§1. Биология в системе наук

§1. Вспомните.

Задание №1

Что такое наука? Каков её основной принцип?

Ответ:

Наука — сфера духовной деятельности человека, направленная на выработку системы объективных знаний о мире, закономерностях развития природы, общества и мышления. Основной принцип науки выражен в универсализме, общности, бескорыстности и организованном скептицизме.

Задание №2

Какое место занимает биология в системе наук?

Ответ:

Биология принадлежит к комплексу естественных наук, то есть наук о природе, и тесно связана с другими науками:
• фундаментальными (математикой, физикой, химией);
• естественными (геологией, географией, почвоведением);
• общественными (психологией, социологией);
• прикладными (биотехнологией, бионикой, растениеводством, охраной природы).

Задание №3

Каковы основные этапы развития биологии как науки?

Ответ:

В процессе становления биологии обычно выделяют три основных этапа:
• традиционный или этап систематики, связанный с именем швейцарского естествоиспытателя Карла Линнея (1707−1778);
• эволюционный, связанный с именем английского ученого Чарльза Дарвина (1809−1882);
• этап биологии микромира или молекулярно−генетическая биология, связанная с именем австрийского ученого Грегора Менделя (1822−1884).

Подумайте.

Задание №1

Возможно ли в настоящее время учёному совершить научное открытие без активного сотрудничества с другими исследователями?

Ответ:

В настоящее время невозможно совершить научное открытие без сотрудничества с исследователями из других сфер, так как любая научная область смежна с другими. Например в медицине применяются знания из физики и химии, а также биологии.

Тренируемся.

Задание №1

Что понимают под современной научной картиной мира и от кого зависит её формирование?

Ответ:

Научная картина мира — это система представлений человека о свойствах и закономерностях реально существующего мира, построенная в результате обобщения научных знаний и принципов.
Созданием естественно−научной картины мира занимается целый комплекс наук, среди которых можно выделить физику, химию и биологию. Все они так или иначе связаны друг с другом, что в ряде случаев позволяет взглянуть на одну и ту же научную проблему с разных точек зрения, а также попытаться решить её с применением различных научных методов. Таким образом, учёным удаётся либо значительно продвинуться в уже существующем направлении научных исследований, либо раскрыть перед собой новые горизонты, связанные с формированием научной картины мира. В настоящее время практически все открытия делаются на стыке нескольких научных направлений. Целостность научной картины зависит прежде всего от того, насколько глубокими и разносторонними познаниями обладает конкретный учёный или коллектив научных сотрудников, занимающийся изучением какой−либо проблемы.

Задание №2

Что позволяет исследователям постепенно продвигаться в науке, открывая новые горизонты, связанные с формированием целостной научной картины мира, и от чего зависит её целостность?

Ответ:

Созданием естественно−научной картины мира занимается целый комплекс наук, среди которых можно выделить физику, химию и биологию. Все они так или иначе связаны друг с другом, что в ряде случаев позволяет взглянуть на одну и ту же научную проблему с разных точек зрения, а также попытаться решить её с применением различных научных методов.Таким образом, учёным удаётся либо значительно продвинуться в уже существующем направлении научных исследований, либо раскрыть перед собой новые горизонты, связанные с формированием научной картины мира. В настоящее время практически все открытия делаются на стыке нескольких научных направлений. Целостность научной картины зависит прежде всего от того, насколько глубокими и разносторонними познаниями обладает конкретный учёный или коллектив научных сотрудников, занимающийся изучением какой−либо проблемы.

Задание №3

Почему мы можем с уверенностью говорить о взаимосвязи и взаимозависимости естественных наук?

Ответ:

Одной из закономерностей развития естествознания является взаимодействие естественных наук, взаимосвязь всех отраслей естествознания. Наука, таким образом, является единым целым.
Главными путями взаимодействия являются следующие:
• изучение одного предмета одновременно несколькими науками (например, изучение человека);
• использование одной наукой знаний, полученных другими науками, например, достижения физики тесно связаны с развитием астрономии, химии, минералогии, математики и используют знания, полученные этими науками;
• использование методов одной науки для изучения объектов и процессов другой. Чисто физический метод – метод «меченых атомов» – широко применяется в биологии, ботанике, медицине и т. д. Электронный микроскоп используется не только в физике − он необходим и для изучения вирусов.
• взаимодействие через изучение общих свойств различных видов материи, ярким примером чему служит кибернетика – наука об управлении в сложных динамических системах любой природы (технических, биологических, экономических, социальных, административных и т. п.), использующих обратную связь.

Задание №4

Каково место биологии в системе естественных наук и какую роль она играет в формировании современной научной картины мира?

Ответ:

Особое место в формировании современной научной картины мира занимает биология, в рамках которой учёные исследуют живые организмы, их строение, развитие и происхождение, взаимоотношения со средой обитания и с другими объектами живой природы. Её вклад в текущее научное мировоззрение заключается в изучении и раскрытии общих законов и закономерностей развития живой природы, т. е. её эволюции.

