Proiect pe tema: „Rolul experimentului în predarea fizicii. Experiment în cunoașterea științifică. Determinarea distanței parcurse de acasă la școală

Institutul Daghestan pentru Dezvoltarea Educației

Departamentul de Educație Științifică

Proiect pe:

„Rolul experimentului în învățare

Pregătite de:

profesor de fizică la gimnaziul nr. 3 din Khasavyurt

Gabibullaeva Khafiya Abdullaevna

Plan de proiect:

1. Relevanța problemei

2. Scopul proiectului

3.Obiectul și subiectul cercetării

4. Ipoteza cercetării

1.Experienta proprie

2.Concluzie

3. Literatură folosită

O, câte descoperiri minunate avem

Pregătește spiritul de iluminare.

Și experiența, fiul greșelilor grele,

Și geniu, paradoxuri prietene,

Și șansa, Dumnezeu este inventatorul.

Punctul de plecare în activitatea proiectului l-au constituit cuvintele lui Rosenberger „Mintea greacă se remarcă printr-o putere deosebită a creativității în domeniul ipotezelor. Se poate spune că aproape că a epuizat toate teoriile mentale pentru explicarea universului, astfel încât ipotezele noastre moderne pot fi recunoscute ca o continuare directă a încercărilor eșuate ale anticilor.

Relevanța problemei

Varietatea situațiilor de incertitudine cu care se confruntă tânăra generație pune în fața sistemului educatie generala o gamă largă de sarcini asociate cu acumularea de către studenți a experienței pozitive în găsirea de răspunsuri la întrebări legate de fenomene reale ale lumii înconjurătoare

Cerințele moderne pentru predarea fizicii schimbă abordarea fundamentală a activității și conținutului materiei.

având în vedere cele de mai sus problema proiectului formulate în felul următor: cum se construiește un sistem de experiment fizic atunci când se preda fizica într-o școală de bază, astfel încât, menținând un caracter sistematic, științific al pregătirii disciplinei a elevilor, să se asigure formarea cunoștințelor și abilităților.

La nivelul învăţământului general, problemele fizice experimentale reflectă cel mai clar caracterul complex teoretic şi experimental al studiului sistemelor reale în contact direct cu elevii. urgența problemei din cauza contradicțiilor dintre scopurile predării fizicii, legate de necesitatea formării cunoștințelor și aptitudinilor de natură metodologică a elevilor și de natura predării fizicii în liceu, datorită software-ului și suportului metodologic existent și sub rezerva realizării rezultate pozitive ale controlului final; între nevoia studenților de a dezvolta experiența activităților de predare și cercetare care necesită mult timp și tendința de reducere a numărului de ore de predare alocate științelor naturii; între capacităţile echipamentelor unei săli de fizică moderne şi dezvoltarea insuficientă a metodologiei de utilizare a acesteia.

Scopul proiectului meu subliniați încă o dată importanța acestei direcții și ajutați profesorul în aplicarea sarcinilor experimentale

Obiect de studiu este procesul de predare a fizicii în școala de bază.

Subiect de studiu - sistemul experimentului fizic ca mijloc de pregătire a subiectelor și de dezvoltare a elevilor din ciclul primar.

Ipoteza cercetării. Dacă sistemul de experimente fizice din școala principală include demonstrații ale profesorilor, experimente legate de acasă și de la clasă ale elevilor, precum și sarcini experimentale pentru elevi pe cursuri opționale, și să organizeze activitatea cognitivă a elevilor în timpul implementării și discuției acestora pe baza problemelor, apoi școlarii vor avea ocazia să dobândească, alături de cunoștințele de bază ale conceptelor fizice și ale legilor, abilități de informare, experimentale, problematice, de activitate, care vor conduce la o creştere a interesului pentru fizică ca materie .

Problemele fizice experimentale aparțin categoriei deschise probleme cognitive, care poate fi rezolvată căi diferite. De o importanță fundamentală este acumularea de către studenți a experienței pozitive în rezolvarea problemelor experimentale.

Cerințele moderne pentru predarea fizicii schimbă abordarea fundamentală a activității și conținutului materiei. La nivelul educației generale, problemele fizice experimentale reflectă cel mai clar caracterul teoretic și experimental complex al studiului sistemelor reale în contact direct cu elevii.

Pregătirea sistematică în rezolvarea problemelor experimentale poate aduce educația fizică școlară la nivelul căutării, asociată cu organizarea. activitate cognitivă studenți, în care nu numai că învață, ci și folosesc în mod activ echipamentele de casă, standard și noi pentru a rezolva problemele educaționale puse pe baza utilizării capacităților mediului educațional modern. Totodată, activitatea studenților vizează simultan nu numai însușirea și aplicarea cunoștințelor specifice programului, ci și înțelegerea și aplicarea fundamentelor metodologiei cunoașterii științifice. Cunoștințele științifice în fizică se caracterizează printr-un grad ridicat de echilibru între descrierea calitativă și cantitativă a obiectelor studiate.

