1. Определение биологии как науки. Связь биологии с другими науками. Значение биологии для медицины. Определение понятия «жизнь» на современном этапе науки. Фундаментальные свойства живого.
Биология (греч. bios- «жизнь»; logos — учение) — наука о жизни (живой природе), одна из естественных наук, предметом которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле. Классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.
Связь биологии с другими науками: Биология тесно связана с другими науками и иногда очень трудно провести грань между ними. Изучение жизнедеятельности клетки включает в себя изучение молекулярных процессов протекающих внутри клетки, этот раздел называется молекулярная биология и иногда относится к химии а не к биологии. Химические реакции протекающие в организме изучает биохимия, наука которая существенно ближе к химии чем к биологии. Многие аспекты физического функционирования живых организмов изучает биофизика, которая очень тесно связана с физикой. Изучение большого количества биологических объектов неразрывно связано с такими науками как математическая статистика. Иногда как независимую науку выделяют экологию — науку о взаимодействии живых организмов с окружающей средой (живой и неживой природы). Как отдельная область знаний давно выделилась наука изучающая здоровье живых организмов. Эта область включает в себя ветеринарию и очень важную прикладную науку — медицину, отвечающую за здоровье людей.
Значение биологии для медицины:
-Генетические исследования позволили разрабатывать методы ранней диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней человека;
-Селекция микроорганизмов позволяет получать ферменты, витамины, гормоны, необходимые для лечения ряда заболеваний;
-Генная инженерия позволяет производить биологически активные соединения и лекарства;
-Познания биологии необходимо для борьбы с инфекционными и паразитическими заболеваниями человека и животных;
Определение понятия «жизнь» на современном этапе науки. Фундаментальные свойства живого: Довольно трудно дать полное и однозначное определение понятию жизни, учитывая огромное разнообразие ее проявлений. В большинстве определений понятия жизни, которые давались многими учеными и мыслителями на протяжении веков, учитывались ведущие качества, отличающие живое от неживого. Например, Аристотель говорил, что жизнь — это «питание, рост и одряхление» организма; А. Л. Лавуазье определял жизнь как «химическую функцию»; Г. Р. Тревиранус считал, что жизнь есть «стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний». Понятно, что такие определения не могли удовлетворить ученых, так как не отражали (и не могли отражать) всех свойств живой материи. Кроме того, наблюдения свидетельствуют, что свойства живого не исключительны и уникальны, как это казалось раньше, они по отдельности обнаруживаются и среди неживых объектов. А. И. Опарин определял жизнь как «особую, очень сложную форму движения материи». Это определение отражает качественное своеобразие жизни, которое нельзя свести к простым химическим или физическим закономерностям. Однако и в этом случае определение носит общий характер и не раскрывает конкретного своеобразия этого движения.
Ф. Энгельс в «Диалектике природы» писал: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является обмен веществом и энергией с окружающей средой».
Для практического применения полезны те определения, в которых заложены основные свойства, в обязательном порядке присущие всем живым формам. Вот одно из них: жизнь — это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии. Согласно данному определению жизнь представляет собой ядро упорядоченности, распространяющееся в менее упорядоченной Вселенной.
Жизнь существует в форме открытых систем. Это означает, что любая живая форма не замкнута только на себе, но постоянно обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией.
2. Эволюционно-обусловленные уровни организации жизни: Различают такие уровни организации живой материи — уровни биологической организации: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой и экосистемный.
Молекулярный уровень организации — это уровень функционирования биологических макромолекул — биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов, стероидов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации. Этот уровень изучают: биохимия, молекулярная генетика, молекулярная биология, генетика, биофизика.
Клеточный уровень — это уровень клеток (клеток бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов, клеток многоклеточных организмов). Клетка — это структурная единица живого, функциональная единица, единица развития. Этот уровень изучают цитология, цитохимия, цитогенетика, микробиология.
Тканевый уровень организации — это уровень, на котором изучается строение и функционирование тканей. Исследуется этот уровень гистологией и гистохимией.
