Biologija koristi univerzalne metode istraživanja. Plan istraživačkog rada iz biologije. Osnovni koncepti biologije

Među svim školskim disciplinama, pa i samo naukama, biologija zauzima posebno mjesto. Na kraju krajeva, ovo je najstarija, prva i prirodna nauka, zanimanje za koje se pojavilo s pojavom samog čovjeka i njegovom evolucijom. U različitim vremenskim periodima proučavanje ove discipline se razvijalo neravnomjerno. Istraživanja u biologiji vršena su korištenjem sve više novih metoda. Ipak, i dalje ima onih koji su bili relevantni od samog početka i nisu izgubili na značaju. Koji su to načini proučavanja nauke i što je ova disciplina općenito, razmotrit ćemo u ovom članku.

Biologija kao nauka

Ako se udubite u etimologiju riječi "biologija", onda će prevedeno s latinskog doslovno zvučati kao "nauka o životu". I zaista jeste. Ova definicija odražava čitavu suštinu nauke koja se razmatra. Biologija je ta koja se bavi proučavanjem sve raznolikosti života na našoj planeti, a ako je to potrebno, onda i izvan nje.

Postoji nekoliko bioloških u kojima su svi predstavnici biomase kombinovani prema zajedničkim morfološkim, anatomskim, genetskim i fiziološkim karakteristikama. Ovo su kraljevstva:

• Životinje.
• Biljke.
• Pečurke.
• Virusi.
• Bakterije ili prokarioti.

Svaki od njih predstavljen je ogromnim brojem vrsta i drugih taksonomskih jedinica, što još jednom naglašava koliko je priroda naše planete raznolika. kao nauke - proučavati ih sve, od nastanka do smrti. Također identificirati mehanizme evolucije, međusobni odnos i sa čovjekom, samom prirodom.

Biologija je samo opšti naziv koji obuhvata čitavu porodicu podnauka i disciplina koje se bave detaljnim istraživanjem u oblasti živih bića i svih manifestacija života.

Kao što je već spomenuto, proučavanjem biologije ljudi su se bavili od davnina. Čovjeka je zanimalo kako su raspoređene biljke, životinje, on sam. Izvršena su posmatranja divljih životinja i izvođeni zaključci, tako da se akumulirao činjenični materijal, teorijska osnova nauke.

Dostignuća moderne biologije općenito su iskoračila daleko naprijed i omogućavaju sagledavanje najsitnijih i nezamislivo složenih struktura, ometajući tok prirodnih procesa i mijenjajući njihov smjer. Na koji način su se takvi rezultati u svakom trenutku postizali?

Metode istraživanja u biologiji

Da biste stekli znanje, morate koristiti različite metode za njegovo stjecanje. Ovo se odnosi i na biološke nauke. Stoga ova disciplina ima svoj skup mjera koje omogućavaju dopunu metodološke i činjenične kasice prasice. Ova metoda istraživanja u školi se nužno dotiče ove teme, jer je ovo pitanje osnova. Stoga se o ovim metodama govori i na časovima prirodne istorije ili biologije u petom razredu.

Koje su metode istraživanja?

1. Opis.
2. u biologiji.
3. Eksperimentiraj.
4. Poređenje.
5. Metoda modeliranja.
6. Istorijski način.
7. Modernizirane opcije zasnovane na korištenju najnovijih tehnoloških dostignuća i moderne opreme. Na primjer: elektronska spektroskopija i mikroskopija, metoda bojenja, hromatografija i dr.

Svi su oni oduvijek bili važni i takvi su ostali i danas. Međutim, među njima postoji jedan koji se prvi pojavio i još uvijek je najvažniji.

Metoda posmatranja u biologiji

Upravo je ova verzija studije odlučujuća, prva i značajna. Šta je nadzor? Ovo je dobijanje informacija od interesa o objektu pomoću čula. Odnosno, možete razumjeti kakvo je živo biće pred vama uz pomoć organa sluha, vida, dodira, mirisa i okusa.

Tako su naši preci naučili da razlikuju elemente biomase. Tako se istraživanja u biologiji nastavljaju do danas. Uostalom, nemoguće je saznati kako dolazi do pupiranja gusjenice i izlaska leptira iz čahure, ako to ne promatrate vlastitim očima, fiksirajući svaki trenutak vremena.

A takvih je primjera na stotine. Svi zoolozi, mikolozi, botaničari, algolozi i drugi naučnici posmatraju odabrani objekat i dobijaju potpune informacije o njihovoj strukturi, načinu života, interakciji sa okruženje, posebnosti fizioloških procesa i druge zamršenosti organizacije.

Stoga se metoda promatranja u biologiji smatra najvažnijom, povijesno prvom i značajnom. U neposrednoj blizini nalazi se još jedan način istraživanja - opis. Uostalom, nije dovoljno promatrati, potrebno je i opisati ono što ste uspjeli vidjeti, odnosno popraviti rezultat. U budućnosti, ovo će postati teorijska baza znanja o određenom objektu.

Dajemo primjer. Ako bi ihtiolog trebao provoditi istraživanje na području određene vrste ribe, na primjer, ružičastog smuđa, onda, prije svega, proučava već postojeću teorijsku bazu, koju su znanstvenici prije njega sastavili prema zapažanjima. Nakon toga on sam prelazi na opažanja i pažljivo bilježi sve dobivene rezultate. Nakon toga se provodi niz eksperimenata, a rezultati se uspoređuju s onima koji su već bili dostupni ranije. Dakle, postaje jasno pitanje gdje se, na primjer, ove vrste riba mogu mrijestiti? Koji su im uslovi za to potrebni i koliko mogu varirati?

Očigledno je da su metoda posmatranja u biologiji, kao i opis, poređenje i eksperiment, usko povezani u jedan kompleks – metode proučavanja žive prirode.

Eksperimentiraj

Ova metoda je tipična ne samo za biološku nauku, već i za hemiju, fiziku, astronomiju i druge. Omogućuje vam da vizualno provjerite jednu ili drugu teoretski iznesenu pretpostavku. Uz pomoć eksperimenta hipoteze se potvrđuju ili opovrgavaju, stvaraju teorije i iznose aksiomi.

Eksperimentom su otkriveni krugovi cirkulacije krvi kod životinja, disanja i fotosinteze u biljkama, kao i niz drugih fizioloških vitalnih procesa.

Simulacija i poređenje

Poređenje je metoda koja vam omogućava da povučete evolucijsku liniju za svaku vrstu. Upravo je ova metoda u osnovi prikupljanja informacija, na osnovu kojih se sastavlja klasifikacija vrsta, grade stabla života.

Metoda modeliranja je više matematička, posebno kada je u pitanju kompjuterskom metodom izgradnju modela. Ova metoda podrazumijeva stvaranje ovakvih situacija nad proučavanjem objekta koji se ne može promatrati u prirodnim uvjetima. Na primjer, kako će ovaj ili onaj lijek utjecati na ljudsko tijelo.

Istorijski metod

U osnovi je identifikacija nastanka i formiranja svakog organizma, njegovog razvoja i transformacije u toku evolucije. Na osnovu dobijenih podataka grade se teorije i postavljaju hipoteze o nastanku života na Zemlji, razvoju svakog carstva u prirodi.

Biologija u 5 razredu

Veoma je važno pravovremeno usaditi interesovanje učenika za predmetnu nauku. Danas postoje udžbenici "Biologija. 5. razred", posmatranje u njima je glavna metoda proučavanja ovog predmeta. Tako momci postepeno savladavaju svu dubinu ove nauke, shvataju njen smisao i važnost.