Problemele experimentale au fost prezente în mod tradițional în teoria și practica predării fizicii. Metode îmbunătățite de utilizare a acestora în proces educațional. În ultimii ani, atenția fizicienilor-metodologi interni și străini a fost îndreptată către dezvoltarea utilizare integrată echipamente tradiționale și noi pentru sălile de fizică. De fapt, vorbim despre crearea unui nou mediu educațional pentru predarea fizicii la diferite niveluri de învățământ. Cu toate acestea, entuziasm excesiv pentru demonstrații nesistematice fenomene fizice, susținută și replicată de oportunități tehnologia calculatoarelor educație, este plină de pericolul acumulării incoerente de către elevi un numar mare fapte empirice interesante care nu reflectă în mod adecvat sistemul de cunoștințe științifice de nivel teoretic în predarea fizicii.

În școala modernă s-a dezvoltat o situație în care se acordă mai puține ore de predare științelor naturii, păstrând totodată componenta informațională a programului. În același timp, toate documentele de reglementare, inclusiv componenta federală a standardului educațional de stat și Inițiativa educațională națională „Noua noastră școală” subliniază că cele mai importante condiții pentru formarea unei personalități moderne sunt calități precum inițiativa, capacitatea să gândească creativ și să găsească soluții nestandardizate. Se remarcă în mod deosebit necesitatea implicării elevilor în proiecte de cercetare, activități creative, în cadrul cărora elevii învață să proiecteze, să inventeze și să folosească în practică cunoștințele dobândite.

Una dintre direcțiile principale proces educațional este dezvoltarea capacității studenților de a cerceta, activitati ale proiectului. Prin urmare, formarea abilităților de cercetare ale studenților este una dintre cele sarcini critice scoala moderna.

Lucrările oamenilor de știință V.I. Andreev, L.I. Antsiferov, V.V. Mayer, V.A. Orlov, I.G. Pustilnik, V.G. .V. Usova și o serie de alți cercetători cunoscuți ai problemelor educației generale, în care este subliniată valoarea rezolvării problemelor experimentale ca proces cel mai natural asociat studiului fenomenelor naturale reale și contribuind la dezvoltarea diversă a elevilor. Totuși, analiza condițiilor schimbate ale educației fizice școlare, legate, printre altele, de posibilitățile mediului educațional modern, precum și de cerințele privind rezultatele învățării și de organizarea activităților de predare și cercetare, face necesară reconsiderarea problema formării deprinderilor de cercetare în procesul de predare a fizicii, punând accent pe orientarea spre cercetare a problemelor experimentale.

În primul rând, trebuie să constatăm o scădere a interesului multor categorii de școlari pentru studiul fizicii în general și pentru rezolvarea problemelor fizice în special, în special a celor experimentale, ca fiind foarte laborioase. De regulă, acest lucru se aplică studenților care nu intenționează să ia diferite tipuri de control final și examenele de admitereîn fizică, de exemplu Formularul USE, la finalizarea studiilor de bază sau secundare complete.

În al doilea rând, în USE sarciniși diverse tipuri de testare finală pe mai multe anii recenti sunt prezentate sarcini vizuale, sugerând că școlarii au anumite abilități în efectuarea măsurătorilor, determinarea valorii de divizare a dispozitivului și alte abilități experimentale precum competențe educaționale și cognitive în fizică.Aceste sarcini, cu ajutorul fotografiilor, diagramelor și desenelor, imită de fapt experimente. sarcini fizice.

În al treilea rând, sălile de fizică ale multor școli primesc echipamente noi, ceea ce deschide anumite posibilități de utilizare a acestui echipament în dezvoltarea elevilor atunci când îi învață să rezolve probleme experimentale.

Cerințele moderne pentru predarea fizicii schimbă abordarea fundamentală a activității și conținutului materiei. Pentru mine este asta:

în primul rând, în schimbarea activităților profesorului și elevilor în clasă și în afara acesteia (oferirea unei mai mari libertăți de acțiune, imaginație, reprezentare în minte, raționament, testarea în practică a presupunerilor, demonstrarea și din nou respingerea concluziilor, adică a face astfel încât să arate viața științei și a practicii);

în al doilea rând, în modificarea conținutului materiei (necesitatea de a arăta introducerea anumitor concepte în știința fizicii; construirea de modele fizice, verificarea lor cu instrumente moderne, în special informatizarea).

