinio tyrimo metodą.
Stebėjimas padeda atskleisti objektus ir reiškinius (1.3.2 pav.). Faktų rinkimas ir aprašymas buvo pagrindinis pirmųjų biologų tyrimo metodas. Tačiau jis svarbus ir dabar.
Lyginant nustatomi gyvųjų organizmų, jų dalių ar gyvybinių procesų panašumai ir skirtumai.
Bandymu, arba eksperimentù, galima modeliuoti reiškinius ar keisti procesų eigą tyrinėtojui norima kryptimi. Remiantis tyrimo rezultatais, iškeliamas vieną ar kitą biologinį reiškinį aiškinantis spėjimas – hipotèzė. Eksperimentu patvirtinta hipotezė virsta teòrija.
Mokslinio tyrimo etapai
- Reiškinio stebėjimas
Pavyzdys. Pastebime, kad agurkų daigai, laistomi skirtingu vandeniu, auga nevienodai.
- Pasirengimas tyrimui arba planavimas
Randama informacijos, susijusios su planuojamu tyrimu. Skaitant ją, sužinoma reikiama mokslinė informacija (teorijos žinios, jau atliktų tyrimų rezultatai).
Pavyzdys. Skaitydami įvairius informacijos šaltinius apie augalų (agurkų) auginimą, sužinome, kad augalui augti reikia ne tik vandens, bet ir mineralinių medžiagų (natrio, kalio, magnio ir kitų).
- Medžiagų, priemonių, prietaisų parinkimas
Sėkmingam tyrimui būtina parinkti tinkamas medžiagas, priemones ir prietaisus.
Pavyzdys. Tyrimui parenkame reikiamas priemones: vienodos veislės agurkų daigus, auginamus vienodame dirvožemyje. Agurkus laistysime skirtingu vandeniu: vandentiekio, vandens telkinio, mineraliniu, virintu ir surinktu lietaus vandeniu.
- Temos formulavimas
Per tyrimą visada sprendžiama kokia nors problema. Planuojant tyrimą, ją būtina aptarti. Numatoma tyrimo tema, tikslas ir trukmė.
Pavyzdys. Suformuluojame ir užrašome tyrimo temos pavadinimą „Agurkų daigų augimo greičio priklausomybės nuo vandens rūšies tyrimas“. Tyrimo tikslas – ištirti, kaip auga agurkų daigai, laistomi vandentiekio, vandens telkinio, mineraliniu, virintu ir surinktu lietaus vandeniu.
- Tyrimo hipotezės iškėlimas
Hipotezė – tai moksliškai pagrįstas, bet nepatikrintas ir nepatvirtintas teiginys. Iškeliant hipotezę, reikia laikytis tam tikrų reikalavimų: hipotezė turi būti paremta faktais, ji turi aiškinti klausimus, atskleidžiančius nagrinėjamos problemos esmę.
Pavyzdys. Suformuluojame ir užrašome hipotezę: agurkų daigai, laistomi skirtingu vandeniu, augs nevienodai.
- Tyrimo proceso planavimas
Išsiaiškinama, kokie gali būti taikomi tyrimo metodai ir eiga. Suplanuojamas darbo atlikimo eiliškumas. Numatoma darbo eiga, aptariami tiriamų objektų stebėjimo ir rezultatų fiksavimo būdai. Kad eksperimentas būtų patikimas, reikia pasirinkti kuo daugiau objektų, tiksliai matuoti ir skaičiuoti, sudaryti vienodas eksperimento sąlygas kartoti bandymą. Numatomas kontrolinis variantas, su kuo lyginsime.
Pavyzdys. Suplanuojame tyrimo eigą:
– parenkame vienodos agurkų veislės daigus;
– aptariame, kur vyks tyrimas (kokioje patalpoje, kokiomis aplinkos sąlygomis);
– numatome tyrimo trukmę – dvi savaitės;
– aptariame, kaip dažnai ir kaip gausiai laistysime agurkų daigus;
– nusprendžiame, kaip fiksuosime tyrimo eigą ir rezultatus (nuotraukomis, piešiniais, matuodami daigų aukštį ar skaičiuodami daigų lapus ir vaisių užuomazgas).
- Eksperimento atlikimas ir stebėjimas
Eksperimentas atliekamas ir stebimas nuo pradžios iki pabaigos. Fiksuojami gauti duomenys, jais remiantis patvirtinama arba paneigiama tyrimo hipotezė. Duomenys gali būti fiksuojami įvairiai: matuojant ar sveriant tiriamuosius, juos piešiant ar fotografuojant, kartais ir filmuojant. Svarbu, kad duomenys būtų fiksuojami labai tiksliai. Netikslus duomenų užrašymas tyrimą darys nepatikimą.