Da bi nastava bila zanimljiva i da bi se kod djece probudilo interesovanje za ono što se uči, ovoj metodi treba posvetiti više vremena. Na kraju krajeva, tek kada učenik sam posmatra ponašanje ćelija i njihovu strukturu kroz mikroskop, moći će da shvati koliko je ovaj proces sve suptilno i važno. Stoga je, prema savremenim zahtjevima, aktivnosti baziran na pristupu proučavanju predmeta ključ uspješnog usvajanja znanja od strane učenika.

A ako djeca svaki proces koji se proučavaju odražavaju u dnevniku zapažanja u biologiji, onda će trag subjekta ostati s njima za cijeli život. Tako se formira okolni svijet.

Dubinsko proučavanje predmeta

Ako govorimo o specijalizovanim časovima koji imaju za cilj dublje, detaljnije proučavanje nauke, onda treba reći ono najvažnije. Za takvu djecu treba izraditi poseban program dubinskog izučavanja biologije, koji će se zasnivati ​​na zapažanjima na terenu (ljetna praksa), kao i na stalnim eksperimentalno istraživanje... Djeca se i sama moraju uvjeriti u teorijsko znanje koje im je stavljeno u glavu. Tada su moguća nova otkrića, dostignuća i rađanje ljudi nauke.

Uloga biološkog obrazovanja učenika

Općenito, djeca treba da uče biologiju ne samo zato što trebaju voljeti, čuvati i čuvati prirodu. Ali i zato što im značajno proširuje vidike, omogućava im da razumiju mehanizme životnih procesa, upoznaju sebe iznutra i vode računa o svom zdravlju.

Ako povremeno govorite djeci o tome koja su dostignuća moderne biologije dostupna i kako to utiče na živote ljudi, i sama će shvatiti važnost i značaj nauke. Biće prožeti ljubavlju prema njoj, što znači da će voleti i njen objekat - živu prirodu.

Dostignuća moderne biologije

Ima ih, naravno, mnogo. Ako odredimo vremenski okvir od najmanje pedeset godina, onda možemo navesti sljedeće izuzetne uspjehe na polju nauke o kojoj se govori.

1. Dekodiranje genoma životinja, biljaka i ljudi.
2. Otvaranje mehanizama ćelijske diobe i smrti.
3. Otkrivanje suštine protoka genetskih informacija u organizmu u razvoju.
4. Kloniranje živih bića.
5. Stvaranje (sinteza) biološki aktivnih supstanci, lijekova, antibiotika, antivirusnih lijekova.

Takav napredak moderne biologije omogućava ljudima da kontrolišu određene bolesti ljudi i životinja, sprečavajući ih da se razviju. Oni omogućavaju da se reše mnogi problemi koji susreću ljude u XXI veku: epidemije strašnih virusa, glad, nestašica pije vodu, loša ekološka situacija i drugo.

Faze i metode biološkog istraživanja.

Biološka istraživanja su glavna metoda analize koja se koristi u proučavanju žive materije.

Živa materija ima nekoliko nivoa organizacije. Svi su opisani u biologiji. Svaki nivo se može proučavati kroz biološka istraživanja, od kojih su najvažnija:

• komparativno deskriptivan;
• eksperimentalni;
• metoda praćenja;
• metodom modeliranja.

Nakon provođenja biološkog istraživanja prema ovoj shemi, rezultat se obrađuje metodom matematičke i statističke analize.

Prva metoda analize koja je počela da se koristi bila je komparativno-deskriptivna. Omogućio je opisivanje oblika organizma ili pojave. Nakon toga, prilikom provođenja bioloških istraživanja, vrši se komparativna analiza predmeta ili pojave sa drugim oblicima ili procesima. Ova metoda se može primijeniti na svim nivoima organizacije žive tvari, od atomskog do biocenotičkog.

Zadatak bilo koga naučno istraživanje- klasifikovati sve biološke objekte, izdvajajući grupe na osnovu stepena njihove sličnosti ili razlika.

Biološka istraživanja zasnivaju se na nizu principa:

• poređenje se vrši samo u granicama jednog nivoa organizacije žive materije - atomi sa atomima, aleli sa alelima itd .;
• utvrđivanje pripadnosti istraženog objekta jednoj ili drugoj grupi (u zavisnosti od nivoa organizacije);
• mogu se porediti samo predstavnici jedne vrste.

Eksperimentalna metoda biološkog istraživanja je umjetna promjena bilo kojih parametara koji utječu na životne uvjete objekata proučavanja, a zatim analiziranje rezultata eksperimenta.

Postoje dvije vrste eksperimenata: terenski i laboratorijski.

1. Terenski eksperiment se izvodi u prirodnom staništu objekata proučavanja. Objekti terenskih eksperimenata su grupe organizama za koje je problematično organizirati laboratorijske uslove života, jer to značajno narušava njegove rezultate;

2. laboratorijski eksperimenti se izvode u umjetno opremljenim prostorijama - laboratorijama. Najcelishodnije je takve eksperimente izvoditi na atomskom, molekularnom, ćelijskom, tkivnom ili nivou organizma. Ponekad se za ovu vrstu bioloških istraživanja stvaraju vještačke populacije organizama, pojedinačne žive ćelije ili klonovi su laboratorijske kulture stvorene posebno za naučne eksperimente. Ovo svojstvo našlo je primjenu u industriji u obliku biotehnologije. Ovaj pravac se sada aktivno razvija, a njegovi rezultati se koriste kako u prehrambenoj tako i u farmaceutskoj industriji za uzgoj usjeva koji proizvode ljekovite tvari.

Sljedeća vrsta bioloških istraživanja je monitoring, koji se zasniva na stalnom posmatranju procesa koji se odvijaju u individualni nivoi organizacija žive materije. Ova studija omogućava stanje istraživačkih objekata i pravi vjerovatnu prognozu njihove promjene, analizira posljedice koje mogu proizaći iz promjena bilo kojih globalnih parametara (na primjer, klime planete Zemlje).

Na osnovu nalaza vrši se razvoj taktike u slučaju date situacije i metoda prevencije takvih situacija. Monitoring može koristiti i retrospektivnu analizu materijala akumuliranih za određeni period. Uz njihovu pomoć, na primjer, moguće je identificirati promjene u staništima i utvrditi mogući uzrok ove pojave. I također istražiti unutarspecifičnu ekološku i geografsku varijabilnost u ovoj situaciji.

Metoda modeliranja - uplitanje u prirodne procese stanovanja objekata koji se proučavaju. Omogućava vam da proučavate procese koji se ne mogu posmatrati u prirodnom okruženju ili reproducirati u laboratoriji.

Simulacije mogu pouzdanije predvideti efekte različitih procesa.

Ali ne treba zaboraviti da se tokom modeliranja stvara samo značajno pojednostavljen model, koji ne može odražavati svu složenost objekata ili pojava koje im se javljaju. Ima samo opšte karakteristike verovatnog razvoja događaja, koje su opisane u biološkim istraživanjima.

Podvrsta modeliranja je stvaranje matematičkog modela - to je izraz parnih odnosa životinjskog ili biljnog svijeta u obliku brojeva. Stvaranju matematičkog modela bioloških istraživanja prethodi akumulacija tačnih podataka o objektima, pojavama i procesima koji se kod njih dešavaju. A rezultati su uzeti iz prethodnih eksperimenata. Stoga je korištenje svake od metoda biološkog istraživanja logično, svaka metoda je nastavak prethodne. U ovom slučaju se koriste rezultati prethodne faze studije.

