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生物学科教学的研究方法

发布时间:2025-10-12 11:12:22

⑴ 生物学的研究方法

生物学的一些基本研究方法——观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。这些方法综合而成现代生物学研究方法体系和研究框架。 18世纪下半叶,生物学不仅积累了大量分类学材料,而且积累了许多形态学、解剖学、生理学的材料。在这种情况下,仅仅作分类研究已经不够了,需要全面地考察物种的各种性状,分析不同物种之间的差异点和共同点,将它们归并成自然的类群。比较的方法便被应用于生物学。
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。G.居维叶在动物学方面,J.W.von歌德在植物学方面,是用比较方法研究生物学问题的着名学者。用比较的方法研究生物,愈来愈深刻地揭示动物和植物结构上的统一性,势必触及各个不同类型生物的起源问题。19世纪中叶,达尔文的进化论战胜了特创论和物种不变论。进化论的胜利又给比较的方法以巨大的影响。早期的比较,还仅仅是静态的共时的比较,在进化论确立后,比较就成为动态的历史的比较了。现存的任何一个物种以及生物的任何一种形态,都是长期进化的产物,因而用比较的方法,从历史发展的角度去考察,是十分必要的。
早期的生物学仅仅是对生物的形态和结构作宏观的描述。1665年英国R.胡克用他自制的复式单孔反射显微镜,观察软木片,看到软木是由他称为细胞的盒状小室组成的。从此,生物学的观察和描述进入了显微领域。但是在17世纪,人们还不能理解细胞这样的显微结构有何等重要意义。那时的显微镜未能消除使影像失真的色环,因而还不能清楚地辨认细胞结构。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。 前面提到的观察和描述的方法有时也要对研究对象作某些处理,但这只是为了更好地观察自然发生的现象,而不是要考察这种处理所引起的效应。实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。17世纪前后生物学中出现了最早的一批生物学实验,如英国生理学家W.哈维关于血液循环的实验,J.B.van黑尔蒙特关于柳树生长的实验等。然而在那时,生物学的实验并没有发展起来,这是因为物理学、化学还没有为生物学实验准备好条件,活力论还占统治地位。很多人甚至认为,用实验的方法研究生物学只能起很小的作用。
到了19世纪,物理学、化学比较成熟了,生物学实验就有了坚实的基础,因而首先是生理学,然后是细菌学和生物化学相继成为明确的实验性的学科。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。 系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从C.贝尔纳与W.B.坎农揭示生物的稳态现象、维纳与艾什比的控制论到贝塔郎菲的一般系统论,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。从香农信息论到I.普里戈津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。细胞生物学、生化与分子生物学发展,艾根提出细胞、分子水平探讨的超循环理论,20世纪90年代曾邦哲的系统遗传学及系统医药学、系统生物工程概念发表。随着基因组计划、生物信息学发展,高通量生物技术、生物计算软件设计的应用,带来系统生物学新的时期,形成系统生物学“omics”组学与计算系统生物学 -系统生物技术的发展,国际国内系统生物学研究机构建立而进入系统生物学时代。

⑵ 生物研究方法有哪些

生物研究方法主要包括以下几种:

1. 观察法 这是生物学研究中最基础的方法之一,通过观察生物体的行为、形态结构、生理变化等获取大量信息。 观察法包括直接观察和间接观察,可以借助显微镜等仪器进行微观观察,也可以通过记录数据、拍摄视频等方式进行宏观观察。

2. 实验法 在生物学研究中,实验法是一种非常重要的方法,通过控制变量来探究生物的内部结构和功能。 实验法包括室内实验和野外实验,可以模拟环境来研究生物的生理和行为反应,通常用于验证和检验假设的正确性。

3. 文献研究法 生物学研究是一个不断积累和发展的过程,文献研究法是获取前人研究成果的重要途径。 通过查阅和分析相关文献,科学家可以了解生物学的历史和发展趋势,找到研究的空白点和新的研究方向,为新的研究提供理论支持和方法指导。

4. 数学建模法 数学建模法在生物学研究中越来越重要,通过建立数学模型模拟生物系统的复杂过程,预测生物的行为和反应。 这种方法可以帮助科学家理解生物系统的本质和规律,为实验设计和数据分析提供指导,需要综合运用数学、计算机等学科的知识和技术。

⑶ 生物中科学研究方法有哪些

在生物学的发展历程中,我们经历了描述性生物学、实验生物学和分子生物学三个阶段。在这些阶段,科学家们积累了大量的生物学研究方法,这些方法为现代生物学的发展奠定了坚实的基础。这些方法在中学生物学教学中应得到充分的渗透,以帮助学生更好地理解和掌握生物学知识。

在生物学研究中,观察法是最基本的方法之一。通过观察,科学家可以获取关于生物体的直接信息,从而了解生物体的结构、功能和行为。这种方法要求观察者具有敏锐的观察力和详细的记录能力,以便准确地记录下观察到的信息。