O metodă generalizată de rezolvare a oricărei probleme tipice constă în următorul sistem de acțiuni: 1) evidențiați în enunțul scopului produsul final de obținut și proprietățile acestuia;

2) selectați subiectul de activitate de la care se poate obține produsul final necesar;

3) evidențiați proprietățile subiectului de activitate care pot fi semnificative pentru realizarea produsului final necesar cu proprietățile cerute;

4) scoaterea în evidență a fenomenelor, proceselor, impacturilor care fac posibilă transformarea subiectului de activitate cu proprietățile sale într-un produs final dat cu proprietățile cerute (sau să-l lase neschimbat);

5) identificarea condiţiilor necesare implementării (minimizării) fenomenelor, proceselor, influenţelor care permit transformarea (sau lăsarea neschimbată) a subiectului de activitate cu proprietăţile sale într-un produs final dat cu proprietăţile cerute;

6) să elaboreze o diagramă schematică a unui dispozitiv tehnic (instalație experimentală) cu ajutorul căreia să poți a) reproduce fenomene, procese, impacturi și b) crea condiții necesare implementării acestora;

7) se verifică schema elaborată a dispozitivului tehnic (instalație experimentală) pentru conformitatea cu cerințele de siguranță umană și mediu inconjurator;

9) întocmește o listă de echipamente din care se poate monta un dispozitiv tehnic (instalație experimentală);

10) întocmește un program de transformare a subiectului de activitate în produsul final necesar folosind dispozitivul tehnic dezvoltat (instalație experimentală).

Analiză literatura metodologica a arătat că proiectele legate de evaluarea sau găsirea valorilor parametrilor proprietăților obiectelor într-o anumită stare și modul în care elevii le realizează sunt descrise de N.I. Odintsova, T.V. Ilina, L.A. Radkevici. Lucrarea lui G.P. Ustyugina, A.A. Knyazeva, E.M. Savelyeva. Conținutul activităților de proiect pentru a crea un nou produs și tehnologie practic semnificativă pentru producerea acestuia nu a fost dezvoltat.

Lucrările oamenilor de știință V.I. Andreev, L.I. Antsiferov, V.V. Mayer, V.A. Orlov, I.G. Pustilnik, V.G. .V. Usova și o serie de alți cercetători cunoscuți ai problemelor educației generale, în care este subliniată valoarea rezolvării problemelor experimentale ca proces cel mai natural asociat studiului fenomenelor naturale reale și contribuind la dezvoltarea diversă a elevilor. Totuși, analiza condițiilor schimbate ale educației fizice școlare, legate, printre altele, de posibilitățile mediului educațional modern, precum și de cerințele privind rezultatele învățării și de organizarea activităților de predare și cercetare, face necesară reconsiderarea problema formării deprinderilor de cercetare în procesul de predare a fizicii, punând accent pe orientarea spre cercetare a problemelor experimentale

În ciuda faptului că metoda proiectului este utilizată destul de larg, există multe probleme asociate cu conținutul acestei metode și cu metodologia de aplicare a acesteia.

Dezvoltarea cunoștințelor – presupune interacțiunea continuă a experimentului și gândirii teoretice

Metoda cunoașterii științifice constă în:

1. Predicție teoretică

2. Verificarea experimentală a ipotezei.

3. Compararea datelor teoretice și experimentale, formularea datelor.

Parte esentiala - ; acţionează ca un criteriu al adevărului.

Manualele au sarcini experimentale care sunt date la finalul subiectelor abordate.

Cred că, așa cum eram convins în munca mea, este mai bine să dau aceste sarcini copiilor înainte de a trece prin subiect. De mulți ani am folosit această metodă de a explica noi subiecte după observarea experimentelor.

La sfârșitul lecției, împreună cu restul temelor, elevilor li se oferă sarcina de a conduce acasă și de a pregăti o sarcină experimentală pentru demonstrație. În lecția următoare, unul dintre elevi demonstrează un experiment, iar apoi profesorul, implicând elevii în conversație, îi conduce pe elevi la dezvăluirea întrebărilor bazate pe experiment. subiect nou. Pe lângă sarcinile date în manual, elevilor li se oferă și alte experimente pe această temă. Această abordare este foarte captivantă pentru studenți. Elevii sunt, de asemenea, încurajați să vină cu propriile lor nou experiment referitoare la subiectele abordate. Acest lucru ajută la captarea atenției elevilor la lecțiile repetate, precum și la consolidarea și aprofundarea cunoștințelor elevilor.

Cu această abordare, elevii se simt descoperitori și lucrează la lecție cu interes. Mulți elevi după o lecție acasă încearcă să găsească o legătură între un fenomen din viața de zi cu zi și subiectul abordat. De exemplu: După ce a trecut subiectul „Presiune”, o elevă a observat că atunci când a spălat paharul cu apă fierbinte și l-a răsturnat, paharul însuși a început să se miște pe masă. Într-o lecție de repetare pe tema: presiunea, ea a arătat această experiență, pe care a numit-o „Spaharul viu”.