Pri korištenju matematičkog modeliranja koristi se tehnologija elektroničkog računanja, čiji stupanj razvoja u ovoj fazi omogućava stvaranje najsloženijih matematičkih modela s mnogo opcija za razvoj događaja.

Statistička metoda biološkog istraživanja koristi se za utvrđivanje pouzdanosti podataka dobijenih u svakoj fazi biološkog istraživanja. Tek nakon završne faze studije, odnosno statističke, možemo reći da je ova teorija naučno utemeljena.

Biološka istraživanja su naučna metoda sprovođenje istraživanja. Sastoji se od nekoliko faza i može se primijeniti na svakom nivou organizacije žive tvari. Rezultati dobijeni nakon svakog sljedećeg nivoa istraživanja koriste se za organizaciju sljedećeg nivoa, koji kao rezultat stvara logičan kontinuirani model istraživanja. I tek nakon prolaska kroz sve faze biološkog istraživanja, dobijeni rezultati se mogu nazvati naučnim.

Eksperimentiraj- istraživačka metoda u biologiji, u kojoj eksperimentator namjerno mijenja uslove i posmatra kako oni utiču na žive organizme. Eksperiment se može izvoditi iu laboratoriji i na otvorenom.

U praktičnoj mikrobiologiji se koriste za dijagnostiku zaraznih bolesti, izolaciju i identifikaciju čist do-ry patogen, indikacija i identifikacija egzotoksina. Osim toga, ima široku primjenu u eksperimentalnoj mikrobiologiji i imunologiji, kao i za kontrolu imunopreparata.

Eksperimentalna metoda je vrlo osjetljiva. U slučajevima izolacije čistog reza i uspostavljanja imunoloških pomaka kod životinje, eksperimentalna metoda je vrlo specifična i može se koristiti u ranoj fazi bolesti. Nedostaci eksperimentalne metode su radni intenzitet, visoka cijena, trajanje studije i opasnost od laboratorijske kontaminacije. Stoga se koristi u slučajevima kada su druge metode neučinkovite i ako postoje potrebni uvjeti za držanje laboratorijskih životinja.

Upotreba eksperimentalne metode u biologiji povezana je s imenom Williama Harveya, koji ju je koristio u svojim studijama u proučavanju cirkulacije krvi. Ali u biologiji je počeo da se široko koristi tek od početka 19. veka, prvenstveno u proučavanju fizioloških procesa. Eksperimentalna metoda vam omogućava da proučavate određeni fenomen života uz pomoć iskustva. Veliki doprinos odobravanju eksperimentalne metode u biologiji dao je G. Mendel, koji je, proučavajući naslijeđe i varijabilnost organizama, po prvi put koristio eksperiment ne samo za dobijanje podataka o proučavanim pojavama, već i za ispitivanje hipoteza formulisana na osnovu dobijenih rezultata. Rad G. Mendela postao je klasičan primjer metodologije eksperimentalne nauke.

U XX veku. eksperimentalna metoda postala je vodeća u biologiji. To je postalo moguće zahvaljujući pojavi novih uređaja za biološka istraživanja (elektronski mikroskop, tomograf, itd.) i primjeni metoda fizike i kemije u biologiji.

Trenutno se u biološkim eksperimentima široko koriste različite vrste mikroskopija, uključujući elektronsku mikroskopiju tehnikom ultratankih rezova, biohemijske metode, razne metode kultivacije i intravitalnog posmatranja kultura ćelija, tkiva i organa, metodu obeleženih atoma, rendgenske strukturne analize, ultracentrifugiranje, hromatografiju itd. Nije slučajno da je u drugoj polovini XX veka. u biologiji se razvio cijeli pravac - stvaranje najnovijih instrumenata i razvoj istraživačkih metoda.

U biološkim istraživanjima sve se više koristi modeliranje, što se razmatra najviši oblik eksperiment. Stoga se aktivno radi na kompjuterskom modeliranju najvažnijih bioloških procesa, glavnih pravaca evolucije, razvoja ekosistema, pa čak i cijele biosfere (na primjer, u slučaju globalnih klimatskih ili tehnogenih promjena).

Eksperimentalna metoda, u kombinaciji sa sistemsko-strukturnim pristupom, radikalno je transformisala biologiju, proširila njene kognitivne sposobnosti i otvorila nove puteve za korišćenje biološkog znanja u svim sferama ljudske delatnosti.

Kada govorimo o biologiji, govorimo o nauci koja proučava sva živa bića. Sva živa bića, uključujući i njihovo stanište, se proučavaju. Počevši od strukture ćelija pa do složenih bioloških procesa, sve je to predmet biologije. Razmislite istraživačke metode u biologiji koji su trenutno u upotrebi.

Biološke metode istraživanja uključuju:

• Empirijske / eksperimentalne metode
• Deskriptivne metode
• Komparativne metode
• Statističke metode
• Modeliranje
• Istorijske metode

Empirijske metode sastoje se u činjenici da je predmet iskustva podvrgnut promjeni uslova svog postojanja, a zatim se dobijeni rezultati uzimaju u obzir. Eksperimenti su dvije vrste, ovisno o njihovoj lokaciji: laboratorijski eksperimenti i terenski eksperimenti. Za terenske eksperimente koriste se prirodni uslovi, a za laboratorijske eksperimente koristi se posebna laboratorijska oprema.

Deskriptivne metode zasnivaju se na posmatranju, praćenom analizom i opisom pojave. Ova metoda vam omogućava da istaknete karakteristike bioloških pojava i sistema. Ovo je jedna od najstarijih metoda.

Komparativne metode podrazumevaju poređenje dobijenih činjenica i pojava sa drugim činjenicama i pojavama. Informacije se dobijaju posmatranjem. V novije vrijeme praćenje je postalo popularno. Monitoring je kontinuirano posmatranje koje vam omogućava da prikupite podatke na osnovu kojih će se izvršiti analiza, a zatim i prognoza.

Statističke metode Poznate i kao matematičke metode, koriste se za obradu numeričkih podataka dobijenih tokom eksperimenta. Osim toga, ova metoda se koristi kako bi se osigurala pouzdanost određenih podataka.

Modeliranje radi se o tehnici koja se u posljednje vrijeme sve više razvija i uključuje rad s objektima kroz njihovo predstavljanje u modelima. Ono što se ne može kasnije eksperimentalno analizirati i proučavati može se naučiti modeliranjem. Djelomično se koristi ne samo konvencionalno modeliranje, već i matematičko modeliranje.

Istorijske metode zasnivaju se na proučavanju prethodnih činjenica i omogućavaju vam da odredite postojeće obrasce. Ali budući da se ne pokaže uvijek jedna metoda prilično učinkovita, uobičajeno je kombinirati ove metode kako bi se postigli najbolji rezultati.

Stoga smo ispitali glavne istraživačke metode u biologiji. Zaista se tome nadamo Ovaj članak bilo zanimljivo i poučno za vas. Obavezno napišite svoja pitanja i komentare u komentarima.