Задание №5

Расскажите о роли биологии в жизни человека.

Ответ:

Биологические знания не только позволяют расширить научную картину мира, но и могут быть использованы в практических целях. Так, связь биологии с медициной и сельским хозяйством сформировалась в далёком прошлом. А в наше время она приобрела ещё большее значение. Благодаря достижениям биологии стало возможно получать промышленным путём медицинские препараты, витамины, биологически активные вещества. Открытия, сделанные в генетике, анатомии, физиологии и биохимии, позволяют поставить больному человеку правильный диагноз и выработать эффективные пути лечения и профилактики различных болезней, в том числе и тех, которые раньше считались неизлечимыми. Знание законов наследственности изменчивости позволило учёным−селекционерам получить новые высокопродуктивные породы домашних животных и сорта культурных растений. На основе изучения взаимоотношений между организмами были созданы биологические методы борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Данные, полученные при изучении строения и принципов работы различных систем живых организмов, помогают найти оригинальные решения в технике и строительств.

Совершенствуемся.

Задание №1

Используя ключевые слова параграфа, постройте основу схемы (ментальной карты), показывающей место биологии в системе наук.

Ответ:

Задание №2

Подготовьте краткое сообщение о влиянии естественных наук в целом и биологии в частности на окружающую среду, экономическую, технологическую, социальную и этическую сферы деятельности человека. Оформите сообщение в виде презентации.

Ответ:

Естественные науки — это дисциплины, ориентированные на постижение законов, управляющих природой. В понимании этой области знаний понятие природа включает в себя любые элементы Вселенной.
Многие достижения, определяющие современную цивилизацию, есть результат знаний и технологий, порождённых исследованиями в области естественных наук. Прогресс естествознания позволил человечеству победить неизлечимые в прошлом болезни, извлечь из недр Земли необходимые ресурсы, обеспечить население продуктами питания и совершить научно−техническую революцию.
Здравоохранение, сельское хозяйство, промышленность (лёгкая, пищевая, медицинская, химическая, лесная), а также просвещение и образование в значительной степени базируются на знаниях и достижениях современных естиественных наук. Например, биология, равно как и другие естественные науки, так или иначе влияет на экономическую, технологическую, социальную и этическую сферы деятельности человека и в конечном итоге через достижения в этих отраслях — на окружающую его среду.
Одной из закономерностей развития естествознания является взаимодействие, взаимозависимость естественных наук, взаимосвязь всех отраслей естествознания. Наука, таким образом, единое целое. Например, один предмет одновременно изучается несколькими науками (например, изучение человека). Взаимозависимость проявляется в использовании одной наукой знаний, полученных другими науками, например, достижения физики тесно связаны с развитием астрономии, химии, минералогии, математики и используют знания, полученные этими науками.

Задание №3

Подготовьте презентацию об интересующей вас профессии. В презентации раскройте возможные её связи с биологией.

Ответ:

Биология — быстроразвивающаяся востребованная наука, а наше время – век биотехнологий и открытий. Лекарство от рака, вакцина против гепатита В, протезирование, выращивание тропических растений в Сибири, технологии переработки мусора с использованием специально выведенных бактерий — все это благодаря профессиям, связанным с биологией.

Лично я выбрал для себя профессию ветеринара. Ветеринар – это врач, который лечит домашних и сельскохозяйственных животных. Ветеринарные клиники есть в каждом городе. Профессия очень тесно взаимодействует с такими науками, как химия, биология, фармацевтика. Ни одна сельскохозяйственная ферма, занимающаяся животноводством, ни обходится без врача для животных.

Это интересный, увлекательный, очень ответственный, в большей мере умственный труд. Ведь ветеринар должен уметь правильно поставить диагноз, назначить лечение, помочь животному в опасной для жизни ситуации. А внимания будут требовать самые разнообразные представители животного мира: от маленьких хомячков, преданных собак, ласковых кошек до птиц, дельфинов и огромных слонов. Профессия требует храбрости и выдержки, ведь врач работает и с животными дикого мира, совершенно неприрученными и даже опасными. В ходе работы возможны взаимодействия с экологами, инженерами лесного хозяйства, медиками.

Задание №4

Напишите эссе на тему «Моя биологическая грамотность» (как вариант «Зачем нужна человеку биологическая грамотность»).

Ответ:

Зачем нужна человеку биологическая грамотность
До недавнего времени люди считали, что восстановительные способности природы безграничны. Но оказалось, что это не так. Незнание или игнорирование законов природы приводит к экологическим катастрофам, которые грозят гибелью всем живым организмам, в том числе и человеку. Сейчас большинство людей понимают, что будущее нашей планеты зависит от каждого из нас. Это привело к осознанию важности биологического образования, поскольку без него становится невозможным предотвращение загрязнения окружающей среды и другого негативного антропогенного воздействия на природу. Таким образом, в современном мире биологическая грамотность необходима каждому человеку так же, как умение читать, писать и считать.
Особая роль в современных условиях развития качественно новых технологий, кризисного состояния жизненной среды принадлежит биологическому (и, в качестве его существенной составной части, экологическому) образованию. Биологическая грамотность населения в целом – это важнейший инструмент для достижения более сбалансированного развития общества. Она – основа сохранения здоровья; естественнонаучного мировоззрения, определяющего биосферное понимание существования и развития жизни на планете, а также развитие инновационной эколого−сбалансированной экономики.

