WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ О Б Р А З О В А Т Е Л Ь Н О Е У Ч Р Е Ж Д Е Н И Е

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н. II. ОГАРЕВА»

Е. В. МОКШИН, А. С. ЛУКАТКИЫ

ПОСТАНОВКА

НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

САРАНСК

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОРДОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2011 У Д К 57.084(075.8) ББКЕ5 М749 Рецензенты:

кафедра микробиологии и физиологии растений Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского (заведующий — доктор биологических наук профессор С. Л. Степанов);

доктор биологических наук профессор Е. Б. Кириченко Пособие подготовлено в рамках выполнения АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» (проект 2. 1. 1 / 6 2 4 ) Мокшип Е. В.

М 749 Постановка научного эксперимента : учеб. пособие / Е. В. Мокшин, А. С. Лукаткии. — Саранск : Изд-во Мордов.

ун-та, 2011. — 84 с.

ISBN 978-5-7103-2419- В учебном пособии приведены конспект лекций, методические указания к лекционным и лабораторным занятиям, методические указания к самосто ятельной подготовке студентов. Даны контрольные вопросы по предмету и глоссарий.

Предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения на правлений подготовки «Биология», «Биоэкология», магистрантов и аспи рантов. Может быть использовано для планирования научно-исследова тельской работы студентов и аспирантов других специальностей.

УДК 57.084(075.8) ББК Е Учебное издание МОКШИП Евгений Владимирович Л У К Л Т К И Н А л е к с а н д р Степанович

ПОСТАНОВКА НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Учебное пособие Печатается в авторской редакции в соответствии с представленным оригинал-макетом Дизайн обложки II. В. Рунковой Подписано в печать 29.04.11. Формат-60x84 Кв. Усл. псч. л. 4,88.

Тираж 100 экз. Заказ Л « 591.

Г Издательство Мордовского университета Типография Издательства Мордовского университета 430005, г. Саранск, ул. Советская, ISBN 978-5-7103-2419-6 © Мокшин Е. В., Лукаткии А. С., © Оформление. Издательство Мордовского университета,

ПРЕДИСЛОВИЕ

Спецкурс «Постановка научного эксперимента» является вводным. Его изу чение совпадает с началом специализации студентов по избранной профессии и периодом их активного участия в научно-исследовательской работе кафедр. Зна чение данного спецкурса в системе подготовки биологов и биоэкологов заключа ется в том, что непосредственную базу для целостного методологического анали за и понимания сущности изученных явлений составляет основной учебный ма териал ио специальности. Это приближает методологию к практической стороне учебного процесса.

Одним из путей творческого восприятия основ современной науки является систематическая научно-исследовательская работа (НИР). Практика показывает, что НИР существенно повышает интерес к изучению общих и специальных дис циплин по избранной специальности, способствует формированию теоретических и практических навыков, необходимых исследователю, расширяет научный кру гозор и формирует способности к анализу и критическому пониманию достиже ний современной науки.

При изучении данного спецкурса ставятся следующие задачи: 1) дать цель нос представление о науке как о системе знаний и орудии познания;

2) рассмот реть уровни методологии и определить их место и значение в научном познании;

3) понять суть общенаучных и конкретно-научных методов и принципов исследо вания в биологии и экологии;

4) ознакомиться с задачами планирования и органи зации эксперимента;

5) ознакомиться с основными сторонами лабораторного, ве гетационного, полевого, экскурсионного и других методов, средствами регистра ции процессов, протекающих в живых организмах;

6) изложить правила протоко лирования, обработки результатов наблюдения и исследования, их изображения;

7) ознакомиться с основными правилами работы с научной литературой и подго товки материалов к печати.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

1. ОСНОВЫ НАУЧНОЙ МЕТОДОЛОГИИ В БИОЛОГИЧЕСКИХ II

ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

1.1. Общая характеристика н а у к и «Паука - это сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действитель ности» (Алексеев, 1974).

Наука включает в себя как деятельность, направленную на получение зна ний, так и результат этой деятельности - сумму полученных к данному моменту научных знаний, образующих в совокупности научную картину мира. Непосред ственная цель науки - описание, объяснение, предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения на основе открываемых ею законов, т. е. в широком смысле - теоретическое отражение действительности.

Наука включает в себя все: ученых с их знаниями и способностями, квали фикацией и опытом;

научные учреждения, экспериментальное и лабораторное оборудование;

методы НИР, понятия и категорийный аппарат, систему научной информации, а также всю сумму знаний, выступающих в качестве либо предпо сылки, либо средства, либо результата научного познания.

Предыстория пауки. Первоначальные знания носили характер эмпириче ских правил для конкретных видов деятельности людей, являясь порождением их материальных действий. Определенную роль играла также мифология, в которой нашло отражение стремление людей построить общую картину явлений окру жающего мира посредством воображения и фантазии. Таким путем возникли ре лигиозно-антропоморфные представления о сверхъестественных силах, господ ствующих в природе и стоящих над ней.





Следующий этап связан с разделением физического и умственного труда. В Древней Греции (VI-IV вв. до н.э.) возникли теоретические концепции, объяс няющие реальный мир через естественное начало (Фалес, Демокрит). Данный этап развития познания получил название натурфилософского. (Философия при роды - умозрительное истолкование се как единого целого.) Познание в эту эпо ху характеризовалось выделением и описанием наиболее общих и сущест венных сторон и явлений природы, общества и мышления, происходили со бирание, систематизация фактов, накопление эмпирического материала, что привело к установлению некоторых положений, принципов и описательной формулировке ряда законов - начало возникновения отдельных областей знаний - логики (Аристотель), геометрии (Эвклид), механики (Архимед), ас трономии (Птолемей) (IV—II вв. до н.э.).

Средневековье. Господство религиозно-мистического мировоззрения затор мозило процесс познания. Наиболее важные достижения в эту эпоху связаны с Арабским Востоком и Средней Азией (Ибн-Сина, Ибн-Рушд, Бируни) (XI-XII в.). В Ев ропе госпо/1Ствовала схоластика: попытки дать научно-теоретическое обоснова ние религиозному мировоззрению в различных его проявлениях. Схоластика спо собствовала формированию и развитию культуры формального мышления и ис кусства теоретических споров и дискуссий. Средневековая алхимия - эмпириче ское изучение химических веществ;

средневековая астрология - постоянное на блюдение за небесными телами, что способствовало развитию материальной базы астрономии.

Эпоха Возрождения. Эксперимент становится ведущим методом исследова ния и радикально расширяет сферу познаваемой реальности, тесно соединяя тео ретические рассуждения с практическим «испытанием» природы. В XVI-XVII в.

произошла первая научная революция (Галилей, Коперник, Гарвей, Декарт, Гюй генс, Ныогон и др.). Механистический материализм в свете законов механики объяснял суть не только физических и химических, но и биологических явлений (Ламегри, Борслли и др.).

XVIII - начало XIX в. Накоплен и систематизирован обширный материал в конкретных областях естествознания (Эйлер, Ломоносов, Лаплас), предметом изучения которого были явления действительности.

Новые революционные перемены в науке - XIX в. Открытие закона сохра нения и превращения вещества и энергии (Майер, Джоуль, Гельмгольц), клеточ ного строения растительных и животных организмов (Шлейден, Шванн), законов эволюции органического мира (Дарвин), периодической системы элементов (Менделеев).

Конец XIX - начало XX в. Ломка классических представлений о реальном мире в связи с открытием электрона, рентгеновского излучения, радиоактивности и других явлений, необъяснимых на основе механистического мировоззрения.

Новая революция в науке началась в физике (Планк, Эйнштейн) и охватила все основные ее отрасли.