Biologija brine o svemu živom, a posebno o ljudima, a Ursosan (http://www.ursosan.ru/) brine o svojoj jetri. Ursosan će pomoći u liječenju

Kratki opis:

Sazonov V.F. Moderne istraživačke metode u biologiji [Elektronski izvor] // Kineziolog, 2009-2018: [stranica]. Datum ažuriranja: 22.02.2018 ..__ 201_). Materijali o savremenim istraživačkim metodama u biologiji, njenim dijelovima i srodnim disciplinama.

Materijali o savremenim istraživačkim metodama u biologiji, njenim dijelovima i srodnim disciplinama

Crtanje: Glavne grane biologije.

Trenutno se biologija konvencionalno dijeli na dvije velike grupe nauke.

Biologija organizama: nauke o biljkama (botanika), životinje (zoologija), gljive (mikologija), mikroorganizmi (mikrobiologija). Ove nauke proučavaju pojedine grupe živih organizama, njihovu unutrašnju i vanjsku strukturu, način života, razmnožavanje i razvoj.

Opća biologija: molekularni nivo (molekularna biologija, biohemija i molekularna genetika), ćelijski (citologija), tkivni (histologija), organi i njihovi sistemi (fiziologija, morfologija i anatomija), populacije i prirodne zajednice (ekologija). Drugim riječima, opća biologija proučava život na različitim nivoima.

Biologija je usko povezana sa drugim prirodnim naukama. Dakle, na spoju biologije i hemije pojavile su se biohemija i molekularna biologija, između biologije i fizike - biofizika, između biologije i astronomije - svemirska biologija. Ekologija, koja je na raskrsnici biologije i geografije, danas se često posmatra kao samostalna nauka.

Zadaci studenata za predmet Savremene metode bioloških istraživanja

1. Upoznavanje sa različitim istraživačkim metodama u različitim oblastima biologija.

Odluka i izvještavanje:
1) Pisanje preglednog obrazovnog eseja o istraživačkim metodama u različitim oblastima biologije. Minimalni zahtjevi za sadržaj sažetka: opis 5 istraživačkih metoda, po 1-2 stranice (font 14, prored 1,5, margine 3-2-2-2 cm) za svaku metodu.
2) Podnošenje izvještaja (po mogućnosti u obliku prezentacije) jednog po jednog savremenim metodama biologija: tom 5 ± 1 str.
Očekivani ishodi učenja:
1) Površno poznavanje širokog spektra istraživačkih metoda u biologiji.
2) Duboko razumijevanje jedne od istraživačkih metoda i prenošenje ovog znanja na studentsku grupu.

2. Provođenje obrazovno-obrazovnog istraživanja od postavljanja ciljeva do zaključivanja uz primjenu potrebnih zahtjeva za izradu naučnoistraživačkog izvještaja.

Rješenje:
Pribavljanje primarnih podataka na laboratorijskoj nastavi i kod kuće. Dozvoljeno je provesti dio takvog istraživanja van učionice.

3. Upoznavanje opšte metode istraživanja u biologiji.

Rješenje:
Kurs predavanja i samostalan rad sa izvorima informacija. Izveštaj na primeru činjenica iz istorije biologije: tom 2 ± 1 strana.

4. Primjena stečenih znanja, vještina i sposobnosti za provođenje i osmišljavanje vlastitog istraživanja u vidu istraživačkog rada, seminarski rad i/ili završni kvalifikacioni rad.

Definicija pojmova

Metode istraživanja - ovo su načini za postizanje cilja istraživački rad.

Naučna metoda je skup tehnika i operacija koje se koriste za izgradnju sistema naučnog znanja.

Naučna činjenica je rezultat opservacija i eksperimenata, čime se utvrđuju kvantitativne i kvalitativne karakteristike objekata.

Metodološki okvir naučno istraživanje je skup metoda naučnog saznanja koji se koriste za postizanje cilja ovog istraživanja.

Općenaučne, eksperimentalne, metodološke metode -.

Moderna biologija koristi kombinaciju metodoloških pristupa, koristi „jedinstvo deskriptivno-klasifikujućih i eksplanatorno-nomotetičkih pristupa; jedinstvo empirijskog istraživanja sa procesom intenzivne teoretizacije biološkog znanja, uključujući njegovu formalizaciju, matematizaciju i aksiomatizaciju "[Yarilin A.A. "Pepeljuga" postaje princeza, odnosno mjesto biologije u hijerarhiji nauka. // "Ekologija i život" br. 12, 2008. S. 4-11. S.11].

Ciljevi istraživačkih metoda:

1. "Jačanje prirodnih kognitivnih sposobnosti osobe, kao i njihovo proširenje i nastavak."

2. "Komunikativna funkcija", tj. posredovanje između subjekta i objekta proučavanja [Arshinov V.I. Sinergetika kao fenomen post-neklasične nauke. Moskva: Institut za filozofiju RAN, 1999. 203 str. P.18].

Opće metode istraživanja u biologiji

Opservacija

Opservacija je proučavanje vanjskih znakova i vidljivih promjena na objektu u određenom vremenskom periodu. Na primjer, praćenje rasta i razvoja sadnice.

Posmatranje je početna tačka svih naučnih istraživanja.

U biologiji je to posebno uočljivo, jer je predmet njenog proučavanja čovjek i živa priroda koja ga okružuje. Već u školi, na časovima zoologije, botanike, anatomije, djeca se uče da sprovode najjednostavnija biološka istraživanja posmatrajući rast i razvoj biljaka i životinja, stanje vlastitog tijela.

Posmatranje kao metoda prikupljanja informacija je, hronološki, prva istraživačka tehnika koja se pojavila u arsenalu biologije, odnosno, čak i njene prethodnice, prirodne istorije. I to nije iznenađujuće, jer se promatranje oslanja na senzorne sposobnosti osobe (osjet, percepcija, reprezentacija). Klasična biologija je prvenstveno opservacijska biologija. Ali, ipak, ova metoda do danas nije izgubila na značaju.

Posmatranja mogu biti direktna ili indirektna, mogu se vršiti uz pomoć tehničkih uređaja ili bez njih. Dakle, ornitolog vidi pticu kroz dvogled i može je čuti, ili može uređajem snimiti zvukove izvan dometa koje ljudsko uho čuje. Histolog posmatra fiksni i obojeni presek tkiva pomoću mikroskopa. A za molekularnog biologa, posmatranje može biti fiksiranje promjena u koncentraciji enzima u epruveti.

Važno je shvatiti da naučno posmatranje, za razliku od običnog posmatranja, nije jednostavno, već svrsishodan proučavanje predmeta ili pojava: provodi se radi rješavanja zadatka, a pažnja posmatrača ne bi trebala biti raspršena. Na primjer, ako je zadatak proučavati sezonske migracije ptica, tada ćemo primijetiti vrijeme njihovog pojavljivanja na mjestima gniježđenja, a ne nešto drugo. Dakle, posmatranje jeste selektivna alokacija van stvarnosti određeni dio, drugim riječima, aspekt i uključivanje ovog dijela u proučavani sistem.

U posmatranju nije važna samo tačnost, tačnost i aktivnost posmatrača, već i njegova nepristrasnost, njegovo znanje i iskustvo, pravi izbor tehnička sredstva... Konstatacija problema takođe pretpostavlja postojanje plana posmatranja, tj. njihovu urednost. [Kabakova D.V. Promatranje, opis i eksperiment kao glavne metode biologije // Problemi i perspektive razvoja obrazovanja: materijali med. naučnim. konf. (Perm, april 2011.) T. I. Perm: Merkur, 2011. S. 16-19.].