Deoarece le ofer elevilor sarcini experimentale nu numai din manual, ci și din alte surse, la început copiii au notat condițiile experimentelor într-un caiet, dar treptat elevii au început să primească sarcini sub formă de fișiere pe computer, pe care le transferă imediat pe o unitate flash, iar cineva face un fișier de poze pe telefon.

1. Proprietăți lichide

1. Tăiați un pătrat de 10x10 cm din diverse bucăți de material.
2. Acoperiți paharul cu aceste bucăți.
3. Fixați-le pe sticlă cu o bandă de cauciuc.
4. Turnați cu grijă câte o lingură de apă pe fiecare bucată.
5. Scoateți clapele, acordați atenție cantității de apă din pahar.
6. Trageți concluzii.

2 . Creșterea cristalelor.

Echipament: pahar, apă, tigăi, creion, ață, zahăr, sticlă.

Progres:

1. Luați două părți de apă și o parte de zahăr. Amesteca.
2. Rugați-vă părinții să vă ajute să încălziți soluția.
3. Turnați soluția într-un pahar.
4. Legați un fir de creion astfel încât să se cufunde în soluție.
5. Pune creionul deasupra paharului.
6. Lăsați paharul câteva zile.
7. Vezi ce s-a format pe fir.

3. Observarea difuziei.

1. Turnați o linguriță de zahăr granulat într-un pahar.

2. Turnați apă caldă într-un pahar. Încercați să turnați apă cu grijă, nu

amestecându-l cu zahăr. După un timp la fundul paharului tu

vei vedea un strat de lichid tulbure. Acesta este sirop de zahăr.

3. După 15-20 de minute, gustă apa.

4. Ce observație ați făcut și cum o puteți explica?

4 . Ceea ce determină viteza de difuzie.

Pune un pahar cu apă în frigider, pune un alt pahar de același tip într-un dulap sau într-un loc cald (dar nu în apropierea bateriei, ca să nu aibă loc convecția în sticlă).

Cu grijă, fără a mișca paharele, coboară pe fundul lor un cristal de permanganat de potasiu.

De două ori pe zi notează câți milimetri este colorată apa. Tine un jurnal de observatii.

Ce concluzie rezultă din observațiile făcute?

5. Determinarea distanței parcurse de acasă la școală.

Echipament: ruletă.

Progres:

Alegeți o rută.
2. Calculați aproximativ lungimea unui pas folosind o bandă de măsurare sau o bandă de centimetri. ( S')
3. Calculați numărul de pași când vă deplasați pe traseul selectat ( n).
4. Calculați lungimea căii: S = S' . n, în metri, kilometri, completați tabelul.
5. Desenați traseul la scară.

6. Faceți o concluzie.

6. Interacțiunea corpurilor.

Echipament: sticla, carton

Progres:

1. Pune paharul pe carton.
2. Trageți încet de carton.
3. Scoateți rapid cartonul.
4. Descrieți mișcarea sticlei în ambele cazuri.
5. Faceți o concluzie.

7. Este aerul greu?

Echipament: două baloane identice, un cuier de sârmă, două agrafe de rufe, un ac, un fir.

Progres:

1. Umflați două baloane la o singură dimensiune și legați-le cu un fir.
2. Agățați cuierul pe șină. (Puteți pune un bețișor sau un mop pe spătarul a două scaune și să-i atașați un cuier.)
3. Atașați un balon la fiecare capăt al cuierului cu o agrafă de rufe.
4. Pierce o minge cu un ac.
5. Descrie fenomenele observate.
6. Faceți o concluzie.

8. Simțiți frecarea.

Echipament: lichid de spălat vase.

Progres:

1.Spălați-vă mâinile și uscați-le.
2. Frecați rapid palmele timp de 1-2 minute.
3. Aplicați puțin lichid de spălat vase în palme. Frecați din nou palmele timp de 1-2 minute.
4. Descrieţi fenomenele observate.
5. Trageți o concluzie

9. Calculul presiunii corp solid pe un suport.

Echipament: bară, cântar cu greutăți, riglă.

Calculați presiunea barului de pe masă.

Folosiți un dinamometru pentru a determina forța gravitațională
bar:

Forța de presiune din acest experiment este numeric egală cu forța de gravitație a corpului:

Folosind o riglă, determinați lungimea, lățimea barei și calculați aria bazei de biți.

Rotunjiți valoarea zonei la primele două cifre semnificative:

O. Calculați presiunea barului de pe masă:

6. Rotunjiți valoarea presiunii la primele două zecimale.

10. Determinarea dependenței presiunii gazului de temperatură.

Echipament: balon, fir.

Progres:

1. Umflați balonul, legați-l cu un fir.
2. Atârnă mingea pe balcon.
3. După un timp, acordați atenție formei mingii.
4. Explicați de ce:

a) Direcționând un curent de aer la umflarea balonului într-o direcție, îl facem să se umfle în toate direcțiile deodată.
b) De ce nu toate bilele capătă o formă sferică.
c) De ce își schimbă forma bila când temperatura scade?