Органный уровень организации — это уровень органов многоклеточных организмов. Изучают этот уровень анатомия, физиология, эмбриология.
Организменный уровень организации — это уровень одноклеточных, колониальных и многоклеточных организмов. Специфика организменного уровня в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Этот уровень изучается морфологией (анатомией и эмбриологией), физиологией, генетикой, палеонтологией.
Популяционно-видовой уровень — это уровень совокупностей особей — популяций и видов. Этот уровень изучается систематикой, таксономией, экологией, биогеографией, генетикой популяций. На этом уровне изучаются генетические и экологические особенности популяций, элементарные эволюционные факторы и их влияние на генофонд (микроэволюция), проблема сохранения видов.
Биогеоценотический уровень организации жизни — представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни. Компоненты — Популяции различных видов; Факторы среды; Пищевые сети, потоки веществ и энергии; Основные процессы; Биохимический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь; Подвижное равновесие между живыми организмами и абиотической средой (гомеостаз); Обеспечение живых организмов условиями обитания и ресурсами (пищей и убежищем).
Биосферный уровень организации жизни
Представлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой. Компоненты – Биогеоценозы; Антропогенное воздействие; Основные процессы; Активное взаимодействие живого и неживого вещества планеты; Биологический глобальный круговорот веществ и энергии;
Активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы, его хозяйственная и этнокультурная деятельность
Науки, ведущие исследования на этом уровне: Экология; Глобальная экология; Космическая экология; Социальная экология.
studfiles.net
Биологические понятия и их роль в эффективном усвоении знаний — МегаЛекции
Ключевые понятия. Биологические понятия, виды биологических понятий, значение биологических понятий в эффективном усвоении знаний.
Результаты профессиональной подготовки. 1. Выражать определение биологического понятия. 2. Называть и характеризовать виды биологических понятий. 3. Аргументировать значение биологических понятий в усвоении знаний.
Содержание учебного материала состоит из понятий, с помощью которых отражаются научные основы биологии. Категория «понятие» имеет сложную природу. Поэтому в работах разных авторов обнаруживаются различные его определения. Известный отечественный специалист по формальной логике Д. П. Горский определил его как «мысль, отражающая в обобщенной форме предметы и явления действительности и связи между ними посредством фиксации общих и специфических признаков, в качестве которых выступают свойства предметов и явлений и отношения между ними». И.Я.Чупахин отмечает, что «понятие есть форма мышления, отражающая и фиксирующая существенные признаки вещей и явлений объективной действительности». Е.К.Войш-вилло пишет: «Понятие есть некоторый концентрат знания, что познание на некотором этапе и вместе с тем исходный пункт и средство дальнейшего познания». Центральное место в приведенных определениях занимает знание об объектах окружающей действительности как результат процесса познания.
Исследователи (Э.В. Ильенков, М. С. Строгович) отмечают, что главной и существенной характеристикой любого знания безусловно является его содержание как совокупность понятий, отражающих специфические и существенные признаки объектов. Приведенные суждения имеют важное значение для конкретизации содержания биологических понятий и определения их системы. Именно системой понятий должны овладеть учащиеся в результате их обучения биологии в школе.
Категория «система» указывает на целостность, которая состоит из множества. При этом целое не предопределяется совокупностью его элементов или их группой и не сводится к ним, а напротив, последние предопределяются целым и лишь в его рамках получают свое функциональное объяснение. Таким целым необходимо представлять основы биологии, которыми следует овладеть учащимся.
Следовательно, система биологических понятий — это совокупность взаимосвязанных элементов — единиц биологических знаний. Какова она?
Для получения обоснованного ответа обратимся к работам отечественных методистов биологии. Н. М. Верзилин с соавт. (1956, 1983) впервые предложили систему, включающую морфологические, анатомические, физиологические, экологические, систематические, филогенетические, агрономические, гигиенические, медицинские и общебиологические понятия. В свою сферу, по отношению к этим группам понятий, выделялись понятия простые и сложные, специальные и общебиологические, эмпирические и теоретические, внутри- и межпредметные. Как показала школьная практика, такой подход оказался объективным и верным.
