Исследований
Методы изучения видового состава биологических объектов
Методы флористического исследования включают в себя сбор гербария, определение видового состава собранных растений, ведение флористической тетради. Во флористической тетради записывают названия видов (по систематическим группам) – русские и латинские, указывают жизненную форму, его экологическую приуроченность (типичные местообитания), наиболее существенные биологические особенности (например, сорность, ядовитость и т. п.) Особо отмечаются редкие и охраняемые виды.
При сборе материала необходимо придерживаться следующих правил:
- проводят сборы в таких местах, где вмешательство в растительный покров в наименьшей мере отразится на хозяйственном его использовании;
- забирают из естественных местообитаний растительной массы не больше, чем необходимо для решения конкретной задачи;
- по возможности проводят наблюдения на живых растениях, стараясь меньше их повреждать.
Приступая к работе, необходимо иметь список редких и охраняемых видов данной местности, чтобы изучать их исключительно в природе.
Методы фаунистических наблюдений позволяют определить видовой состав животных, обитающих на данной территории. Основным методом служит прямое наблюдение во время экскурсий путем подкарауливания и отлова. Отлов можно проводить методом кошения (энтомофауна), живоловок, давилок, ловчих каналов (мелкие млекопитающие).
Методы количественного учета позволяют определить количество встречаемых на территории видов.
В зоологии они обычно применяются:
- для насекомых (кошение, ловушки, биоценометр, трассекты);
- для птиц (маршрутный учет, учет на площадках, методы относительного учета);
- для мелких млекопитающих (способ оценки по биологическим индикаторам, анализ погадок хищных птиц, учет на ловушко-линиях, учет ловчими канавками, учет численности с помощью мечения зверьков и выявления их индивидуальных участков).
В ботанике количественный учет видов растений проводят на площадках. На ключевом участке закладывают 10 пробных площадок размером 1 м2 для подсчета травянистых или кустарничковых видов, 10 м2 для деревьев или кустарников. Определяется на каждой из десяти площадок наличие интересующих видов, вычисляется в процентах встречаемость изученных видов на участке.
Методы изучения пространственного размещения
Биологических объектов
Фитоценологические методы позволяют определить распределение в природе растений. Для изучения фитоценозов определяют местообитание, внешний вид сообщества, аспект, флористический состав, ярусность, обилие, степень покрытия почвы, встречаемость, жизненность, хозяйственное значение. По этим характеристикам определяют ассоциацию сообщества, его формацию и тип растительности.
Методы изучения пространственного размещения позвоночных основано на картографировании местообитаний животных. Для этого используют карты с типом растительности, геоморфологическими образованиями, гидросетью и т. д. К данным методам относят картирование участков обитания, мечение животных, отлов. Отдельно можно выделить группу методов изучения сезонных миграций птиц, так как сезонные миграции по времени занимают большую часть года. Во время них возможно кольцевание птиц.
Методы изучения экологии биологических объектов
Экологические исследования направлены на детальное изучение сред обитания, фенологии биологических объектов, их приспособлений (в том числе и поведенческих) к изменяющимся условиям существования, выявление экологических групп в каждой среде и факторов, влияющих на изменение видового и количественного состава живых организмов. В результате исследования выделяются наиболее существенные факторы, являющиеся наиболее важными для жизнедеятельности живых организмов, их видового и количественного состава в изучаемом биотопе или сравниваемых биотопах.
Биоиндикационные методы основаны на способности различных видов или биоценозов аккумулировать в организме те или иные химические вещества, а также реагировать на изменения состояния окружающей среды изменением численности, фенооблика, повреждением тканей, соматическими проявлениями, изменением скорости роста и другими хорошо заметными признаками.
Существуют биоиндикационные методы мониторинга воздушной среды, почв, водных объектов.
Наблюдение
Наблюдение – это целенаправленное и планомерное восприятие явлений, результаты которого фиксируются наблюдателем.
Методом наблюдения исследователь раскрывает связь сложнейших явлений, устанавливает закономерности процесса, может внести решительные коррективы в известные и уже объясненные явления.
Научное наблюдение отличается следующими свойствами:
- целенаправленностью;
- систематичностью;
- планомерностью;
- аналитичностью (не только констатация, но и объяснение наблюдаемых фактов);
- регистрацией результатов.
Прежде чем приступать к проведению наблюдения, необходимо составить программу, которая включает два этапа:
I. Подготовительный этап
1. Определение цели наблюдения.
2. Выбор объекта наблюдения.
3. Уточнение предмета.
4. Планирование наблюдения.
5. Подбор способа наблюдения.
6. Установление продолжительности общего времени исследований и числа наблюдений.
7. Выбор способа регистрации фактов.
II. Этап осуществления наблюдения
1. Проведение пробного наблюдения.
2. Коррекция программы наблюдения.
3. Проведение наблюдения.
4. Обработка и интерпретация полученной информации.
Метод наблюдения имеет ограниченные возможности, так как с помощью наблюдения невозможно проникнуть во внутренние, глубинные процессы явления, трудно отделить случайное от существенного, собранные факты не лишены субъективизма. Особую трудность для исследователя составляет технология фиксации данных фактов и одновременно их оценка. Исследователи разрабатывают формы дневников наблюдений, протоколов наблюдений, используют видеозапись, фото- и киносъемки, различные условные знаки и символы, чтобы оперативно зафиксировать какое-то неповторимое явление.
Эксперимент
Эксперимент – это система приемов и методов изучения явлений посредством изменения условий их протекания. Эксперимент всегда связан с практической деятельностью, предполагает осуществление определенного воздействия и представляет собой комплекс методов и средств изучения явлений.
Объект и предмет экспериментирования – это те растения, животные, дети или педагоги и их качественные свойства, которые предполагается усовершенствовать. Конкретные популяции, виды, группы, классы и другие общности представляют объект экспериментирования (но, заметьте, не объект всего исследования). Их качества, которые мы развиваем, – это предмет экспериментирования (но не предмет всего исследования). Развиваемые качества есть зависимые переменные, то есть зависящие от внешних условий и воздействий экспериментатора. Изменение зависимых переменных и становится целью эксперимента. Содержательно, но не по формулировке, цели и предмет эксперимента полностью совпадают.
При определении объекта экспериментирования устанавливается точное число исследуемых объектов. Их (обладающих определенными характеристиками) может быть очень много. Для выявления особенностей или закономерностей изменения изучаемых качеств (предмета экспериментирования) достаточно сделать выборку (определить количество участников), которая должна быть репрезентативной.
Методы и средства преобразования объекта и предмета экспериментирования, их развития и совершенствования называются независимыми переменными. Независимые – значит, вполне самостоятельные по отношению к тем качествам и свойствам, которые развиваются в эксперименте.
Независимая переменная не придумывается произвольно, а выводится из гипотезы всего исследования, ибо весь эксперимент и служит ее практическому доказательству. Именно в гипотезе указано, какие пути и способы выбрал студент для достижения цели. Независимые переменные и есть то новое (новация, инновация), что вносит студент в теорию и практику.
Алгоритм проведения эксперимента примерно таков. Перед началом студент замеряет с помощью диагностических методов состояние зависимых переменных, затем вводит независимые переменные, под влиянием которых изменяются зависимые переменные. Эти изменения опять замеряются и затем сопоставляются с начальными данными.
Зависимые и независимые переменные в практической деятельности взаимодействуют. Качество такого взаимодействия зависит от технологии использования (ввода) независимых переменных. Его результат оценивается с помощью специальных аналитических методов.