Deskriptivna metoda

Deskriptivna metoda - ovo je fiksiranje uočenih vanjskih znakova predmeta proučavanja uz izdvajanje bitnog i odbacivanje beznačajnog. Ova metoda je stajala u izvorima biologije kao nauke, ali njen razvoj bi bio nemoguć bez upotrebe drugih istraživačkih metoda.

Deskriptivne metode vam omogućavaju da prvo opišete, a zatim analizirate pojave koje se javljaju u živoj prirodi, uporedite ih, pronalazeći određene obrasce, kao i generalizirate, otkrijete nove vrste, klase itd. Deskriptivne metode počele su se koristiti u antici, ali danas nisu izgubile svoju relevantnost i široko se koriste u botanici, etologiji, zoologiji itd.

Komparativna metoda

Komparativna metoda je studija o sličnostima i razlikama u strukturi, toku životnih procesa i ponašanju različitih objekata. Na primjer, poređenje pojedinaca različitih spolova koji pripadaju istoj biološkoj vrsti.

Omogućava vam da proučavate predmete proučavanja upoređujući ih međusobno ili s drugim objektom. Omogućava vam da identificirate sličnosti i razlike živih organizama, kao i njihovih dijelova. Dobijeni podaci omogućavaju kombinovanje proučavanih objekata u grupe na osnovu sličnosti u strukturi i porijeklu. Na osnovu komparativna metoda, na primjer, izrađuje se taksonomija biljaka i životinja. Ova metoda je također korištena za stvaranje teorije ćelije i za potvrdu teorije evolucije. Trenutno se koristi u gotovo svim područjima biologije.

Ova metoda je uspostavljena u biologiji u 18. vijeku. i pokazao se vrlo plodonosnim u rješavanju mnogih najvećih problema. Uz pomoć ove metode iu kombinaciji sa deskriptivnom metodom dobijene su informacije koje su to omogućile u 18. stoljeću. da postavi temelje taksonomije biljaka i životinja (K. Linnaeus), a u 19. st. formulirati ćelijsku teoriju (M. Schleiden i T. Schwann) i doktrinu o glavnim tipovima razvoja (K. Baer). Metoda je bila široko korišćena u 19. veku. u utemeljenju teorije evolucije, kao i u restrukturiranju niza bioloških nauka na osnovu ove teorije. Međutim, korištenje ove metode nije praćeno odlaskom biologije izvan granica deskriptivne nauke.
Komparativna metoda se široko koristi u raznim biološkim naukama u naše vrijeme. Dobici u poređenju posebnu vrijednost kada je nemoguće dati definiciju pojma. Na primjer, često se dobijaju slike elektronskim mikroskopom čiji pravi sadržaj nije unaprijed poznat. Samo njihovo poređenje sa svetlosnim mikroskopskim slikama omogućava dobijanje željenih podataka.

Istorijski metod

Omogućava vam da identifikujete obrasce formiranja i razvoja živih sistema, njihove strukture i funkcije, da ih uporedite s prethodno poznatim činjenicama. Ovu metodu je, posebno, Čarls Darvin uspešno koristio da izgradi svoju evolucionu teoriju i doprineo je transformaciji biologije iz deskriptivne nauke u eksplanatornu nauku.

U drugoj polovini XIX veka. zahvaljujući radovima Charlesa Darwina, istorijska metoda je postavila na naučnu osnovu proučavanje zakonitosti pojave i razvoja organizama, formiranja strukture i funkcija organizama u vremenu i prostoru. Uvođenjem ove metode u biologiji su se dogodile značajne kvalitativne promjene. Istorijski metod je transformisao biologiju iz čisto deskriptivne nauke u nauku koja objašnjava kako su nastali različiti živi sistemi i kako funkcionišu. Trenutno je historijska metoda ili "historijski pristup" postao univerzalni pristup proučavanju fenomena života u svim biološkim naukama.

Eksperimentalna metoda

Eksperimentiraj - Ovo je test vernosti postavljene hipoteze putem ciljanog udara na objekat.

Eksperiment (iskustvo) je umjetno stvaranje situacije u kontroliranim uvjetima, koje pomaže da se otkriju duboko skrivena svojstva živih objekata.

Eksperimentalna metoda za proučavanje prirodnih pojava povezana je sa aktivnim utjecajem na njih provođenjem eksperimenata (eksperimenata) u kontroliranim uvjetima. Ova metoda omogućava proučavanje fenomena u izolaciji i postizanje ponovljivih rezultata kada se reprodukuju pod istim uslovima. Eksperiment pruža dublje otkrivanje suštine bioloških fenomena od drugih istraživačkih metoda. Zahvaljujući eksperimentima prirodna nauka uopšte, a posebno biologija, dostigle su tačku otkrivanja osnovnih zakona prirode.
Eksperimentalne metode u biologiji služe ne samo za izvođenje eksperimenata i dobivanje odgovora na pitanja od interesa, već i za utvrđivanje ispravnosti hipoteze formulirane na početku proučavanja materijala, kao i za njeno ispravljanje u procesu. U dvadesetom stoljeću ove istraživačke metode postaju vodeće u ovoj nauci zahvaljujući pojavi moderne opreme za izvođenje eksperimenata, kao što su, na primjer, tomograf, elektronski mikroskop i tako dalje. Trenutno se u eksperimentalnoj biologiji široko koriste biohemijske tehnike, analiza rendgenske difrakcije, hromatografija, kao i tehnika ultratankih rezova, različite metode uzgoja i mnoge druge. Eksperimentalne metode, u kombinaciji sa sistemskim pristupom, proširile su kognitivne sposobnosti biološke nauke i otvorile nove načine za primenu znanja u gotovo svim sferama ljudske delatnosti.

Pitanje eksperimenta kao jednog od temelja poznavanja prirode pokrenuto je još u 17. veku. Engleski filozof F. Bacon (1561-1626). Njegov uvod u biologiju povezan je sa radovima W. Harveya u 17. veku. o proučavanju cirkulacije krvi. Međutim, eksperimentalna metoda je naširoko ušla u biologiju tek početkom 19. stoljeća, štoviše, kroz fiziologiju, u kojoj se počeo koristiti veliki broj instrumentalnih tehnika, što je omogućilo da se registruje i kvantitativno karakteriše vezanost funkcija za struktura. Zahvaljujući radovima F. Magendiea (1783-1855), G. Helmholtza (1821-1894), I.M. Sechenov (1829-1905), kao i klasici eksperimenta K. Bernard (1813-1878) i I.P. Pavlova (1849-1936) fiziologija je vjerovatno bila prva od bioloških nauka koja je postala eksperimentalna nauka.
Drugi pravac u kojem je eksperimentalna metoda ušla u biologiju bilo je proučavanje nasljednosti i varijabilnosti organizama. Ovdje glavna zasluga pripada G. Mendelu, koji je, za razliku od svojih prethodnika, koristio eksperiment ne samo da dobije podatke o proučavanim pojavama, već i da provjeri hipotezu formulisanu na osnovu dobijenih podataka. Rad G. Mendela bio je klasičan primjer metodologije eksperimentalne nauke.