Представления о биологических понятиях были приняты, конкретизированы и обогащены другими исследователями. В этом отношении имеют ценность труды Е.П.Бруновт, Н.В.Груздевой, И.Д.Зверева, Г.Е.Ковалевой, Б.Д.Комиссарова, В.Н.Максимовой, А.Н.Мягковой, И.Н.Пономаревой. В их работах обнаруживаются и другие группы понятий, дополняющие названные вещи и точнее выражающие суть изучаемого биологического содержания. Так, А. Н. Мягкова и Б. Д. Комиссаров курс общей биологии представляют с помощью трех групп понятий — общебиологических, гносеологических и политехнических. В.Н.Максимова и Н.В.Груздева подчеркивают необходимость изучения в школьной биологии, кроме уже названных, группы прикладных понятий.
Итак, в теории биологического образования, выделению изучаемых в школе понятий уделяется серьезное внимание. Выражая их элементы, исследователи исходят из состава основ биологической науки. Однако сейчас возникла острая необходимость в использовании знаний из сферы смежных наук — валеологии, агрономии, технологии, а также культурологии. Их получение учащимися в связи с изучением биологии имеет большое воспитательное значение, ибо они способствуют формированию убеждений в вопросах ведения здорового образа жизни, охраны объектов живой природы, выполнения практических работ, связанных с уходом за растениями и животными, обогащения общей культуры личности. Учитывая изложенное, можно выразить систему биологических понятий, обеспечивающую полноценное достижение задач образования, воспитания и развития при обучении учащихся предмету (рис. 4.1).
Вопросы для актуализации материала. 1. По философскому словарю найдите определение понятия «система». Сделайте записи, дополняющие текст учебника. 2. Почему в школе необходимо формировать систему биологических понятий?
Конкретизируем содержание представленных понятий. Вначале выразим смысл понятий верхнего ряда, отражающих в предмете основные аспекты биологической науки и других смежных наук (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Группы понятий в соответствии с составом основ биологической и других наук, имеющих общеобразовательное значение
| Понятия | Суждения — выразители понятий |
| Гносеологические | Историко-научные и методологические |
| Биологические | Цитологические, гистологические, анатомические, морфологические, физиологические, эволюционные, генетические, систематические, филогенетические |
| Политехнические | Агрономические, зоотехнические, технологические |
| Культурологические | Здоровьесберегающие (медицинские, гигиенические, валеологические, социоэкологические), природоохранительные, ценностные, нормативные |
Гносеологические понятия раскрывают исторические пути и многообразие методов получения научной биологической информации, показывают различные направления научных исследований и связи между методами и результатами познания. Конкретизируются они такими понятиями, как историко-научные и методологические. Первые из них выражаются с помощью нескольких ключевых слов, прежде всего «предыстория» и «история». В школьной биологии они используются по отношению к разным разделам, теориям, гипотезам, законам и закономерностям. Историко-научные сведения обычно приводятся в ознакомительном плане, подготавливая базу для более эффективного изучения биологического материала. Понятия методологические позволяют объективно и разносторонне изучать любой биологический объект. Важнейшим из них является «метод» как путь познания или способ построения и обоснования системы биологического знания. Понятие «метод» является сложным, со многими элементами, в качестве которых выступают прежде всего «виды методов». Они конкретизируются понятиями о теоретических методах — описание, изучение литературы, объяснение, сравнение, анализ, обобщение, системный метод, индукция, дедукция; об эмпирических методах — наблюдение, эксперимент (опыт), инвентаризация, биоиндикация, моделирование.