5. Faceți o concluzie.

11. Fabricarea vaselor comunicante.

Producția de vase comunicante din seringi de unică folosință conectate printr-un tub transparent dintr-un picurător uzat pentru a studia legile vaselor comunicante pentru lichide de diferite densități.

12. Schimbarea energiei interne a corpului în diverse moduri.

Echipament: sarma de aluminiu, chibrituri, un vas cu apa.

Instrucțiuni pentru implementare.

Luați o bucată de sârmă și încălziți-o până când degetele înregistrează o schimbare a temperaturii acesteia. Apoi luați o altă bucată de sârmă și rupeți-o. Răspunde la întrebările:

a) Ce se întâmplă cu firul în al doilea caz?

b) Motivele creșterii energiei interne a firului sunt aceleași?

c) Este posibil cu ajutorul muncii să se realizeze aceeași creștere a temperaturii firului ca atunci când este încălzit la foc deschis?

13. Observarea sublimării iodului.

Echipamente: eprubetă cu cristale de iod,

Lampă cu alcool.

încălziți o eprubetă cu cristale de iod pe flacăra unei lumânări.

Ce fenomen observi? Cum să explic?

14. Măsurarea umidității aerului.

Echipament: termometru, alcool, apă, o bucată de tifon sau bumbac.

Ordinea de conduită:

notați citirea inițială a termometrului.

Umeziți tifonul care este înfășurat în jurul rezervorului termometrului cu alcool.

notați cea mai scăzută temperatură pe care o va afișa termometrul.

înfășurați termometrul cu vată uscată și repetați experimentul cu apă.

răspunde la întrebările:

1) Cum se modifică temperatura unui lichid atunci când se evaporă? explica motivul

2) Temperatura apei și a alcoolului se modifică în același mod în timpul evaporării lor? Cum poate fi explicată diferența observată?

3) cum se schimbă energie interna lichid pe măsură ce se evaporă?

Trageți o concluzie și scrieți-o în caiet.

15. Realizarea unui electroscop.

Echipamente: un maner de plastic, un borcan de sticla cu capac, un cui, folie metalica, ata, o bucata de panza de lana.

Instrucțiuni pentru implementare.

Faceți o gaură în capacul borcanului și introduceți un cui în el. Legați două benzi de folie de capătul ascuțit al unghiei. Închideți borcanul cu un capac. Frecați stiloul pe țesătură și aduceți-l la capul unghiei. Descrieți principiul de funcționare a unui electroscop.

16. Realizarea unui aspirator.

Folosind o săpună veche din plastic, faceți un aspirator și demonstrați cum funcționează.

Opțiune de execuție:În partea de jos a uneia dintre jumătățile unui vas de săpun din plastic se fac mai multe tăieturi de aproximativ 5 mm lățime. Pune-ți cealaltă jumătate. „Aspiratorul” este gata.

17. Realizarea unei baterii de lămâie.

Echipament: lămâie, cuțit, sârmă de cupru și zinc, sârmă subțire.

1. Tăiați lămâia cu un cuțit ascuțit, încercând, dacă este posibil, să nu îndepărtați sau să rupeți despărțitoarele subțiri care împart lămâia în cuiburi.

2. Apoi, lipiți alternativ o bucată (2 cm) de sârmă de cupru zinc în fiecare priză.

3. Conectați aceste capete în serie cu un fir subțire.

4. Dați o explicație.

18. Studiul dispozitivelor de încălzire.

Echipament: lampa incandescenta, aragaz electric, fier de calcat, fier de lipit.

Cel mai bine este să luați dispozitive defectuoase care pot fi demontate în orice moment.

Instrucțiuni pentru implementare.

Luați în considerare dispozitivul fiecăruia dintre dispozitive. Folosind desenele din manual, numiți principalele părți ale aragazului electric și ale fierului de călcat.

19. Realizarea unei busole plutitoare.

Echipamente: plută, farfurie, ac, magnet.

Instrucțiuni pentru implementare.

1. Taiati o gaura in dop de 1 cm grosime si puneti-o in apa.

2. Magnetizați știftul și apoi puneți-l cu grijă pe dopul de plută.

3. Cum va fi direcționat pinul.

20. Propagarea rectilinie a luminii.

Echipamente: pahar de sticla cu apa, acuarele, indicator laser.

Instrucțiuni pentru implementare.

Dizolvați o cantitate mică de acuarelă în apă, astfel încât apa să fie ușor tulbure. Îndreptați indicatorul laser către apă. Descrie ce vezi.

21. Observarea reflexiei luminii.

Echipament: un pahar de sticlă cu apă, vopsele de acuarelă, un indicator cu laser, o oglindă mică (oglinda ar trebui să se potrivească în fundul vasului de sticlă).