U potkrepljivanju eksperimentalne metode od velike je važnosti bio rad koji je u mikrobiologiji obavio L. Pasteur (1822-1895), koji je prvo uveo eksperiment za proučavanje fermentacije i opovrgavanje teorije spontanog stvaranja mikroorganizama, a zatim i za razvoj vakcinacije protiv zarazne bolesti. U drugoj polovini XIX veka. Nakon L. Pasteura, R. Kocha (1843-1910), D. Listera (1827-1912), I.I. Mečnikov (1845-1916), D.I. Ivanovski (1864-1920), S.N. Vinogradsky (1856-1890), M. Beyernik (1851-1931) i drugi. biologija je takođe obogaćena stvaranjem metodološke osnove simulacija, koja je ujedno i najviši oblik eksperimenta. Pronalazak L. Pasteura, R. Kocha i drugih mikrobiologa metoda zaraze laboratorijskih životinja patogenim mikroorganizmima i proučavanje patogeneze zaraznih bolesti na njima je klasičan primjer modeliranja koji je prešao u XX vijek. i dopunjena u naše vrijeme modeliranjem ne samo različitih bolesti, već i različitih životnih procesa, uključujući nastanak života.
Počevši, na primjer, od 40-ih godina. XX vijek eksperimentalna metoda u biologiji je doživjela značajno poboljšanje zbog povećanja rezolucije mnogih bioloških tehnika i razvoja novih eksperimentalnih tehnika. Dakle, povećana je razlučiva moć genetske analize, brojnih imunoloških tehnika. U praksu istraživanja uveden je uzgoj somatskih ćelija, izolacija biohemijskih mutanata mikroorganizama i somatskih ćelija itd. Eksperimentalna metoda je počela da se uveliko obogaćuje metodama fizike i hemije, što se pokazalo izuzetno vrijedne ne samo kao samostalne metode, već iu kombinaciji s biološkim metodama. Na primjer, struktura i genetska uloga DNK je razjašnjena kao rezultat kombinovane upotrebe hemijskih metoda za izolaciju DNK, hemijskih i fizičkih metoda za određivanje njene primarne i sekundarne strukture, i biološke metode(transformacija i genetička analiza bakterija), dokaz njene uloge kao genetskog materijala.
Eksperimentalnu metodu trenutno karakterišu izuzetne mogućnosti u proučavanju fenomena života. Ove mogućnosti se određuju upotrebom mikroskopije različitih vrsta, uključujući elektronsku tehnikom ultratankih rezova, biohemijske metode, genetičku analizu visoke rezolucije, imunološke metode, različite metode uzgoja i intravitalnog posmatranja u kulturama ćelija, tkiva i organa, obeležavanje embriona, vantelesna oplodnja, metoda obeleženih atoma, rendgenska strukturna analiza, ultracentrifugiranje, spektrofotometrija, hromatografija, elektroforeza, sekvenciranje, konstrukcija biološki aktivnih rekombinantnih molekula DNK, itd. Novi kvalitet svojstven eksperimentalnoj metodi uslovio je kvalitet promjene u modeliranju. Uz modeliranje na nivou organa, trenutno se razvija modeliranje na molekularnom i ćelijskom nivou.

Metoda modeliranja

Modeliranje se zasniva na tehnici kao što je analogija - ovo je zaključak o sličnosti objekata u određenom odnosu na osnovu njihove sličnosti u nizu drugih odnosa.

Model je pojednostavljena kopija objekta, fenomena ili procesa, zamjenjujući ih u određenim aspektima.

Model je nešto sa čime je zgodnije raditi, odnosno nešto što je lakše vidjeti, čuti, zapamtiti, zapisati, obraditi, prenijeti, naslijediti, s čime je lakše eksperimentirati, u poređenju sa objektom modeliranja (prototip, original).
Karkishchenko N.N. Osnove biomodeliranja. - M.: VPK, 2005.-- 608 str. P. 22.

Modeliranje je, prema tome, stvaranje pojednostavljene kopije objekta, pojave ili procesa.

modeliranje:

1) stvaranje pojednostavljenih kopija predmeta znanja;

2) proučavanje predmeta znanja na njihovim pojednostavljenim kopijama.

Metoda modeliranja je proučavanje svojstava određenog objekta proučavanjem svojstava drugog objekta (modela), koji je pogodniji za rješavanje istraživačkih problema i u određenoj je korespondenciji sa prvim objektom.

Modeliranje (u širem smislu) je glavna istraživačka metoda u svim oblastima znanja. Metode modeliranja se koriste za procjenu karakteristika složenih sistema i donošenje odluka zasnovanih na nauci u različitim sferama ljudske aktivnosti. Postojeći ili projektovani sistem može se efikasno istražiti korišćenjem matematičkih modela (analitičkih i simulacionih) u cilju optimizacije procesa funkcionisanja sistema. Model sistema je implementiran na savremenim računarima, koji u ovom slučaju deluju kao alat eksperimentatora sa modelom sistema.

Modeliranje vam omogućava da proučavate bilo koji proces ili fenomen, kao i smjer evolucije tako što ćete ih ponovo kreirati u obliku više jednostavan objekat uz pomoć moderne tehnologije i opremu.

Teorija modeliranja - teorija zamjene originalnog objekta njegovim modelom i proučavanje svojstava objekta na njegovom modelu.
Modeliranje - metoda istraživanja zasnovana na zamjeni originalnog objekta koji se proučava njegovim modelom i radu s njim (umjesto s objektom).
Model (izvorni objekt) (od lat. modus - "mjera", "volumen", "slika") - pomoćni objekt koji odražava najbitnije za istraživanje obrasce, suštinu, svojstva, karakteristike strukture i funkcioniranja originalnog objekta.
Kada ljudi govore o modeliranju, obično misle na modeliranje nekog sistema.
Sistem - skup međusobno povezanih elemenata kombinovanih za implementaciju zajednički cilj izolovan od sredine i u interakciji sa njom kao integralnom celinom i ispoljavajući istovremeno osnovna sistemska svojstva. Istaknuto je 15 glavnih sistemskih svojstava, koje uključuju: pojavu (emergence); integritet; strukturiranost; integritet; podređenost cilju; hijerarhija; Infinity; ergatičnost; otvorenost; nepovratnost; jedinstvo strukturalne stabilnosti i nestabilnosti; nelinearnost; potencijalna multivarijantnost stvarnih struktura; kritičnost; nepredvidivost u kritičnom području.
Prilikom modeliranja sistema koriste se dva pristupa: klasični (induktivni), koji se historijski prvi razvio, i sistemski, koji se nedavno razvio.

Klasičan pristup. Istorijski, prvi je bio klasičan pristup proučavanju objekta, modeliranju sistema. Stvarni objekat koji se modelira deli se na podsisteme, biraju se početni podaci (D) za modeliranje i postavljaju ciljevi (C), koji odražavaju pojedinačne aspekte procesa modeliranja. Za poseban skup početnih podataka cilj je simulirati zasebnu stranu funkcionisanja sistema, na osnovu čega se formira određena komponenta (K) budućeg modela. Kolekcija komponenti se kombinuje u model.
To. komponente se sumiraju, svaka komponenta rješava svoje probleme i izolirana je od ostalih dijelova modela. Pristup ćemo primijeniti samo za jednostavne sisteme, gdje je moguće zanemariti odnose između komponenti. Mogu se uočiti dva karakteristična aspekta klasičnog pristupa: 1) postoji pomak od posebnog ka opštem prilikom kreiranja modela; 2) kreirani model (sistem) se formira sumiranjem njegovih pojedinačnih komponenti i ne uzima u obzir nastanak novog sistemskog efekta.