实验法是生物学研究中不可或缺的方法。通过实验,科学家可以验证假设,发现规律,探索未知。实验设计应具有科学性、可重复性和可靠性,以确保实验结果的准确性。

调查法是通过收集和分析数据来研究生物现象的方法。它可以帮助科学家了解生物现象的普遍性和多样性。调查法包括问卷调查、访谈、实地考察等,通过这些方法,科学家可以获取大量的数据,从而进行更深入的分析。

假说演绎法是科学研究中常用的方法之一。通过提出假设并进行演绎推理,科学家可以验证假设是否成立。这种方法要求科学家具有严密的逻辑思维能力和科学的研究态度。

类比推理法是通过比较不同生物之间的相似性来研究生物现象的方法。这种方法可以帮助科学家发现不同生物之间的联系,从而更好地理解生物现象。

模型法是通过构建模型来研究生物现象的方法。这些模型可以是物理模型、数学模型或计算机模型,通过这些模型,科学家可以更好地理解和预测生物现象。

系统分析法是通过分析生物系统的结构和功能来研究生物现象的方法。这种方法可以帮助科学家了解生物系统的复杂性,从而更好地理解生物现象。

同位素标记法是通过使用同位素标记物来研究生物现象的方法。这种方法可以帮助科学家追踪生物体内的物质流动和代谢过程,从而更好地了解生物现象。

⑷ 生物学的主要研究方法都有哪些

生物学家对于生命现象的研究通常采用观察和实验的方法,通常这两种方法是一起使用的。

1、 观察是按生物的物理性状来描述生物的状况。通常是先对其外形及行为进行观察和描述,再把生物体解剖借助光学仪器对其内部结构进行观察。观察是多种多样的,有个体的观察也有群体的观察;有静态的观察也有动态的观察;有相同种类的观察也有不同种类的对比观察。

2、 实验是人为地改变一些条件来观测生物的变化和反应,以探究生命内在的因果关系,是认识生命活动的方法。

实验方法是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。17世纪前后生物学中出现了最早的一批生物学实验,如英国生理学家威廉·哈维关于血液循环的实验,扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特关于柳树生长的实验等。

到了19世纪,物理学、化学比较成熟了,生物学实验就有了坚实的基础,因而首先是生理学,然后是细菌学和生物化学相继成为明确的实验性的学科。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。

系统的方法:

系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从克洛德·贝尔纳与沃尔特·布拉福德·坎农揭示生物的稳态现象、诺伯特·维纳与威廉·罗斯·艾什比的控制论到卡尔·路德维希·冯·贝塔郎非的一般系统论。

最早建立的是系统心理学,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。

从克劳德·香农的信息论到伊利亚·普里高津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。细胞生物学、生化与分子生物学发展,曼弗雷德·艾根提出细胞、分子水平探讨的超循环(化学)理论。

(4)生物学科教学的研究方法扩展阅读:

研究领域

生物学家从很多面向研究生物,因此产生很多研究领域。例如:

1、 面向原子和分子:分子生物学、生物化学、结构生物学。

2、 面向细胞:细胞生物学、微生物学、病毒学。

3、 面向多细胞:生理学、发育生物学、组织学。

4、 面向宏观:生态学、演化生物学。

生物学本身不断的快速发展,与其他学科的关联整合也越来越多。一大原因是分子生物学在近代突飞猛进,终于导致人类基因序列定序基本完成。

由此,为了解读巨大数量的基因信息,促成了基因组学。为了探究基因和蛋白质的交互作用,开创出蛋白质组学。这些新的研究领域帮助解决疾病、粮食、环境生态等问题。其众多的研究信息和积累海量研究数据则需要新的电脑算法来处理。

⑸ 生物学的主要研究方法都有哪些

生物学的主要研究方法有:观察描述的方法、比较的方法、实验的方法、系统的方法。

1、观察描述法

生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。

2、比较法

运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。

3、实验法

实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。

4、系统法

系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从C.贝尔纳与W.B.坎农揭示生物的稳态现象、维纳与艾什比的控制论到贝塔郎菲的一般系统论,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。从香农信息论到I.普里戈津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。

(5)生物学科教学的研究方法扩展阅读:

生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学,是自然科学的一个部分。目的在于阐明和控制生命活动,改造自然,为农业、工业和医学等实践服务。几千年来,中国在农、林、牧、副、渔和医药等实践中,积累了有关植物、动物、微生物和人体的丰富知识。1859年,英国博物学家达尔文《物种起源》的发表,确立了唯物主义生物进化观点,推动了生物学的迅速发展。

生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法,对生物的各种类群进行命名和等级划分。瑞典生物学家林奈将生物命名后,而后的生物学家才用域(Domain)、界(Kingdom)、门( Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)加以分类。最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受;分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。共有七大类,分别是:界门纲目科属种。

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