Instrucțiuni pentru implementare.

Dizolvați o cantitate mică de acuarelă în apă, astfel încât apa să fie ușor tulbure. Îndreptați indicatorul laser în partea de sus a sticlei spre oglindă. Prin modificarea unghiului de incidență, evaluați corectitudinea legii reflexiei. .

22. Observarea imaginilor într-un sistem de oglinzi.

Echipamente: două oglinzi plate, creion.

Instrucțiuni pentru implementare.

așezați două oglinzi una lângă cealaltă într-un unghi drept.

pune un creion între ele. Câte imagini și unde ar trebui să vezi în acest sistem de oglinzi?

testați-vă sugestiile după experiență și oferiți o explicație pentru ceea ce vedeți.

pune două oglinzi pe masă în paralel.

pune un creion între oglinzi. Câte imagini și unde ar trebui să vezi în acest sistem de oglinzi?

Testează-ți ipotezele după experiență și dă o explicație pentru ceea ce vezi.

23. Observarea fenomenului de reflexie totală.

Echipamente: : un pahar cu apă, o eprubetă.

Instrucțiuni pentru implementare

aruncați un obiect mic în eprubetă.

pune-l într-un pahar cu apă.

explica fenomenul observat.

24. Observarea refracției luminii.

Echipamente: un pahar cu apă, o bucată de sârmă groasă de aluminiu de aproximativ 20 cm lungime.

Instrucțiuni pentru implementare.

Îndreptați firul și coborâți-l într-un pahar cu apă. Schimbați unghiul firului în raport cu suprafața apei.

Răspunde la întrebările:

a) Cum se modifică poziția relativă a părților imersate și neimersate ale firului?

b) Care dintre medii (apă sau aer) este considerată mai dens din punct de vedere optic?

25. Faceți să dispară culorile.

Echipament: carton alb, foarfece, creion, busole, vopsele.

Progres:

1. Desenați un cerc pe carton, decupați-l și împărțiți-l în 6 părți egale.

2. Colorează sectoarele: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, violet, în această ordine.

3. Perforați centrul cercului cu un creion ascuțit pentru a face un vârf. Derulează-l.

4. Ce culoare are cercul? Explica ce vezi.

26 . Propulsie cu reacție.

a) Umflați balonul de cauciuc pentru bebeluș fără a lega găurile, tu
scoate-l din mâini. Ce se va întâmpla cu asta? De ce?

b) Umpleți balonul cu apă 1/3 V. balon pentru
se acopera cu dop, in care se introduc doua tuburi de sticla, indoite in prealabil peste flacara arzatorului. Agățați balonul pe un trepied,
permițându-i să se rotească liber, folosiți un arzător pentru a încălzi apa până la fierbere. Aburul izbucnește cu forță din tuburi de sticlă, balon
intră în rotație. Explicați motivul rotației balonului.

27. Determinați înălțimea unei persoane folosind un ceas

Echipamente: un ceas cu mâna a doua (sau cronometru), o bilă de metal de diametru mic, cu un orificiu traversant în centru, un fir lung (aproximativ 2 m), un trepied cu ambreiaj și inel.

Ideea de experiență. Luați un fir, puneți deoparte pe el un segment egal cu înălțimea unei persoane și apoi calculați lungimea firului pe baza formulei pentru perioada de oscilație a unui pendul matematic.

1. Cum poate un pendul să devină un indicator de lungime? (Oscilațiile unei mingi pe un fir lung la unghiuri mici de abatere de la poziția de echilibru pot fi considerate ca vibrații ale unui ma-

pendul tematic. Perioada sa depinde de lungimea firului și de accelerația în cădere liberă și este determinată de formula:

2. Ce știm în formula lungimii?

3. Ce este necunoscut?

4. Cum pot determina perioada?

5. Care este forma finală, ținând cont de aceasta, formula dobândește
sa calculez lungimea?

Progres.

Leagă o minge de o sfoară

Cereți unui vecin să măsoare lungimea firului astfel încât să fie egală cu înălțimea dvs. Pentru a face acest lucru, pe capătul liber al firului, faceți

locul potrivit o etichetă (de exemplu, un nod).

Pune un scaun pe masă și un trepied cu un inel pe scaun. Coborâți firul la inel, astfel încât punctul de suspendare să coincidă cu marcajul (apoi lungimea firului trezește rampa la înălțimea mea), - se face lungimea necesară a bănuțului matematic

Abateți pendulul de la poziția de echilibru cu 5-10 cm și eliberați-l.

Măsurați timpul a 20 de oscilații complete.

Repetați măsurarea timpului de cel puțin 5 ori fără a modifica condițiile experimentului și găsiți valoarea medie a timpului t .

Această valoare a lungimii este înălțimea ta.