Sistemski pristup - metodološki koncept zasnovan na želji da se izgradi holistička slika objekta koji se proučava, uzimajući u obzir elemente objekta koji su važni za problem koji se rješava, veze između njih i vanjske odnose sa drugim objektima i okolinom. Sa usložnjavanjem objekata modeliranja, postalo je potrebno posmatrati ih sa više visoki nivo... U ovom slučaju, programer smatra dati sistem nekim podsistemom višeg ranga. Na primjer, ako je zadatak dizajnirati automatizovani kontrolni sistem preduzeća, onda se sa stanovišta sistematskog pristupa ne smije zaboraviti da je ovaj sistem dio ACS unifikacija. Sistemski pristup se zasniva na razmatranju sistema kao integrisane celine, a ovo razmatranje tokom razvoja počinje sa glavnim – formulisanjem cilja funkcionisanja. Za sistemski pristup važno je odrediti strukturu sistema - skup veza između elemenata sistema, odražavajući njihovu interakciju.

Postoje strukturni i funkcionalni pristupi proučavanju strukture sistema i njegovih svojstava.

At strukturalni pristup otkriva se sastav odabranih elemenata sistema i veze između njih.

At funkcionalni pristup razmatraju se algoritmi ponašanja sistema (funkcije su svojstva koja vode do postizanja cilja).

Tipovi modeliranja

1. Predmetno modeliranje u kojem model reproducira geometrijske, fizičke, dinamičke ili funkcionalne karakteristike objekta. Na primjer, model mosta, brane, model krila
aviona itd.
2. Analogna simulacija , u kojem su model i original opisani jednim matematičkim odnosom. Primjer su električni modeli koji se koriste za proučavanje mehaničkih, hidrodinamičkih i akustičkih pojava.
3. Ikonično modeliranje , u kojoj su uloga modela dijagrami, crteži, formule. Uloga znakovnih modela posebno je porasla sa širenjem opsega upotrebe računara u konstrukciji znakovnih modela.
4. Usko je povezan sa ikoničnim mentalna simulacija , pri čemu modeli mentalno stječu vizuelni karakter... Primjer može biti in u ovom slučaju služe kao model atoma, koji je u to vrijeme predložio Bohr.
5. Model eksperiment. Konačno, posebna vrsta modeliranja je uključivanje u eksperiment ne samog objekta, već njegovog modela, zbog čega potonji poprima karakter modelskog eksperimenta. Ova vrsta modeliranja ukazuje da ne postoji čvrsta linija između metoda empirijskog i teorijskog znanja.
Organski povezan sa modeliranjem idealizacija - mentalna konstrukcija pojmova, teorija o objektima koji ne postoje i koji nisu ostvarivi u stvarnosti, ali za koje postoji blizak prototip ili analog u stvarnom svijetu. Primeri idealnih objekata konstruisanih ovom metodom su geometrijski koncepti tačke, prave, ravni itd. WITH ove vrste sve nauke operišu sa idealnim objektima - idealnim gasom, apsolutno crnim telom, društveno-ekonomskom formacijom, državom itd.

Tehnike modeliranja

1. Modeliranje u punoj mjeri - eksperiment na samom objektu koji se proučava, koji u posebno odabranim eksperimentalnim uslovima služi kao model samog sebe.
2. Simulacija fizike - eksperiment na posebnim instalacijama koje čuvaju prirodu fenomena, ali ih reproduciraju u kvantitativno modificiranom obliku.
3. Matematičko modeliranje - korištenje modela fizičke prirode koji se razlikuju od simuliranih objekata, ali imaju slično matematički opis... Prirodno i fizičko modeliranje mogu se kombinovati u jednu klasu modela fizičke sličnosti, budući da su u oba slučaja model i original identične fizičke prirode.

Metode modeliranja mogu se klasificirati u tri glavne grupe: analitičke, numeričke i simulacijske.

1. Analitički metode modeliranja. Analitičke metode omogućavaju dobijanje karakteristika sistema kao nekih funkcija parametara njegovog funkcionisanja. Dakle, analitički model je sistem jednačina, rješavanjem kojih se dobijaju parametri koji su neophodni za izračunavanje izlaznih karakteristika sistema (prosječno vrijeme obrade zadatka, propusnost itd.). Analitičke metode daju tačne vrijednosti karakteristika sistema, ali se koriste za rješavanje samo uske klase problema. Razlozi za to su sljedeći. Prvo, zbog složenosti većine realnih sistema, njihov potpuni matematički opis (model) ili ne postoji, ili još nisu razvijene analitičke metode za rješavanje kreiranog matematičkog modela. Drugo, prilikom izvođenja formula na kojima se zasnivaju analitičke metode, izvode se određene pretpostavke koje ne odgovaraju uvijek realnom sistemu. U ovom slučaju, korištenje analitičkih metoda se mora napustiti.

2. Numerički metode modeliranja. Numeričke metode uključuju transformaciju modela u jednačine, čije je rješenje moguće metodama računske matematike. Klasa problema koji se rješavaju ovim metodama je mnogo šira. Kao rezultat upotrebe numeričkih metoda dobijaju se približne vrijednosti (procjene) izlaznih karakteristika sistema sa zadatom tačnošću.

3. Imitacija metode modeliranja. Sa razvojem računarske tehnologije, simulacijske metode modeliranja su postale široko primijenjene za analizu sistema u kojima dominiraju stohastički utjecaji.
Suština simulacije (IM) je da imitira proces funkcionisanja sistema u vremenu, posmatrajući iste omjere trajanja operacija kao u originalnom sistemu. Istovremeno se oponašaju elementarne pojave koje čine proces, čuva se njihova logička struktura, slijed toka u vremenu. Kao rezultat primjene MI dobijaju se procjene izlaznih karakteristika sistema koje su neophodne u rješavanju problema analize, upravljanja i projektovanja.

U biologiji je, na primjer, moguće izgraditi model stanja života u vodnom tijelu nakon nekog vremena kada se promijene jedan, dva ili više parametara (temperatura, koncentracija soli, prisutnost grabežljivaca itd.). Takve tehnike postale su moguće zahvaljujući prodoru u biologiju ideja i principa kibernetike - nauke o kontroli.

Kao osnova za klasifikaciju tipova modeliranja mogu se koristiti različite karakteristike. U zavisnosti od prirode proučavanih procesa u sistemu, modeliranje se može podeliti na determinističko i stohastičko; statički i dinamički; diskretno i kontinuirano.
Deterministički modeliranje se koristi za istraživanje sistema čije se ponašanje može predvidjeti sa apsolutnom sigurnošću. Na primjer, udaljenost koju automobil pređe tokom ravnomjernog ubrzanja u idealnim uslovima; uređaj koji kvadrira broj itd. Shodno tome, u ovim sistemima se odvija deterministički proces, koji je adekvatno opisan determinističkim modelom.

Stohastic (teorijsko-vjerovatno) modeliranje se koristi za proučavanje sistema čije stanje zavisi ne samo od kontrolisanih, već i od nekontrolisanih uticaja, ili u njemu postoji izvor slučajnosti. Stohastički sistemi uključuju sve sisteme koji uključuju osobu, na primjer, fabrike, aerodrome, računarske sisteme i mreže, prodavnice, potrošačke usluge itd.
Statički modeliranje se koristi za opisivanje sistema u bilo kom trenutku.