20-30-е годы XX в. Развитие квантовой механики;

в биологии сформулиро вана теория уровней организации живых систем и др.

50-е гг. XXв. Развитие науки обусловило НТР.

1.3. Классификация наук «Классификация - это система соподчиненных понятий в любой области знания и человеческой деятельности, система, используемая как средство для ус тановления связей и точной ориентировки во веем многообразии сложившихся понятий и соответствующих им групп (классов) объектов» (Якушкин, 1973).

Классификация фиксирует закономерные связи между классами объектов, определяет их место и основные свойства в целостной системе, служит средством хранения и поиска информации (например, в биологической систематике).

Уровни и характер связей между науками определяются: 1) предметом;

2) методом;

3) условиями познания объектов;

4) целями и задачами наук;

5) практическим значением и другими факторами.

Науки подразделяются на фундаментальные и прикладные.

Фундаментальные науки имеют своей целью познание материальных основ и объективных законов движения и развития природы, общества и мышления как таковых безотносительно к их практическому использованию.

Непосредственные задачи прикладных наук заключаются в разработке на базе достижений фундаментальных наук не только конкретных познавательных, но и прикладных проблем. Поэтому показателем эффективности результатов ис следований в области прикладных наук служит не только получение истины, но и их непосредственное практическое значение. На стыке прикладных наук и прак тики возникает специальная область исследования, называемая разработками, в процессе которых результаты прикладных наук реализуются в виде технологиче ских процессов, конструкций, промышленных материалов и т.п.

Общая классификация наук: естественные (объект - природа: неорганиче ская, органическая, человек);

гуманитарные (объект - человек, общество, мышле ние);

технические (на стыке естественных и социальных).

Классификация наук имеет важное практическое значение, так как она яв ляется теоретической основой многих отраслей деятельности. Она способствует решению вопросов, связанных с формированием структуры научных учреждений на различных уровнях их организации и взаимосвязей, планированием и коорди нацией исследований в различных областях науки, установлением связей между теоретическими, прикладными науками и практикой, разработкой учебных пла нов и стандартов для вузов, определением содержания учебников и учебных по собий, написанием трудов энциклопедического характера, организацией библио течного дела и библиотечной классификации и т.п.

1.4. Методологии и методы н а у ч н о г о познания Методология в широком смысле - это учение о структуре, логической орга низации, средствах и методах деятельности. Обычно под методологией понимают прежде всего методологию научного познания, которая представляет собой сово купность теоретических положений о принципах построения, формах и способах научно-познавательной деятельности (Спиркин, Юдин, 1974).

В общем плане различают философскую и специально-научную методоло гию. Последняя в свою очередь делится на уровни - общенаучный и конкретно научный. Каждому уровню методологии соответствуют определенные методы познания.

По В. Ф. Сержантову (1974), методология - прежде всего совокупность функционирующих в данной научной области принципов самого понимания за кономерностей реального мира, использования методов исследования и их вза имной связи, истолкования понятий науки со-стороны их логической формы, об щего философского анализа, построения теорий и понимания исходных основ данной науки.

Методологию можно рассматривать и как определенную систему основопо лагающих идей. Главной функцией научной методологии являются внутренняя организация и регулирование процесса познания и практического преобразования объективной реальности. Методология науки устанавливает и характеризует ло гические связи между предметом, целью, задачами, методами и методиками на учного исследования, определяет постановку проблем, последовательность их решения и теоретическую направленность объяснения результатов. При этом уровень анализа и обобщения зависит от природы явлений.

Методы философской методологии - индукция и дедукция. Современная общенаучная методология содержит такие концепции, как системный подход, об щая теория систем, системный анализ и другие виды системных методов.

Методы кибернетики - науки о формах и средствах управления, связи и пе реработки информации при организации и реализации целенаправленных дейст вий в машинах, живых организмах, обществе. * Методы математического аппарата (например, математической статистики).

Моделирование - исследование на моделях процессов и конструкций, которые трудно или невозможно исследовать в естественных условиях, и сведение резуль татов исследования существенных свойств одного явления путем изучения свойств другого явления, имеющего иную природу. Моделировать можно свойст ва любых объектов, включая сложные биологические системы.

Мыслительный эксперимент основан на системе мыслительных, практиче ски неосуществимых приемов, проводимых над идеальными объектами. Будучи теоретической моделью реальных экспериментальных ситуаций, мыслительный эксперимент проводится в целях выяснения согласованности основных принци пов теории.

Принципы ряда наиболее распространенных общенаучных методов иссле дования природы - описательный, сравнительный, экспериментальный и истори ческий - являются выражением принципов системного подхода.

Уровень конкретно-научной методологии представляет совокупность кон кретных концепций (теорий) и методов научного исследования в различных об ластях наук.

«Метод - это способ, путь исследования или теория, представляющие со бой совокупность приемов научного исследования, включая анализ, теоретиче ское объяснение материала, выводы и операции по практическому или теоретиче скому освоению действительности, в целом подчиненные решению конкретно научных задач» (Спиркин, 1974).

Теория в широком смысле - целостная система знаний, комплекс взглядов, представлений, идей, направленный на истолкование и объяснение какого-либо явления;

в более узком и специальном смысле - это высшая, самая развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерных, существенных связях в определенной области реального мира (Швырев, 1978).

Конкретно-научная методология осуществляет синтез как внутри частных наук, так и при их взаимодействии. Например, рассмотрение многих биологиче ских явлений возможно на базе методологии современной физики.

Между уровнями исследования и методами существует закономерная связь:

эмпирическому уровню исследований свойственны сравнение, измерение, индук ция, дедукция, анализ, синтез, а теоретическому - гипотеза, моделирование, идеализация, абстракция, обобщение, мыслительный эксперимент и другие мето ды и формы изучения действительности.

Непосредственный научно-практический уровень познания - методика и техника исследования. Они представлены большим многообразием инструмен тальных и логических приемов и средств изучения конкретных свойств объектов и явлений. В экспериментальных науках методика оснащается самым современ ным оборудованием и аппаратурой. Рассматриваемый уровень исследований на ходится на границе непосредственного взаимодействия субъекта и объекта. Ме тодика как исходный способ познания обеспечивает возможность установления адекватной связи с объектом сообразно действующей закономерности и таким образом позволяет получить объективные данные о его свойствах.

С помощью методики решаются частные стороны вопроса, более узкие кон кретные задачи исследования. Методика обеспечивает получение определенных фактов, т.е. конкретного результата, который отражает отдельные стороны изу чаемого объекта (регистрация температуры тела, давления крови, показателей ра боты сердца и т. п.). Характерной стороной методики является конкретный тех нический принцип и способ регистрации определенного жизненного проявления изучаемой функции соответственно ее природе. Метод же - принципиально более общий подход к решению основных задач научного познания. Он включает также теорию и опирается на совокупность методик, позволяющих изучить основные существенные стороны исследуемого объекта или явления.

Науке присущи эмпирический и теоретический уровни познания и органи зации исследований. Эмпирические исследования проводятся опытным путем, их результаты - конкретные факты, которые констатируют существенные количест венные и качественные признаки и свойства изучаемых объектов и становятся но сителями элементарного знания. Относительное постоянство эмпирических ха рактеристик и связей между ними в изучаемых объектах, многократно регистри руемых в опыте, выражается с помощью эмпирических правил и законов, часть которых имеет вероятностный характер.

На эмпирическом уровне познания формируется ряд прикладных наук, дос тижения которых внедряются в практику или способствуют развитию теоретиче ского уровня познания. Например, па базе теоретической и прикладной физики возникли такие науки, как физика металлов, физика полупроводников и др. Вне дрение их результатов в практику стало основой для развития практических при кладных наук - металловедения, полупроводниковой технологии и т.п. Посредст вом разработок устанавливается прямая связь этих наук с производством. (Все технические науки относятся к прикладным.).