Биологические понятия раскрывают сущность жизни во всех ее проявлениях — в многообразии вымерших и современных живых существ, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с факторами неживой природы. Морфологические и анатомические понятия отражают внешнее и внутреннее строение органов, систем органов и организмов живых существ. Цитологические и гистологические понятия выражают представление о клетке и тканях в целом, их структурах, особенностях функционирования, способах деления и восстановления. Физиологические понятия позволяют рассматривать специфику жизнедеятельности целостного организма и отдельных его частей — клеток, органов и функциональных его систем. Эволюционные понятия раскрывают явления необратимого исторического развития живой природы, сопровождаемого приспособлением организмов к условиям существования, образованием и вымиранием биологических видов, а генетические понятия — явления наследственности и изменчивости организмов и методы управления ими.
Биологические понятия выражают сложные отношения организмов между собой, между ними и средой жизни, структуру и функционирование надорганизменных систем — популяций, сообществ и экосистем.
Культурологические понятия ориентируют учащихся на усвоение биологического материала в контексте культуры. Этому способствуют понятия здоровьесберегающие. Медицинская их составляющая позволяет рассматривать меры профилактики и методы лечения некоторых заболеваний; валеологическая составляющая — способы ведения здорового образа жизни: рациональное питание, двигательная активность, избегание стрессов, отказ от вредных привычек; санитарно-гигиеническая составляющая — условия жизни и труда, факторы сохранения здоровья и продолжения жизни; социоэкологическая — оптимальные отношения между обществом и природной средой для повышения качества жизни. Природоохранительные понятия позволяют полноценно рассматривать меры защиты живой природы от загрязнения, способы ее рационального использования и показать роль охраняемых территорий в сохранении видового разнообразия. Нормативные понятия обеспечивают усвоение учащимися нравственных и правовых принципов, норм, правил и предписаний, связанных с сохранением живых объектов природы; ценностные понятия отражают универсальное, познавательное, эстетическое, практическое, технологическое значение объектов живой природы и полноценно влияют на создание ситуации обучения, обогащенной ценностными обобщениями. Они стимулируют и развивают эмоциональные реакции и переживания, единство знаний, оценочных умений и отношений, дают возможность формировать готовность учащихся улучшать состояние окружающей среды, своего здоровья и здоровья других людей.
Политехнические понятия отражают естественно-научные основы и общие принципы действия технических устройств, а также технологий отраслей производства, в которых используются живые системы — организмы, популяции, биоценозы, агроцено-зы. Агрономические и зоотехнические понятия — условия выращивания культурных растений, грибов и бактерий и ухода за домашними животными; технологические — способы производства различных продуктов на основе использования принципов функционирования биоценоза и экосистемы как образца «идеального безотходного производства».
Конкретизируем содержание понятий нижнего ряда, приведенных на рис. 4.1. Описанные понятия могут быть простыми и сложными. По сути это конкретизация общепринятого подхода к разделению понятий на единичные и общие. Такая классификация понятий курса биологии является условной, ибо одно и то же понятие может быть простым в соотношении с другим и более сложным — в соотношении с простым. Степень сложности понятия определяется полнотой отображения предметов и явлений, качественным их разнообразием, связями между ними. Это свойственно эволюционным, физиологическим, генетическим, филогенетическим и экологическим понятиям. Общее представление о группах понятий выражено в табл. 4.2.
В школьной биологии имеют место специальные понятия, а также понятия общебиологические (табл. 4.3).
При обучении биологии необходимо различать понятия теоретические и эмпирические.
Теоретические понятия отражают биологические объекты на уровне теоретического объяснения. Примерами таких понятий являются эволюция органического мира, уровни организации живой природы, многообразие живого мира, химическая организация живого вещества, организм или целостная система и др.
Эмпирические понятия отражают биологические объекты на основе их чувственного восприятия — зрительного, слухового, осязательного, обонятельного и вкусового и опыта — интеллектуального и практического. Примеры этих понятий — внешнее строение корня, побега и листа цветкового растения, вертикальная структура биоценоза, внутреннее строение сердца.
Понятия внутрипредметные отражают материал, специфический только для биологии. К ним относятся понятия морфологические, анатомические, генетические, физиологические и др. Межпредметные понятия отражают комплексный характер предметов и явлений, изучаемых в различных разделах школьной биологии. Примерами таких понятий являются охрана живой природы, здоровье, здоровый образ жизни и др.