Sarcinile experimentale, în ciuda specificității și afilierii lor tematice condiționate, sunt probleme educaționale care necesită, de regulă, aplicarea practică a cunoștințelor din diferite ramuri ale fizicii și contribuie la dezvoltarea unei game largi de abilități tehnice și calitati personale inerentă activității cognitive de natură de cercetare - de la o descriere detaliată a fenomenului în timpul cunoașterii inițiale până la explicarea rezultatelor și dezvoltarea unui model al unui fenomen real folosind cunoștințele teoretice.

Este clar că atingerea unui obiectiv semnificativ din punct de vedere social - aducerea educației fizice generale la un nivel de căutare, care acționează ca o sursă de dezvoltare intelectuală a tinerilor care vor trebui să rezolve nu numai probleme personale, ci și semnificative social, eventual în diverse moduri, una dintre cele mai intensive căi este utilizarea sistematică a sarcinilor experimentale în predarea fizicii către diverse categorii de studenți.

Starea curenta educația școlară caracterizat prin prezența unui sistem de educație tradițional, existent de mulți ani și destul de eficient, care vizează formarea și acumularea cunoștințelor. În același timp, sunt dezvoltate intens abordări pentru a asigura educația și creșterea unui elev nu numai care știe multe, ci și care poate aplica cu ușurință o varietate de cunoștințe și abilități în orice situație. În conținutul educației fizice este introdusă o componentă de activitate, necesitând dezvoltarea și implementarea de noi metode care pun în practică ideile conceptului de modernizare. Învățământul rusesc.

Sarcina dezvoltării unei astfel de metodologii care să contribuie la extinderea și aprofundarea cunoștințelor și dobândirea de către studenți a abilităților informaționale, experimentale, problematice și de activitate devine urgentă.

Lista literaturii folosite:

1. Bublikov S.V. Fundamentele metodologice ale construcției variabile a conținutului predării fizicii în liceu: Diss. .d.p.n. SPb., 2000. - 407 p.

2. Bublikov S.V., Kondratiev A.S. Metode de predare pentru rezolvarea problemelor la olimpiadele fizice: Ghidul profesorului. Sankt Petersburg: Editura Orașului Sankt Petersburg Palatul Creativității Tineretului, 1997. - 102 p.

3. Bublikov S.V., Kondratiev A.S. Fundamente metodologice pentru rezolvarea problemelor de fizică în liceu: Manual. - Sankt Petersburg: Educație, 1996.-80 p.

4. Bublikov S.V., Regel A.A., Chernyshov R.B. Învățarea rezolvării problemelor experimentale de fizică ca mijloc de dezvoltare intelectuală a elevilor: Tutorial/ Ed. V.A. Bordovsky. Sankt Petersburg: Editura Universității Pedagogice de Stat Ruse im. A.I. Herzen; 2007. - 84 p.

5 Golin G.M. Întrebări de metodologie a fizicii în cursul fizicii liceu: Carte. pentru profesor. M.: Iluminismul, 1987. - 127p.

6. Davydov V.V. Probleme ale educației dezvoltării: Experiența cercetării psihologice teoretice și experimentale.-M: Pedagogie, 1986.

7. Davydov V.V. Teoria învăţării evolutive. M.: INTOR, 1996. -544s

8. Makhmutov M.I. Învățare bazată pe probleme: întrebări de bază ale teoriei - M .: Educație, 1975.

9. Makhmutov M.I. Organizare învățare cu probleme La scoala. Cartea pentru profesor. M.: Iluminismul, 1977. -240 de ani.

10. Metode de predare a fizicii în clasele 7-8 ale gimnaziului: Un ghid pentru profesor / A.V. Usova, V.P. Orehov, S.E. Kamenetsky și alții; Ed. A.V. Usovoy. M.: Iluminismul, 1990. -319 p.

11. Metode ale activităților extracurriculare în fizică: Un ghid pentru profesori / Ed. O.F.Kabardina. M: Iluminismul, 1980. -191s.

12. Experiment demonstrativ la fizică la liceu. / Ed. A.A. Pokrovsky. Ed.Z-e, revăzută. 4.1, M.: Iluminismul 1978 -351s.

13. Experiment demonstrativ la fizică la liceu. / Sub unități A.A. Pokrovsky. Ed.Z-e, revăzută. 4.2, M.: Iluminismul 1979 -288s.

14Makhmutov M.I. Organizarea învățării bazate pe probleme la școală. Cartea pentru profesor. M.: Iluminismul, 1977. -240 de ani.

15. Razumovski V.G. Metode de cunoaștere științifică și calitatea educației. // Fizica Educației, 2000, Nr. 1. De la 71 76.

16. Razumovsky V.G. Educație și cunoștințe științifice// Pedagogie. 1997. Nr 1 S. 7-13

17.Resurse de internet.