Разработка теории - обязательное условие научного знания. Теоретиче ский уровень научного знания основан на идеальном отражении эмпирического материала в виде определенных законов или теорий. Теоретическое объяснение осуществляется как качественным, так и количественным (с помощью математи ческого аппарата) путем. Теории свойственны объединение и обобщение фактов посредством выделения в них наиболее существенного, общего и целенаправлен ное влияние на постановку и ход дальнейших исследований. Для ряда наук теоре гичсский уровень исследований реален без эмпирических исследований (напр., математика и некоторые другие науки).

В настоящее время на долю фундаментальных наук приходится примерно 20 % всех исследований, а прикладных - 80 %. Фундаментальные науки развива ются с опережением, благодаря чему создастся теоретическая база для приклад ных наук. Цикл: фундаментальные исследования - прикладные исследования разработка - внедрение.

1.5. Организация н а у ч н ы х исследований Наука располагает:

1) мощной материально-технической базой - техникой, зданиями, вычисли тельными центрами, экспериментальными заводами, опытными станциями, ис пытательными полигонами и другим;

2) существенными познавательными элементами науки - научными идеями, гипотезами, фактами, средствами материализации научных идей - книгами, статьями, картами, графиками, таблицами, чертежами, методиками и материаль ными средствами наблюдения эксперимента и фиксации результатов исследова ния, совокупностью методов и так далее;

3) символическими средствами - научной терминологией, системой мер, научной символикой, различными формами «технического языка» (графики, чер тежи, кимограммы, бланки самописцев, перфокарты);

4) идеальными средствами - логикой и методологией науки;

средствами контроля, оценки, санкций и поощрений - ученые звания, авторские дипломы, гарантия авторских прав;

5) информационными центрами, отделами, библиотеками, научными шко лами, системой подготовки научных кадров.

1.6. Особенности организации науки на современном этапе Особенностями организации науки на современном этапе являются:

1) создание новой теории элементарных частиц в физике;

исследование ге нетического кода в биологии;

разработка релятивистской теории нестационарной расширяющейся Вселенной и открытие принципиально новых космических объ ектов (квазаров, пульсаров и т.д.);

развитие кибернетики;

исследования в области сверхнизких и сверхвысоких температур и давлений;

2) широкое применение ЭВМ в научных исследованиях и практике;

автома тизация и химизация производства;

использование атомной и термоядерной энер гии;

освоение и использование космического пространства;

3) «информационный взрыв» масштабы научной деятельности удваиваются примерно каждые 10 лет. «Наука движется вперед пропорционально массе зна ний, унаследованных сю от предшествующего поколения» - Энгельс;

4) прогрессирующая дифференциация науки отрасли которой первоначаль но формировались по предметному признаку - изучались самые общие типы фи зических, химических, биологических явлений.

Например, классический путь дифференциации биологических наук по предметному признаку основан на выделении и познании самых общих законов строения и связей, присущих базисным биологическим явлениям природы. На такой основе возникли и развивались зоология, ботаника, анатомия и другие. В дальнейшем - появился проблемный принцип дифференциации наук. Ставится проблема, для решения которой необходимы: углубленная дифференциация наук, более узкая специализация целей, задач, методов, форм и средств познания по предметно-проблемному или проблемному признаку (внешнее описание явлений живой природы (животного и растительного мира);

углубленное изучение видов, организмов, органов, тканей, клеток, органелл, надмолекулярных структур, моле кул, атомов и связей между ними). Это находит соответствующее отражение в структуре современной биологической науки.

В биологии усиливается влияние математических, физических и химиче ских методов исследования. Например, изучение физико-химических процессов позволяет вскрыть элементарную сущность биологических процессов. С помо щью математики изучаются точные количественные закономерности, являющие ся общими для различных явлений. Однако нельзя сводить всю биологию к мате матическим методам (формализации и характеристики лишь количественных па раметров явлений), либо к физико-химическим.

Материальные системы - самый общий тип систем, представляющий со бой целостные совокупности материальных объектов. Материальные системы разделяют на неорганические и живые системы. К неорганическим относят физи ческие, химические и другие системы, а к живым - все бесчисленное многообра зие животных и растительных форм, населяющих Землю, начиная от простейших и кончая самыми сложными биологическими объектами (организмы, популяции, виды, экосистемы).

Абстрактные системы представляют собой продукт человеческого мыш ления: понятия, гипотезы, теории и их смена в процессе познания, теоретические обобщения систем различного типа.

По другим критериям выделяют статичные и динамичные системы. Основ ные параметры и свойства статичной системы со временем остаются неизменны ми (их изучает физика). Общее свойство динамичной системы - изменение ее со стояния во времени (живые организмы), Динамичные системы разделяют на од нозначно детерминированные и вероятностные (стохастические). В первых зна чения переменных распределяются однозначно в любые моменты времени, во вторых - по случайному принципу.

По характеру взаимодействия с внешней средой системы делят на закры тые и открытые. Закрытые подразделяют на изолированные (не обмениваются с внешней средой ни веществом, ни энергией, например калориметрическая бомба Бертло) и замкнутые (обмениваются с внешней средой только энергией при от сутствии вещественного обмена). Открытые системы обмениваются с внешним миром и веществом, и энергией. Все живые организмы являются открытыми сис темами.

2. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Существует пять основных уровней организации: молекулярно генстический, клеточный, онтогенетический (организменный), популяциоино видовой и биогсоценотический, или биосферный (Назаров, 1975).

Самостоятельно существующей универсальной единицей растительного и животного мира, функционирующей в неразрывной связи с окружающей средой, является организм. Всякому организму, как простому (одноклеточному), так и сложному (многоклеточному), свойственна определенная структурная организа ция. У одноклеточных организмов молекулярный уровень организации (органи зация нуклеиновых кислот, белков и т.д.), а также надмолекулярный - клеточный (мембрана, цитоплазма, ядро, органеллы). В процессе эволюции возникли много клеточные организмы, одним из ведущих направлений развития которых являет ся структурная и функциональная дифференциация и специализация клеток. Од новременно происходит их структурное, морфологическое и функциональное объединение клеток в ткани. Различные ткани приобретают способность выпол нять определенные биологические функции. В данном случае говорят о тканевом уровне структурной и функциональной организации живого организма.

Образование тканей неразрывно связано с формированием органов, пред ставляющих собой анатомические части тела, для которых присущи определен ное структурное и функциональное объединение тканей различного происхожде ния. Органы - специализированные рабочие аппараты, выполняющие сложные функции для обеспечения целостности организма. Совместная согласованная ра бота органов обеспечивается путем структурного и функционального объедине ния их в систему органов. Системная регуляция функций осуществляется на ос нове сложных (например, нейрогуморальных) механизмов деятельности целост ного организма. Это системный уровень структурной и функциональной органи зации целостного организма.

На популяционно-видовом уровне изучают элементарную единицу эволю ционного процесса - популяцию, способную длительно существовать во времени и пространстве, самовоспроизводиться и трансформироваться" путем пре имущественного размножения наиболее приспособленных особей, имеющих ге нетические различия.