Pavyzdys. Agurkų daigai auginami vienodomis sąlygomis (toks pat dirvožemis, vienodas apšvietimas, patalpos vėdinimas ir temperatūra). daigus laistome skirtingu vandeniu: vandentiekio, vandens telkinio, mineraliniu, virintu ir lietaus. Po dviejų savaičių pasirinktu būdu fiksuojame rezultatus.
- Tyrimo duomenų pristatymas
Gauti duomenys pateikiami lentelėmis, diagramomis, piešiniais ar nuotraukomis.
- Išvados formulavimas
Išnagrinėjami gauti duomenys ir jais remiantis suformuluojama išvada.
Pavyzdys. Išnagrinėjame ir aptariame tyrimo rezultatus. Užrašome tyrimo „Agurkų daigų augimo greičio priklausomybės nuo vandens rūšies tyrimas“ išvadas:
– agurko daigas, laistomas vandens telkinio vandeniu, auga greičiausiai;
– agurko daigas, laistomas virintu vandeniu, skursta, ima gelsti.
- Mokslinio tyrimo kartojimas daug kartų įvairiose laboratorijose
Jeigu kelis kartus eksperimentuojant tyrimų rezultatai sutampa, patvirtinta hipotezė virsta teorija.
Rezultatų analizės svarba
Rezultãtų anãlizė yra svarbiausias mokslinio tyrimo etapas – konkretaus tyrimo duomenų apibendrinimas. Eksperimento ir stebėjimo duomenys pateikiami lentelėse, apskaičiuojamas duomenų vidurkis ir procentinė išraiška. Duomenys pateikiami grafikais arba diagramomis.
Išnagrinėjus tyrimo rezultatus, jie palyginami su kitų tyrėjų duomenimis, daromos išvados.
Paprastesnius tyrimus, pavyzdžiui, populiacijos tankio, rūšių įvairovės, individų buveinių ir paplitimo, gali atlikti mokiniai, nes jiems nereikia tam tikrų sąlygų ir sudėtingos įrangos.
Jeigu nusprendėte tirti augalus, eidami į pievą, mišką, prie ežero ar upės, turėkite užrašų knygelę, rašiklį, augalų pažinimo vadovą, kastuvėlį, maišelių, įmaučių renkamiems augalams sudėti.
Gyvūnų tyrimo priemonės priklausys nuo to, kokius gyvūnus tirsite. Jeigu tirsite bestuburius, pavyzdžiui, vabzdžius, reikia turėti vabzdžių gaudyklių, entomologinį tinklelį, plastikinių indelių. Jeigu tirsite sliekų populiaciją, reikės kastuvėlio, sietelio, indelių, svarstyklių. Norint stebėti stuburinius gyvūnus, reikės fotoaparato, žiūronų, gyvūnų pažinimo vadovo. Stebėjimo rezultatus sužymėkite užrašų knygelėje, telefone arba nešiojamajame kompiuteryje.
Mokslo laimėjimų nauda
Atlikę tyrimus, mokslininkai ką nors atranda, vėliau tai žmonės sėkmingai pritaiko gyvenime. Mokslo laimėjimų taikymas vadinamas technològijomis. Žmonės nuo seniausių laikų naudoja mieles kepinių tešlai kildinti ar alui gaminti. Bakterijos ir pelėsiniai grybai naudojami sūriams, rūgpieniui, jogurtui gaminti. Tai puikus pavyzdys, kaip biologijos mokslo žinios pritaikomos maisto pramonėje. Toks praktinis gyvųjų organizmų ir biologinių procesų panaudojimas gamyboje, medicinoje, žemės ūkyje ir kitose srityse vadinamas biotechnològijomis.
Klausimai ir užduotys
- Išvardykite tyrimo eigos etapus.
- Nurodykite, kokių priemonių reikia norint atlikti eksperimentą.
- Paaiškinkite, kas yra mokslinis tyrimas.
- Paaiškinkite, kokia yra tyrimų nauda.
- Apibūdinkite mokslinio tyrimo etapus.
- Pateikite tyrimo pavyzdį, suformuluokite hipotezę ir sudarykite tyrimo planą.
Apibendrinimas
Praktinė veikla
Internete raskite ir pažiūrėkite filmukus apie mokslinį tyrimą, jo eigą. Padiskutuokite, koks taikytas tyrimo metodas. Ką dar būtų galima tokiu metodu tirti?
Siūloma medžiaga
∘ LRT laida „Gamtininko užrašai. Prie drevės išlendančių voveriukų belaukiantis Čepulis: oras tikrai ne žaidimams skirtas“
- Service provided by UAB "Biznio mašinų kompanija" and "Star Cloud OÜ"