Dynamic modeliranje odražava promjenu sistema tokom vremena (izlazne karakteristike sistema u datom trenutku određene su prirodom ulaznih akcija u prošlosti i sadašnjosti). Primjeri dinamičkih sistema su biološki, ekonomski, društveni sistemi; veštački sistemi kao što su fabrika, preduzeće, proizvodna linija itd.
Diskretno Simulacija se koristi za proučavanje sistema u kojima se ulazne i izlazne karakteristike mjere ili mijenjaju u vremenu diskretno, inače se koristi kontinuirana simulacija. Na primjer, elektronski sat, električni brojilo - diskretni sistemi; sunčani satovi, uređaji za grijanje - kontinuirani sistemi.
U zavisnosti od oblika reprezentacije objekta (sistema), razlikuje se mentalno i realno modeliranje.
At pravi (u punoj veličini), proučavanje karakteristika sistema se vrši na stvarnom objektu, ili na njegovom dijelu. Realno modeliranje je najadekvatnije, ali su njegove mogućnosti, uzimajući u obzir karakteristike stvarnih objekata, ograničene. Na primjer, izvođenje stvarne simulacije sa automatizovanim kontrolnim sistemom preduzeća zahteva, prvo, stvaranje automatizovanog sistema upravljanja; drugo, izvođenje eksperimenata sa preduzećem, što je nemoguće. Pravo modeliranje uključuje proizvodni eksperiment i složene testove, koji imaju visok stepen pouzdanosti. Druga vrsta stvarne simulacije je fizička. U fizičkom modeliranju istraživanja se provode na instalacijama koje čuvaju prirodu fenomena i imaju fizičku sličnost.
Mentalno simulacija se koristi za simulaciju sistema koje je praktično nemoguće implementirati u datom vremenskom intervalu. Mentalno modeliranje se zasniva na stvaranju idealnog modela zasnovanog na idealnoj, mentalnoj analogiji. Postoje dvije vrste mentalnog modeliranja: figurativno (vizualno) i simboličko.
At figurativno modeliranjem na osnovu ljudskih ideja o stvarnim objektima, stvaraju se različiti vizuelni modeli koji odražavaju pojave i procese koji se dešavaju u objektu. Na primjer, modeli čestica plina u kinetičkoj teoriji plinova u obliku elastičnih kuglica koje djeluju jedna na drugu tijekom sudara.
At iconic modeliranje opisuju modelirani sistem koristeći konvencionalne znakove, simbole, posebno u obliku matematičkih, fizičkih i hemijskih formula. Najmoćniju i najrazvijeniju klasu znakovnih modela predstavljaju matematički modeli.
Matematički model Je umjetno stvoreni objekt u obliku matematičkih, simboličkih formula koji prikazuje i reproducira strukturu, svojstva, odnose i odnose između elemenata objekta koji se proučava. Nadalje, razmatraju se samo matematički modeli i, shodno tome, matematičko modeliranje.
Matematičko modeliranje - istraživačka metoda zasnovana na zamjeni originalnog objekta koji se proučava njegovim matematičkim modelom i radu s njim (umjesto s objektom). Matematičko modeliranje se može podijeliti na analitički (AM) , imitacija (IM) , kombinovano (KM) .
At AM kreira se analitički model objekta u obliku algebarskih, diferencijalnih, konačnih razlika jednadžbi. Analitički model se istražuje ili analitičkim metodama ili numeričkim metodama.
At NJIH kreira se simulacijski model, metodom statističkog modeliranja se simulacijski model implementira na računaru.
At KM vrši se dekompozicija procesa funkcionisanja sistema na podprocese. Za one od njih, gdje je to moguće, koristite analitičke metode, inače - simulaciju.

Bibliografija

1. Ayvazyan S.A., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Primijenjena statistika: osnove modeliranja i primarne obrade podataka. - M.: "Finansije i statistika", 1983. - 471 str.
2. Alsova O.K. Modeliranje sistema (1. dio): Metodičko uputstvo za izvođenje laboratorijskih radova iz discipline "Modeliranje" za studente III - IV godine AVTF-a. - Novosibirsk: Izdavačka kuća NSTU, 2006. - 68 str. Modeliranje sistema (2. dio): Metodičko uputstvo za izvođenje laboratorijskih radova iz discipline "Modeliranje" za studente III - IV kursa AVTF. - Novosibirsk: Izdavačka kuća NSTU, 2007.-- 35 str.
3. Alsova O.K. Modeliranje sistema: udžbenik. dodatak / O.K. Alsova. - Novosibirsk: Izdavačka kuća NSTU, 2007 - 72 str.
4. Borovikov V.P. Statistica 5.0. Umetnost kompjuterske analize podataka: Za profesionalce. 2nd ed. - SPb.: Peter, 2003.-- 688 str.
5. Wentzel E.S. Operativno istraživanje. - M.: Viša škola, 2000.-- 550 str.
6. V.V. Gubarev Probabilistički modeli / Novosib. elektrotehnike in-t. - Novosibirsk, 1992. - 1. dio. - 198 s; Dio 2. - 188 str.
7. V.V. Gubarev Analiza sistema u eksperimentalnim istraživanjima. - Novosibirsk: Izdavačka kuća NSTU, 2000.-- 99 str.
8. Denisov A.A., Kolesnikov D.N. Teorija velikih upravljačkih sistema: Udžbenik. priručnik za univerzitete. - L. Energoizdat, 1982.-- 288 str.
9. Draper N., Smith G. Primijenjena regresiona analiza. - M.: Statistika, 1973.
10. Karpov Yu Simulacija sistema. Uvod u modeliranje sa AnyLogic 5. - SPb.: BHV-Petrburg, 2005. - 400 str.
11. Kelton V., Lowe A. Simulacijsko modeliranje. Classic CS. 3rd ed. - SPb.: Petar; Kijev: 2004.-- 847 str.
12. Lemeshko B.Yu., Postovalov S.N. Računarske tehnologije analiza podataka i proučavanje statističkih obrazaca: Udžbenik. dodatak. - Novosibirsk: Izdavačka kuća NSTU, 2004.-- 120 str.
13. Modeliranje sistema. Radionica: Udžbenik. priručnik za univerzitete / B. Ya. Sovjeti, S.A. Yakovlev. - 2. izd., Rev. i dodati. - M.: Viša škola, 2003.-- 295 str.
14. Ryzhikov Yu.I. Simulacijsko modeliranje. Teorija i tehnologija. - SPb .: KORONA print; M.: Alteks-A, 2004.-- 384 str.
15. B.Ya.Sovjeti, S.A.Jakovlev Modeliranje sistema (3. izdanje). - M.: Viša škola, 2001.-- 420 str.
16. Teorija stohastičkih procesa i njene inženjerske primjene: Udžbenik. priručnik za univerzitete / E.S. Wentzel, L.A. Ovcharov. - 3. izd. revidirano i dodati. - M.: Izdavački centar "Akademija", 2003. - 432 str.
17. Tomashevsky V., Zhdanova E. Simulacijsko modeliranje u okruženju GPSS. - M.: Bestseller, 2003.-- 416 str.
18. Khachaturova S.M. Matematičke metode analize sistema: Udžbenik. priručnik – Novosibirsk: Izdavačka kuća NSTU, 2004. – 124 str.
19. Shannon R. Simulacija sistema - umjetnost i nauka. - M.: Mir, 1978.
20. Schreiber T.J. Simulacija na GPSS. - M.: Mashinostroenie, 1980.-- 593 str.
21. Arseniev B.P., Yakovlev S.A. Integracija distribuiranih baza podataka. - SPb.: Lan, 2001.-- 420 str.