На биогсоценотичсском и биосферном уровнях (изучают науки биогеоце нология, экология, биогеохимия и др.) предметом исследования являются про цессы, происходящие в биогеоценозах (экосистемах), которые представляют со бой элементарные структурные и функциональные единицы биосферы. Биогео ценоз - совокупность различных популяций, существующих в определенной сре де и образующих в единстве данное многовидовое сообщество. Биогеоценоз яв ляется результатом интеграции составляющих его звеньев в пределах определен ного местообитания - биотопа. В сложных комплексах биотических и абиотиче ских компонентов первичными продуцентами органического вещества служат фотосинтезирующие растения и хемосинтезирующие бактерии. В биогеоценозах протекают вещественно-энергетические круговороты, являющиеся результатом совокупной жизнедеятельности организмов при взаимодействии их друг с другом и внешней средой. В сумме они составляют биосферный круговорот.

Исследования структуры и функций, свойственных разным уровням орга низации живых организмов, сопряжены с применением комплекса различных ме тодик исследований и инструментальной техники.

22. Общсбнологические методы и принципы изучении живых организмов Общебиологическими методами исследования являются: описательный, сравнительный, экспериментальный и исторический.

Описательный метод. Принципы и методы исследования, используемые в систематике, в полной мере характеризуют описательный метод, расцвет которо го в биологии неразрывно связан с трудами К. Линнея.

Сравнительный метод включает сравнительную анатомию, ботанику, зоо логию (Д. Везалий, П. Белой, XVI в.);

сравнительную морфологию (Ж. Кювье, Ж. Сснт-Илер, начало XIX в.). Развитие сравнительного метода в биологии мно гим обязано новой дисциплине - палеонтологии, одним из основоположников которой был Ж. Кювье. Прогрессу сравнительного метода способствовали откры тия Ч. Лайсля в геологии. Метод основан на изучении и сопоставлении типичных признаков и свойств исследуемого биологического объекта или их совокупности в онто- и филогенетическом аспектах.

Экспериментальный метод построен на опытах, с помощью которых изу чаются механизмы функций, процессов, протекающих в организме, тканях, клет ках и их структурных элементах. В. Гарвей (XVII в.) открыл кровообращение. На базе экспериментального метода сформировались и развиваются физиология, биохимия, цитология, генетика, биофизика, молекулярная биология и др.

Исторический метод позволяет познавать процессы развития путем обоб щения совокупности научных сведений о настоящем и прошлом живой природы, взятых из разных областей биологии и смежных с ней дисциплин. Основателем данного метода в биологии является Ч. Дарвин. На базе исторического подхода и принципа детерминизма он открыл законы эволюции органического мира - из менчивость, наследственность, естественный отбор. Эти методы в большинстве биологических наук используются одновременно, в комплексе (эволюционная физиология, биохимия, биоценология). В каждом конкретном случае необходимы наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент, объяснение биологического значения полученных результатов.

Системный подход объединяет в единое целое принципы и средства опи сательного, сравнительного, экспериментального и исторического методов и су щественно расширяет их возможности.

Биология - совокупность наук о живой природе. Предметом ее изучения являются основные стороны жизни как формы существования высокоорганизо ванной материи;

строение, функции живых организмов и их природных сооб ществ, распространение, происхождение, развитие живых существ, их связи друг с другом и с внешней средой.

Современная биология характеризуется многоплановой структурой. Это объясняется значительным разнообразием форм, методов и задач изучения жи вотного и растительного мира и их сообществ. Вместе с тем очевидна условность классификации ряда дисциплин в том смысле, что близкие по предмету биологи ческие науки изучают разные стороны и свойства живого вещества на разных уровнях его организации.

Ботаника, зоология, физиология и анатомия.

Систематика животных, систематика растений.

Г истология, цитология, физиология животных, физиология растений (изу чение структуры и функций живых организмов).

Микробиология, гидробиология (выделены по объекту исследования).

Генетика, биология индивидуального развития (включая эмбриологию), теория эволюции. Функциональная, или сравнительная, морфология, сравнитель ная физиология, сравнительная анатомия и другие.

Синтетические дисциплины, цитофизиология, цитохимия, гистохимия, эм бриофизиология, биохимия, биофизика, биокибернетика, бионика, биометрия, биотехнология, иопуляционно-видовая биология (систематика, биогеография, общая и физиологическая экология животных и растений), биогеоценология.

Новые науки: радиобиология, молекулярная биология и т. д.

Решение практических вопросов и проблем: промышленная микробиология, техническая биохимия, защита растений, растениеводство, животноводство, охра на природы, селекция, медико-биологические дисциплины - паразитология, им мунология, космическая биология.

Изучение человека: антропология, генетика, экологическая физиология че ловека, биохимия человека, физиология трудовых процессов, космическая фи зиология, инженерная психология, физиологическая психология.

Специальные дисциплины внутри основных биологических на^к. Например, физиологию человека и животных делят на общую, сравнительную, эволюцион ную, специальную (частную). Специальная физиология далее подразделяется на физиологию клетки, нервно-мышечную, центральной нервной системы, сенсор ных систем, электрофизиологию, возрастную, эволюционную, нейрофизиологию.

Биохимию подразделяют (по объекту) на биохимию микроорганизмов, растений, животных и человека.

По if елям исследования - статические (анализ химического состава орга низма), динамические (превращения веществ) и функциональную (химические процессы, лежащие в основе функций).

Конкретные науки - энзимология, витаминология, эволюционная и сравни тельная биохимия, биоорганическая химия.

Усилия в современной биологии сосредоточены на решении следующих проблем:

- познание механизмов физиологических, генетических, иммунологических процессов жизнедеятельности;

- выведение высокопродуктивных сортов растений, пород животных и культур микроорганизмов, создание новых биологически активных веществ, в том числе пестицидов;

- разработка биотехнологических процессов производства продукции, ис пользуемой в медицине, сельском хозяйстве и промышленности;

- дальнейшее освоение космического пространства в интересах науки, тех ники и хозяйства.

2.4. Размеры биологических структур и методы их изучения Изучение живой функционирующей системы требует применения таких методов и в таких условиях, при которых не вносились бы изменения в изучае мую структуру или функцию. Для каждого уровня организации приемлемы соб ственные, наиболее адекватные методы изучения структуры.

Размеры биологических структур предъявляют определенные требования к разрешающей способности приборов, которые используются в методиках иссле дования (таблица).

Связь разделов биологии с разрешающей способностью приборов 100-10 мкм 10-0,2 мкм 200-1 нм Менее 1 нм При изучении макро- и микроструктуры необходимый этап - выделение со ответствующих компонентов и их предварительная обработка. Для этого исполь зуют разнообразные подходы: хирургическое отделение органов, тканей или их частей, фиксацию, лиофилизацию, изготовление срезов со специальным окраши ванием, микрохирургию, выделение субклеточных структур путем гомогенизации и центрифугирования, выявление молекулярного и атомного строения компонен тов содержимого клетки.

2.5. Возможные о ш и б к и п р и методологическом анализе биологических проблем Усложнение научного познания биологических явлений сопряжено с неко торыми негативными последствиями субъективного характера. Иногда естест венно-научное содержание проблем и научные противоречия, возникающие при их решении, возводятся до уровня философских проблем и противоречий (Т. Д.

Лысенко и др.). Ясно, что конкретные вопросы современной науки должны ре шаться научными методами, а не путем философской аргументации. История раз вития генетики и физиологии знает примеры ложно-диалектического решения научных противоречий вследствие ошибочного методологического подхода к разработке и определению перспектив исследования наиболее актуальных про блем в этих областях.

В биологических исследованиях важны определенные соотношения между абстрактным и конкретным или между специальными биологическими и общена учными (например, математическими) методами, Преувеличение роли последних приводит к бесплодной формализации исследований и их результатов. Формали зация в биологии может быть также следствием преувеличения философского ма териала при анализе научных вопросов.