Вопросы для актуализации материала. 1. Можно ли утверждать, что выделение биологических понятий направлено на усвоение учащимися биологических знаний? Да? Нет? Почему? 2. Приведите примеры понятий разных групп.
Итак, понятия школьной биологии имеют сложный и многообразный состав. Задача учителя заключается в осмыслении их содержания и организации процесса обучения для успешного усвоения учащимися соответствующего материала.
Вопросы и задания для самоконтроля. 1, На основе приведенных определений категории «понятие» сформулируйте суждение «биологическое понятие — это…». 2. Почему биологические понятия выступают в качестве основных дидактических элементов знаний? 3. Из каких компонентов состоит система биологических понятий? 4. По определенной теме раздела «Общая биология» (9 кл.) определите понятия гносеологические, биологические, культурологические и политехнические. Сделайте соответствующую запись в таблице с названием «Основные понятия темы (название) и их значение в усвоении биологических знаний». 5. Просмотрите по учебнику «Общая биология» (9 кл.) тему «Основы цитологии». Рассматриваются ли в ней понятия эмпирические и теоретические? Да? Нет? Почему? Какие межпредметные знания необходимо привлечь для эффективного усвоения темы?
Таблица 4.2
Рекомендуемые страницы:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
megalektsii.ru
Биология — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья
Первые систематические попытки познания живой природы были сделаны античными врачами и философами (Гиппократ, Аристотель, Теофраст, Гален). Их труды, продолженные в эпоху Возрождения, положили начало ботанике и зоологии, а также анатомии и физиологии человека (Везалий и др.). В 17 — 18 вв. в биологию проникают экспериментальные методы. На основе количественных измерений и применения законов гидравлики был открыт механизм кровообращения (У. Гарвей, 1628). Изобретение микроскопа раздвинуло границы известного мира живых существ, углубило представление об их строении. Одно из главных достижений этой эпохи — создание системы классификации растений и животных (К. Линней, 1735). Вместе с тем преобладали умозрительные теории о развитии и свойствах живых существ (самозарождения, преформации и др.). В 19 в. в результате резко возросшего числа изучаемых биологических объектов (новые методы, экспедиции в тропические и малодоступные районы Земли и др.), накопления и дифференциации знаний сформировались многие специальные биологические науки. Так, ботаника и зоология дробятся на разделы, изучающие отдельные систематические группы, развиваются эмбриология, гистология, микробиология, палеонтология, биогеография и др. Среди достижений биологии — клеточная теория (Т. Шванн, 1839), открытие закономерностей наследственности (Г. Мендель, 1865). К фундаментальным изменениям в биологии привело эволюционное учение Ч. Дарвина (1859). Для биологии 20 в. характерны 2 взаимосвязанные тенденции. С одной стороны, сформировалось представление о качественно различных уровнях организации живой природы: молекулярном (молекулярная биология, биохимия и другие науки, объединяемые понятием физико-химическая биология), клеточном (цитология), организменном (анатомия, физиология, эмбриология), популяционно-видовом (экология, биогеография). С другой стороны, стремление к целостному, синтетическому познанию живой природы привело к прогрессу наук, изучающих определенные свойства живой природы на всех структурных уровнях ее организации (генетика, систематика, эволюционное учение и др.). Поразительных успехов начиная с 50-х гг. достигла молекулярная биология, вскрывшая химические основы наследственности (строение ДНК, генетический код, матричный принцип синтеза биополимеров). Учение о биосфере (В. И. Вернадский) раскрыло масштабы геохимической деятельности живых организмов, их неразрывную связь с неживой природой. Практическое значение биологических исследований и методов (в т. ч. генетической инженерии, биотехнологии) для медицины, сельского хозяйства, промышленности, разумного использования естественных ресурсов и охраны природы, а также проникновение в эти исследования идей и методов точных наук выдвинули биологию с сер. 20 в. на передовые рубежи естествознания.megabook.ru