Обсуждаем.

Задание №1

Прочитайте текст. Подберите свои примеры научной и ненаучной гипотез. Обоснуйте их с помощью критерия фальсифицируемости Поппера. Предложите свой вариант проверки гипотез.
Как отличить науку от не науки? Именно этот вопрос задал себе английский философ и учёный Карл Раймунд Поппер (1902—1994) в 1935 г. Впрочем, вопрос о критерии, который провёл бы чёткую границу между научным и всеми остальными видами познания, волновал его достаточно давно. Ещё будучи студентом, Поппер часто задумывался над тем, почему, например, астрофизика считается наукой, а использующая похожие методы (в том числе и математические) астрология нет.
Учёный долго размышлял над этим и в конце концов понял, в чём разница: научная теория не может быть принципиально неопровержимой. Это открытие легло в основу критерия Поппера о фальсифицируемости научных гипотез, который позволил раз и навсегда отделить науку от «метафизики» (так Поппер называл все способы познания, не относящиеся к научному). Согласно этому критерию, любая гипотеза является научной в том случае, если существует возможность её опровержения путём постановки того или иного эксперимента (даже если такой эксперимент ещё не был поставлен). Это утверждение легко объяснить на примере сравнения двух гипотез. Как вы помните из курса физики, Исаак Ньютон в результате наблюдений и их анализа пришёл к выводу, что большие тела всегда притягивают к себе те, что меньше их (позже из этой гипотезы был выведен закон всемирного тяготения). Его легко проверить экспериментально, например, проследить поведение подброшенного вверх мяча не только в различных точках нашей планеты, но даже и на Марсе, и на Луне, куда сейчас этот мяч вполне возможно доставить. И если в каком−нибудь из опытов брошенный вверх мяч не вернётся на поверхность планеты, то в этом случае гипотезу Ньютона следует рассматривать как неверную, потому что будет экспериментально доказан тот факт, что не всегда большее тело притягивает к себе меньшее.
Совершенно очевидно, что данный эксперимент представляет собой попытку опровержения вышеупомянутого закона. Так как сейчас космические аппараты смогут провести его на поверхности многих космических объектов, то гипотезу Ньютона следует признать научной, а также верной, поскольку поставленное им условие выполняется не только в земных условиях. Но ничего подобного нельзя сказать про гипотезу, согласно которой расположение планет в момент рождения человека влияет на формирование его характера, поскольку невозможно поставить такой эксперимент, который опроверг бы это (ибо даже теоретически невозможно представить себе рождение человека в таком месте, которое было бы свободно от влияния любого небесного тела). Значит, эта гипотеза, которой пользуются астрологи, ненаучная.
Резюмируя, можно с уверенностью сказать, что физика — это наука, а астрология не наука, так как гипотезы, с которыми имеет дело физик, соответствуют критерию Поппера, а те, которыми оперирует астролог, не соответствуют. Как видите, критерий фальсифицируемости действительно надёжно разделяет науку и не науку. И хотя он не универсален (есть, например, некоторые положения теории эволюции, которые не проходят отбор по этому критерию, и некоторые метафизические гипотезы, которые проходят), учёные до сих пор используют его в качестве первичной проверки гипотезы на предмет того, является она научной или нет.

Ответ:

 Например, гипотеза Резерфорда о планетарной модели атома, по которой атом состоит из очень маленького положительно заряженного ядра, размер которого в тысячи раз меньше самого атома, и электронов, которые вращаются вокруг ядра по круговым орбитам − является научной. Если предположить, что атом построен не по "планетарной системе", мы должны будем предложить другое строение атома, при котором положительная частица (ядро) должна уживаться с электронами и "создавать" устойчивый атом. Мы не можем предложить другого варианта расположения этих частиц с учетом всех законов физики и химии, соответственно планетарная модель атома является верной.
В случае ненаучной теории возьмем креационизм. Креационизм − религиозные представления, религиозное и философское учение, согласно которой мир и человек были созданы Богом посредством сверхъестественного акта творения. В данном случае нет никаких точных доказательств достоверности этой теории, так как после биологической смерти человека уже нельзя воскресить, а в случае клинической смерти человек зачастую ничего не помнит.

Задание №2

Выясните, кто из ваших знакомых имеет профессию, связанную с биологией. Каково их мнение о своей профессии? Почему они её выбрали?

Ответ:

Мой дядя является врачом − торакальным хирургом. Торакальный хирург изучает и исследует патологии органов, расположенных в области груди, включая те, которые расположены в прилежащих к ней зонах. Он очень любит свою профессию, строго предан сваоему делу. В свое время он выбрал свою специальность с целью возвращать людям здоровье, приносить им пользу.