Возможно и другое - биологизация проблем. Например, при изучении фи зиологии мозга необходимо учитывать социальные факторы и причины. В свою очередь рассмотрение сущности биологических явлений в свете социальных кате горий приводит к социологизации проблем биологии.

3. П О С Т А Н О В К А И ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1. Цель, основные требовании и задачи эксперимента Целыо любого эксперимента является получение информации об исследуе мом объекте. Основным требованием при организации эксперимента- является минимизация времени и числа испытаний при сохранении требуемой достовер ности результатов. Экспериментальные данные могут накапливаться либо путем пассивного наблюдения, либо с помощью активного эксперимента. Активный эксперимент позволяет быстро вскрывать закономерности, находить оптималь ные режимы функционирования объекта.

Широкое применение экспериментальных методов исследования привело к созданию теории экспериментов, призванной дать экспериментатору ответы на следующие вопросы:

- как нужно организовать эксперимент, чтобы наилучшим способом решить поставленную задачу (в смысле затрат времени и средств или точности результа тов);

- как следует обрабатывать результаты эксперимента, чтобы получить мак симальное количество информации об исследуемом процессе, объекте или явле нии;

- какие обоснованные выводы можно сделать об исследуемом объекте по результатам эксперимента.

3.2. Классический м н о г о ф а к г о р н ы й эксперимент Основой для развития теории экспериментов служит многофакторный рег рессионный анализ. В начальный период развития теории эксперимента (в 30-х годах XX столетия) для приближенного решения подобных многофакторных за дач использовали так называемые классические планы проведения эксперимента.

Основная идея использования такого плана заключается в том, что все независи мые факторы x-, кроме одного, например Х\, полагают постоянными, т.е. придер живают на постоянном уровне, а изменяют, варьируют только один фактор, то естьл'1 и фиксируют результаты испытаний по к а ж д о й функции^,. Далее этан ис пытаний продолжается с той разницей, что изменяется следующий параметр (на пример хг), а все остальные фиксируются, и так далее. Изучая результаты таких испытаний, определяли, какой из факторов х,- оказывает наибольшее влияние на функцию у-1 и какая комбинация значений, каких факторов х, является наиболее желательной.

Применение такого метода требует проведения значительного количества опытов, больших затрат времени и средств. По существу, многофакторный экспе римент но классическому плану представляет собой громоздкую последователь ность однофакторных экспериментов. Существенным недостатком является то, что данный метод применим лишь тогда, когда исключены взаимодействия (мультиколлинеарность) факторов между собой. Кроме того, вычислительная процедура разработки математических моделей очень громоздка даже с исполь зованием ЭВМ (вручную их вообще не возможно рассчитать).

Классические планы проведения многофакторных активных экспериментов в настоящее время реализуются исключительно редко - при решении очень про стых задач невысокой точности, а также в случае, если инженер (исследователь) незнаком с современной теорией планирования эксперимента.

Указанные недостатки снимаются при проведении многофакторных актив ных экспериментов с использованием их научного планирования. Под этим поня тием обычно понимают процедуру математически строго обоснованного выбора числа экспериментов и последовательности их проведения, необходимых для ре шения поставленной задачи с требуемой точностью.

Основная идея научного планирования эксперимента заключается в том, что объект исследования (технологический процесс) представляется в виде «чер ного ящика» (рисунок). На первом этапе исследования предполагается, что экс периментатор ничего не знает о внутренней структуре исследуемого объекта. Он только меняет входы (уровни управляемых факторов х,) в «черный ящик» и реги стрирует реакцию (отклик) параметров оптимизации (выходных параметров) jv Управляющие параметры х,- представляют собой независимые переменные, которые можно применять с цслыо управления выходными параметрами объекта.

К выходным параметрам (параметрам оптимизации, функциям отклика) у отно- г сятся совокупность контролируемых или вычисляемых параметров, характери зующих состояние объекта. Возмущающие действия \v оказывают влияние на объект, но не могут быть измерены и поэтому проявляют себя как случайные ве личины или случайные функции времени. Следовательно, одной из основных за дач эксперимента является выявление взаимосвязей между входными и выход ными параметрами и представление их виде регрессионной математической мо дели.

Входные факторы Сущность метода состоит в том, что при проведении э к с п е р и м е н т о в проис ходит целенаправленное одновременное изменение (варьирование) всех входных факторов Xi по специальному правилу - плану э к с п е р и м е н т а. ^Предварительное планирование и проведение экспериментов по этим планам обладает рядом суще ственных преимуществ по сравнению с классическими планами э к с п е р и м е н т а и т е м более с классической методикой обработки пассивных э к с п е р и м е н т о в :

- резко сокращается число испытаний;

- вся схема исследований протекания технологического процесса оказыва ется значительно формализованной;

они распадаются на логически связанные этапы;

- план эксперимента определяет четкую стратегию ( п о с л е д о в а т е л ь н о с т ь действий), позволяющую принимать обоснованные решения после каждой серии опытов;

- процедура разработки математических моделей значительно упрощается;

- точность математических моделей (их адекватность результатам экспери мента) значительно повышается;

- разработанные математические модели позволяют глубже выявить меха низм явления.и определить оптимальные значения сразу всех факторов х, (так как они действуют на реальный процесс и изменяются одновременно), при которых значения всех функций оптимизации^, также оптимальны.

Если цель эксперимента состоит в оценке наиболее простым способом функции отклика, то в такой постановке эксперимент называют интерполяцион ным, т.е. основанным на интерполяции - нахождении функции по некоторым ее значениям. Более сложным является экстремальный эксперимент, предназначен ный для определения оптимума. Критерий оптимальности формулируется иссле дователем.

3.4. Планирование активного эксперимента При планировании активного эксперимента необходимо в к л ю ч и т ь в рас смотрение все существенные факторы, которые могут влиять на изучаемый про цесс. К факторам предъявляются следующие требования:

- управляемость - возможность установления и поддержания фактора на выбранных уровнях;

- независимость - возможность устанавливать фактор на выбранном уровне вне зависимости от уровней других факторов;

- совместимость - все комбинации факторов осуществимы и безопасны.

Однако надо учитывать, что на отклик (выходной параметр) оказывает влияние довольно большое число других факторов, среди которых есть и не управляемые.

В процессе экспериментов исследуемые факторы варьируют, а остальные поддерживают на постоянном уровне. Чтобы исключить влияние неуправляемых факторов, им задают среднее значение или их раидомизируют, т.е. делают слу чайными. Рандомизация усредняет по веем опытам действие неуправляемых фак торов.

Планирование эксперимента в основном сводится к выбору числа уровней факторов и определению значения (уровня) каждого фактора в опыте.

Выбранное число уровней р в сочетании с числом факторов к определяет число возможных опытов п: п = р. Если каждый опыт повторяется т раз, то чис ло образцов соответственно равно тп. Число повторений т может быть выбрано на основе задания допустимой ошибки и доверительной вероятности.

4. ОРГАНИЗАЦИЯ Н А У Ч Н Ы Х И С С Л Е Д О В А Н И Й С Т У Д Е Н Т О В

4.1. Основные вопросы и задачи планирования и организации исследований Научно исследовательская работа студентов предусмотрена учебными пла нами. Это ставит перед ними задачу овладения исходными знаниями планирова ния и организации научных исследований.

В целом научная работа складывается из трех основных этапов: 1) планиро вание и организация исследования;

2) проведение наблюдений (исследования в узком смысле слова);

3) обработка полученных результатов и их теоретический анализа. Эти этапы неразрывно связаны между собой. Невыполнение или неучет требований, вытекающих из одного из них, может привести к бесполезной трате усилий.

На этапе планирования необходимо:

1) определить цель исследования и установить, насколько его объем нахо дится в пределах возможностей, которыми располагает исследователь;

2) наметить число наблюдаемых случаев исходя из положений, лежащих в основе биостатистики, и из задач исследования;

3) подготовить непреднамеренно (по правилам случайного отбора) экспе риментальную и контрольную группы;

4) установить, имеется ли возможность применить метод автоматического контроля и метод последовательного пополнения опытной группы;

5) выявить наличие побочных факторов, которые, наряду с основными, влияют на объем исследуемых явлений;

6) предусмотреть методы исследования, которые дают возможность количе ственно определить влияние побочных факторов;

7) выбрать гипотезы о наличии интересующих исследователя закономерно стей;

8) выбрать наиболее адекватные методы статистический обработки полу ченных результатов с целью подтверждения или опровержения гипотезы;

9) составить схему исследований, которая позволит провести сопоставление полученных результатов между собой и с результатами других авторов;

10) учесть, нельзя ли при накоплении необходимых данных получить и не которые другие факты без дополнительной затраты времени, труда и материаль ных средств;

11) провести наблюдение так, чтобы возможно было сразу или позднее об работать весь собранный экспериментальный материал с применением программ ПЭВМ;

12) определить сообразно объему исследований время, необходимое для проведения этих научных исследований, а также финансовые средства, кадры, материальную базу и прочее.

Намеченные планом исследования и задачи определяют пути и методы их решения.

4.2. Способы и задачи регистрации и протоколирования исследуемых показателей Важной частью биологического эксперимента является объективная регист рация показателей исследуемых функций. В зависимости от задач исследования учитывают одновременно один или несколько показателей данной функции. В более сложных вариантах комплексного исследования возникает необходимость получения данных о совокупности взаимосвязанных функций. Для точного учета функциональных показателей необходима объективная количественная оценка на основе измерений. Большое разнообразие регистрирующих приборов, которые используются в биологии, можно разделить на несколько категорий.

Кол 1 пар ирую щи с приборы сравнивают измеряемую величину с мерой или образцом (например, весы). Показывающие приборы показывают значение изме ряемой величины в момент измерения визуально по указателю (термометр, баро метр, вольтметр). Самопишущие приборы регистрируют измеряемую величину в системе координат как функцию времени (осциллограф, электроэнцефалограф).

Интегрирующие (суммирующие) приборы дают интегральное значение измеряе мой величины, определяемое по счетному механизму (интеграторы импульсов).

Существуют общие технические правила работы-с приборами, соблюдение которых обеспечивает получение правильных показателей. К ним относятся:

- периодическая калибровка прибора;

- правильное нулевое положение указателя;

- снятие показаний по истечении времени, необходимого для установки прибора в стабильное положение («прогрева» прибора);

- проведение отсчета данных в определенном положении глаза по отно шению к плоскости шкалы.

Многие современные приборы для регистрации функциональных показате лей организма основаны на преобразовании одного вида энергии в другой, на пример механической в электрическую и наоборот, электрических потенциалов в механическое движение регистрирующих перьев самописцев. При правильной регулировке прибора это не должно искажать сути исследуемых показателей.

Важной стороной биологического эксперимента является вопрос о едини цах измерения регистрируемых показателей. Независимо от природы процессов, принципов действия аппаратуры и других условий регистрации функциональных проявлений они выражаются в физических и химических единицах по единой системе (СИ). Это имеет важное значение для систематизации информации с це лью сопоставления полученных данных.

Регистрирующие приборы являются лишь частью методик исследования функций организма. Приборы снабжаются адекватными датчиками, непосредст венно воспринимающими сигналы от биологического объекта и передающими их к регистрирующим приборам.

Регистрация данных. Выбор методики регистрации в целом зависит от ряда условий: вида (исследуемого объекта), уровня организации живой системы, на котором осуществляется исследуемая функция, природы явлении, отражаемых данным показателем (механические, термические, электрические и др.), свойств изучаемого процесса, принципа работы регистрирующих приборов и других фак торов.

Диапазон реальных возможностей получения данных о состоянии организ ма и его частей достаточно широк. Он лежит в пределах визуальных наблюдений и простых измерений и записи или фотографирования мембранных потенциалов или даже движения отдельных ионов через мембрану.

Необходимость воспроизведения картины наблюдаемых фактов и анализа динамики исследуемых показателей требует протоколирования каждого опыта, которое дополняет возможности регистрации и учета факторов эксперимента. В протокол включаются следующие сведения: дату, объект наблюдения, характер эксперимента, основную задачу и условия его проведения, применяемые воздей ствия и их основные параметры, исходные показатели исследуемых функций, время воздействия, параметры реакции объекта на воздействие и другие. В зави симости от особенностей опытов и получаемых результатов структура и содер жание протоколов варьируют в широких пределах.

Сведения об объекте должны включать: породу (сорт), возраст, пол, массу, функциональное состояние (по данным предварительных анализов или визуаль ных осмотров). При проведении групповых наблюдений каждый индивидуаль ный объект маркируют, присваивают определенный номер, который вносят в протокол.

Конкретная задача опыта и основные условия его проведения формулиру ются кратко и четко. Время воздействия, характер, количественные параметры используемых воздействий и другие параметры должны учитываться точно и систематически.

Перед серией однотипных опытов полно и четко описывают способ учета результатов исследования. Приводятся сведения о марке приборов и их основные технические данные.

Протоколы могут содержать результаты качественного учета некоторых из менений. Может быть смешанный (цифровой и описательный) протокол (напри мер, наряду с количественными данными можно приводить сведения о поведе нии животного). Наконец, протокол может содержать только цифровые показате ли.

Если результаты опыта учитываются способом автоматической регистра ции, то протокол: 1) поясняет значения показателей регистрации (сведения о по становке опыта и о технических свойствах прибора);

2) дополняет регистрацию (дает разностороннюю характеристику условий опыта);

3) связывает отдельные, произведенные в разное время записи в единое целое, что позволяет выявить бо лее общие закономерности протекания изучаемых процессов.

4.3. Количественная обработка результатов эксперимента В процессе конкретного исследования, и особенно после его завершения, необходимы детальный качественный и количественный анализ и систематиза ция всех полученных экспериментальных данных, их изображение в наглядном виде для выяснения и подтверждения степени и характера взаимосвязей между параметрами изучаемых функций и влиянием внешних и внутренних факторов.

Статистическая проверка достоверности (различий) экспериментальных данных. Первичная обработка данных опыта требует одновременно статистического анализа конечных результатов исследования для подтверждения или опровержения ра бочей гипотезы, сложившейся в процессе планирования эксперимента. Методы и прие мы биологической статистики подробно описаны в ряде учебных пособий (Рокицкий, 1973;

Лакин, 1980, и другие.). Результаты статистической обработки в обязательном порядке вносятся в таблицы, графики, диаграммы по законченной теме.

Рассчитывают среднее значение, среднее квадратическое отклонение и так далее.

4.4. Сведение д а н н ы х в таблицу Различают несколько видов таблиц: таблицы качественных признаков;

ста тистические таблицы;

таблицы функций.

В таблицах качественных признаков показана связь явлений и процессов, не имеющих четких цифровых характеристик.

Статистические таблицы удобны для использования обширного цифрового материала и в тех случаях, когда нет необходимости акцентировать внимание на функциональной зависимости изучаемых процессов. В заголовке статистических таблиц указываются единицы измерения, чтобы в колонках были только столбцы цифр. При отсутствии цифровых данных в колонках делают прочерк.

В таблицах функций приводится сопоставление процессов, которые можно представить в виде независимой переменной (аргумента) и зависимых перемен ных (функций), связанных отношением у = f(x).

Шаг таблицы обычно постоянен для всей таблицы, но при необходимости может меняться. Оптимальная величина шага определяется потребностью доста точно полно отразить функциональную зависимость и в то же время чрезмерно не удлинить таблицу. Если производилась статистическая обработка данных, ее ре зультаты необходимо включать в таблицу, причем числа должны иметь одинако вую степень точности, при этом числа, имеющие большую точность, округляют до разряда числа с наименьшей точностью. Числа в таблицах располагают так, чтобы единицы стояли иод единицами, десятки под десятками и т.д.

Под таблицей часто приводят «легенду» (детальное описание условий опы та и особенностей получения результатов эксперимента), с тем, чтобы таблица могла восприниматься в целостном виде без обращения к тексту.

Преимуществом таблиц перед текстом, графиком или диаграммой является их компактность при большом объеме цифрового материала. Однако если необ ходимо акцентировать внимание на характере протекания процесса и показать со отношение компонентов какой-либо системы, то предпочтение следует отдать графику или диаграмме.

4.5. Графическое изображение результатов опыта Взаимосвязи изучаемых объектов могут быть с высокой степенью нагляд ности показаны на графике. На нем хорошо прослеживается периодичность из менений, максимальные и минимальные значения величин, точки перегиба. С помощью графика можно представить общий вид функциональной зависимости и производить расчеты непосредственно но кривой.

Основные требования к построению графиков следующие. Оси координат вычерчиваются сплошными толстыми линиями без стрелок на конце. По оси абс цисс откладываются значения независимой переменной (например, время), на оси ординат - величины зависимых функций. Обычно используется прямоугольная система координат с одинаковой ценой деления. Если график должен заключать большой диапазон значений, пользуются логарифмической координатной сеткой с нарастающей ценой деления. При этом следует избегать чрезмерной густоты линий сетки на графике. В некоторых случаях данные удобнее представить в виде так называемого полярного графика (кругового).

При построении графика необходимо соблюдать следующие основные пра вила:

1. Деления шкалы должны быть кратными целому числу единиц, десятков и т.п. измеряемых величин. Это облегчает нанесение на график найденных значе ний и их считывание.

2. Цена делений шкалы должна бьпъ выше возможной ошибки измерений в опыте.

3. Следует рационально использовать площадь графика. Шкалу не обяза тельно начинать с нуля, если числовые данные функции начинаются далеко от нулевого значения.

4. Масштабы координатной сетки должны подбираться в таком соотноше нии, чтобы полученная кривая занимала центральное положение между осями ко ординат.

5. Если в опыте было получено небольшое количество цифровых данных и экспериментальные точки отстоят далеко друг от друга, то на графике их сосди няют сплошной ломаной линией. При большом количестве данных и точек, рас полагающихся в явной функциональной зависимости, их соединяют плавной кривой линией. В случае заметного разброса экспериментальных точек кривую проводят через средние точки так, чтобы примерно половина однородных точек находилась выше кривой, а половина - ниже. Для вычерчивания таких кривых удобно пользоваться лекалами.

6. С целью сокращения площади графика допускаются перерывы в осях и координатной сетке.

7. Нежелательно загромождать график многочисленными надписями и обо значениями. Все возможные пояснения и указания выносятся в под рисуночную подпись.

8. Если на графике небольшое число кривых, то их вычерчивают различны ми линиями (сплошной, точечной, штриховой). При большом количестве кривые на графике нумеруются. Для выделения отдельных экспериментальных точек мо гут применяться специальные значки (пустые или заштрихованные треугольники, квадраты, ромбы и т.д.).

9. На графиках при необходимости изображают результаты статистической обработки (бары).

Наиболее часто встречается несколько типов диаграмм. Линейные диа граммы строятся на координатной сетке и схожи по своему характеру с графика ми. Отличие заключается в том, что надписи и пояснения на графиках сводятся к минимуму, а на диаграммах, наоборот, вносятся на рисунок.

Ленточные (столбиковые) диаграммы отображают данные графически в виде прямоугольников одинаковой ширины, но различных по высоте. Высота при этом пропорциональна значениям величины. В ряде случаев столбики располага ются не вертикально, а горизонтально, в зависимости от особенностей исследуе мых показателей и их динамики.

Секторные диаграммы представляют собой круг, разделенный на секторы.

Площадь последних находится в прямой зависимости от величины отображаемых параметров. Секторы снабжаются пояснительными надписями и для большей на глядности заштриховываются различным образом или окрашиваются в разный цвет.

В зависимости от характера материала можно выбрать любой тин диаграм мы. Отличительной особенностью всех видов диаграмм является их высокая на глядность, что делает возможным их восприятие даже без обращения к тексту. На диаграммах могут изображаться данные статистической обработки.

4.7. Изображение результатов исследования в виде схемы, чертежа Назначение схемы двояко. Во-первых, ввиду наглядности графического изображения она способствует лучшему пониманию материала, излагаемого в тексте, иллюстрирует его. Во-вторых, схема несет информацию о составных час тях, компонентах какой-либо системы, конструкции. Отдельные элементы систе мы обычно изображаются в виде геометрических фигур с обозначениями всех связей между ними. Внутри фигур помещают надписи, цифры или буквы. По следние расшифровывают в тексте или в подписях к иллюстрациям. Для начерта ния фигур удобно использовать специальные трафаретные линейки.

В зависимости от характера излагаемого материала схемы могут различать ся по назначению. Типов схем очень много - структурные, функциональные, принципиальные, монтажные, блок-схемы установок, схемы подключения и т.д.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие материалы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ - УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПОЛИТИЧЕСКОЕ И СОЦИАЛЬНО- ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ Сборник научных статей по материалам академической научной конференции студентов и магистрантов (Горки, 21 ноября – 6 декабря 2012 г.) Горки БГСХА 2013 МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ ...»

«БРЯНСКОЕ РЕГИОНАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОГО ФИЛОСОФСКОГО ОБЩЕСТВА БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО АНТРОПОСОЦИАЛЬНОГО ПОЗНАНИЯ Сборник статей Выпуск 5 Под общей редакцией доктора философских наук Э.С. Демиденко Брянск Издательство БГТУ 2007 ББК 87.6 П 78 Проблемы современного антропосоциального познания: сб. ст. / под общей ред. Э.С. Демиденко. – Брянск: БГТУ, 2007. – Вып. 5. – 275 с. ISBN 5-89838-303-4 Рассматриваются актуальные темы и проблемы современной ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ БРЯНСКОЕ РЕГИОНАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОГО ФИЛОСОФСКОГО ОБЩЕСТВА ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО АНТРОПОСОЦИАЛЬНОГО ПОЗНАНИЯ Сборник статей Выпуск 10 Под общей редакцией доктора философских наук Н.В. Попковой Брянск Издательство БГТУ 2012 ББК 87.6 П 78 Проблемы современного антропосоциального познания [Текст]+[Электронный ресурс]: сб. ст. / под общей ред. Н.В.Попковой. – Брянск: БГТУ, 2012. – Вып. 10. ...»

«ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОЛОГИИ ГЛАЗАМИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ И СТУДЕНТОВ Материалы российской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной Году Планеты Земля Москва, 6-7 апреля 2009 г. Том 3 Геология и геохимия твердых полезных ископаемых Экологическая геология Общие вопросы геофизики Издательство Московского университета 2009 УДК 55 ББК 26 П37 Печатается по решению Ученого совета Геологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова Редколлегия: А.В.Бовкун, В.О.Япаскурт, ...»

«ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОЛОГИИ ГЛАЗАМИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ И СТУДЕНТОВ Материалы российской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной Году Планеты Земля Москва, 6-7 апреля 2009 г. Том 2 Актуальные проблемы геохимии Инженерная геология. Геокриология. Гидрогеология Издательство Московского университета 2009 УДК 55 ББК 26 П37 Печатается по решению Ученого совета Геологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова Редколлегия: А.В.Бовкун, В.О.Япаскурт, А.Ю.Бычков, ...»

«Перчик ТРУБОПРОВОДНОЕ ПРАВО Под редакцией И.Г. Ларина Москва 2002 УДК 622.691.4 Перчик А.И. Трубопроводное право. – М.: Нефть и газ, 2002. – 368 с. В книге впервые в систематизированном виде изложены нормы и институты трубопроводного права, которое рассматривается в качестве подотрасли комплексной отрасли – транспортное право. Дано определение предмета, метода и источников трубопроводного права, большое место уделено вопросам государственного регулирования магистрального трубопроводного ...»

«Министерство сельского хозяйства РФ Департамент научно-технологической политики и образования Министерство сельского хозяйства Иркутской области Иркутская государственная сельскохозяйственная академия НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТУДЕНТОВ В РЕШЕНИИ АКТУАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ АПК Материалы студенческой научно-практической конференции с международным участием, посвященной 80-летию ФГБОУ ВПО ИрГСХА (19-20 марта 2014 г., г. Иркутск) Часть II Иркутск, 2014 1 УДК 001:63 ББК 40 Н 347 Научные исследования студентов в ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ    Уральский государственный экономический университет                Ю. А. Овсянников, Я. Я. Яндыганов  ПРОГНОЗИРОВАНИЕ  И ПЛАНИРОВАНИЕ  ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ                              Екатеринбург  2008  ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Уральский государственный экономический университет Ю. А. Овсянников, Я. Я. Яндыганов ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ПЛАНИРОВАНИЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Рекомендовано Учебно-методическим советом Уральского государственного ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет А. В. Болотов БИОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ И РАЗВИТИЯ Раздел. БИОЛОГИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ Учебное пособие УДК 591.3(075.8) ББК 28.63я73 Б79 Печатается по решению ученого совета биолого-почвенного факультета ИГУ Рецензенты: канд. мед. наук А. А. Бочкарёв (Иркут. филиал ФГОУ ВПО РГУФКСМиТ) канд. биол. наук ...»

«ЧТЕНИЯ ПАМЯТИ АЛЕКСЕЯ ИВАНОВИЧА КУРЕНЦОВА A. I. Kurentsov's Annual Memorial Meetings _ 2010 вып. XXI УДК 92 ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ЭНТОМОЛОГ И ГЕОГРАФ ЛЮДМИЛА ДМИТРИЕВНА ФИЛАТОВА А.Н. Купянская, С.А. Шабалин Биолого-почвенный институт ДВО РАН, г. Владивосток Приводятся сведения о дальневосточном энтомологе и географе, первом исследователе жуков-стафилинид (Coleoptera: Staphylinidae) Приморского края Людмиле Дмитриевне Филатовой (1941–1998). Дан список публикаций Л.Д. Филатовой. Людмила Дмитриевна ...»

«Общественная палата Российской Федерации Комиссия Общественной палаты РФ по экологической политике и охране окружающей среды Муниципальное управление в сфере охраны окружающей среды (законодательство и практика его применения) ответственный редактор м.и. васильева Москва 2007 УДК 349.6 ББК 67.407 В 19 Авторский коллектив: М.И. Васильева, профессор кафедры экологического и земельного права юридического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, д.ю.н. — Введение; Глава 1; §2 Главы 4 (в соавт. с Т.В. ...»

«Московская финансово-промышленная академия Мирзоян Н.В. Оценка стоимости недвижимости Москва, 2005 УДК 332.6 ББК 65.422.5 М 521 Мирзоян Н.В., Оценка стоимости недвижимости. / Московская финансово-промышленная академия. – М., 2005. – 199 с. © Мирзоян Н.В., 2005 г. © Московская финансово-промышленная академия, 2005 г. 2 Содержание ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОЦЕНКИ НЕДВИЖИМОСТИ ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕКТА НЕДВИЖИМОСТИ В КАЧЕСТВЕ ОБЪЕКТА ОЦЕНКИ ГЛАВА 3. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРИ ...»

«Академия управления при Президенте Республики Беларусь Система открытого образования Основы идеологии белорусского государства Курс лекций В двух частях Часть I 2-е издание, стереотипное Минск 2005 2 УДК 321 (476) ББК 66 О75 Серия основана в 2001 году Авторcкий коллектив: доктор юридических наук, профессор Князев С.Н. (общ.ред.), доктор политических наук, профессор Решетников С.В. (предисловие; гл.1,15; приложение; общ.ред.), доктор исторических наук, профессор Сташкевич Н.С. (гл. 2), доктор ...»

«Архангельская областная научная библиотека им. Н.А. Добролюбова Обязательный экземпляр – 2004 Каталог изданий, поступивших в Архангельскую областную научную библиотеку им. Н.А. Добролюбова в 2004 году Архангельск 2005 2 ББК 91 УДК 01 О – 30 Составитель: Т. Г. Тарбаева Редакторы: Е. И. Тропичева, О. В. Кононова 3 СОДЕРЖАНИЕ Предисловие 4 КАТАЛОГ Естественные науки Техника Сельское и лесное хозяйство Здравоохранение. Медицинские науки. Физкультура и спорт Общественные науки. Социология. ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УДК 636.034: 636.082.2:619:614.91 УТВЕРЖДАЮ: Проректор университета № госрегистрации по научной работе д.с.-х.н., профессор В.С. Буяров Инв. № _ _ 2013 г. ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ Научно-методическое обеспечение реализации долгосрочной областной целевой программы Развитие сельского хозяйства и ...»

«Тверской государственный университет Санкт-Петербургский государственный университет Ботанический иститут им. В.Л. Комарова РАН А.А. НОТОВ, Д.Е. ГИМЕЛЬБРАНТ, Г.П. УРБАНАВИЧЮС АННОТИРОВАННЫЙ СПИСОК ЛИХЕНОФЛОРЫ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ ТВЕРЬ 2011 УДК 582. 29 (470. 331) ББК Е 591.6 (2РОС) Н85 Рецензенты Доктор биологических наук Е.Э. Мучник Кандидат биологических наук О.А. Катаева Нотов А.А., Гимельбрант Д.Е., Урбанавичюс Г.П. Н85 Аннотированный список лихенофлоры Тверской области. – Тверь: Твер. гос. ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия Технологический институт – филиал ФГОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия Материалы международной научно-практической конференции г. Димитровград, 12 мая 2011 г. Димитровград 2011 2 УДК 001 ББК 72 Н34 Редакционная коллегия: Главный редактор Х. Х. Губейдуллин Научный редактор И.И. Шигапов Технический редактор А.М. Кадырова Авторы опубликованных ...»

«Н.М. Светлов, Г.Н. Светлова Информационные технологии управления проектами Учебное пособие для студентов экономических специальностей Рекомендовано к изданию методической комиссией экономического факультета (протокол №5 от 4 сентября 2006 г.) Москва 2007 УДК 681.3(083.92)(075) ББК 32.973.26–018.2я73 С24 Рецензенты: заведующая кафедрой менеджмента и маркетинга Москов ского государственного лингвистического университета, кандидат экономиче ских наук, доцент Н.В. Черноризова; заведующий кафедрой ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет Е.В. САЛЬНИКОВА, М.Л. МУРСАЛИМОВА, А.В. СТРЯПКОВ МЕТОДЫ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ Рекомендовано Ученым советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет в качестве учебного пособия для ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.