Istoria metodei științifice încorporat în știința însăși. Pornind din această poziție, compilatorul a decis să se familiarizeze în mod constant cu introducerile în lucrări, care au devenit repere în dezvoltarea științelor naturale. Cu toate acestea, după ce am evidențiat introducerea și prefața din întregul set de date, facem o selecție, o filtrare a materialului. Prin urmare, se pune firesc întrebarea despre reprezentativitatea și completitudinea acestei imagini, cu alte cuvinte, despre măsura obiectivității sale.

Fiecare experiență de reprezentare a trecutului este o proiecție a trecutului. Trecutul este multidimensional, iar proiecția oferă doar o secțiune din diversitatea evenimentelor, persoanelor, ideilor care au existat cândva. Prin urmare, este important atât pentru cititor, cât și pentru compilator să înțeleagă funcționarea mecanismului de selecție, să înțeleagă cum funcționează abordarea noastră față de trecut.

În acest eseu, vom indica limitele istorice ale perioadei luate în considerare. Vom urmări factorii care determină lucrările selectate și ne vom opri asupra acelor lacune, lacune inevitabile care apar în imaginea de ansamblu și, în același timp, vom încerca să evaluăm caracterul complet și reprezentativitatea acesteia. Vom nota acele trăsături de conținut și formă care se reflectă în prefețe ca fenomene ale literaturii. În final, vom evidenția aria de aplicabilitate a tehnicii dezvoltate și vom defini câteva concluzii la care ne conduce analiza autoportretului științei astfel creat.

Timpul acoperit de colecție începe cu Renașterea, cu alte cuvinte, ne îndreptăm complet către dezvoltarea cunoașterii Noului Timp. Există o serie de motive pentru o astfel de limitare a intervalului de timp luat în considerare, dar cel mai semnificativ este că ultimele cinci secole ne arată un lanț unic și consistent de evenimente din cultura europeană și mondială, care în totalitatea lor au o influență decisivă. asupra prezentului.

- acesta este numele unei perioade uimitoare din istoria noastră. Epoca în care forțe sociale noi au apărut cu o putere excepțională, rupând lanțurile ideologice ale feudalismului care legasese Europa timp de un mileniu. Dezvoltarea orașelor și formarea burgheziei au dus la înflorirea meșteșugurilor și a comerțului. Capitalismul emergent a dat noi forme de relații socio-economice. Grozav descoperiri geografice ne-am extins înțelegerea Pământului aproape până la limitele actuale. Bazele Bisericii Catolice au fost zdruncinate de Reforma. Umanismul și iluminismul au transformat moralitatea și normele etice ale societății: însăși atitudinea față de personalitatea unei persoane s-a schimbat. Emanciparea spirituală a dus la o înflorire extraordinară a culturii – pictura și literatura de atunci încă ne captivează imaginația.

Sfârșitul acestei ere este marcat de începutul etapei moderne în dezvoltarea științei. Atunci a început studiul naturii, al lumii materiale, al omului însuși pe baza observației și experimentului, și nu prin scolastică, contemplație și apel la dogmă. Dovada adevărului a început să fie căutată nu în concordanță cu autoritatea, ci în datele experienței. În lucrările pe care le avem în vedere, vedem salturile decisive care au marcat apariția acestei noi viziuni științifice asupra lumii. Poate singurul lucru util care a fost moștenit din acel trecut, când, în cuvintele lui Tertulian, - „... nu este nevoie de nicio cercetare după Evanghelie” - a fost o anumită disciplină și cultură a gândirii aduse de-a lungul secolelor. . Toată educația va fi în mâinile bisericii pentru mulți ani de acum înainte, dar, în ciuda acestui fapt, de multe ori elevii ei vor sluji deja noi cunoștințe și o nouă cultură.

Timpul luat în considerare este limitat la azi. Cu toate acestea, este mai mult faptul că încheiem acest sondaj cu prezentul decât granița dintre trecut și viitor.

Trăim în era socialismului, în era revoluției științifice și tehnologice. În urma schimbării revoluționare a relațiilor economice din societate, nu numai starea științei, ci și însăși funcția ei socială s-a schimbat radical. Știința a devenit o forță productivă.

Mulți li se pare că colectivitatea științei a devenit esențială, dar știința ca parte a conștiinței sociale, oferind fiecărei generații o sumă de cunoștințe și determinând ideile de bază despre lume, a fost întotdeauna colectivă și internațională în spirit, în ciuda faptului că că punctele de cotitură în dezvoltarea sa sunt în mod clar asociate cu indivizii – numele lor sunt larg reprezentate în această carte.

Dacă știința anterioară era mai mult, deși nu exclusiv asociată doar cu căutarea adevărurilor științifice, a căror importanță era adesea motivată nu atât de nevoile practice, cât de nevoile spirituale ale societății, atunci în epoca revoluției științifice și tehnologice, când utilizarea rezultatelor științifice a devenit mai puțin indirectă, când metodele științifice au început să pătrundă direct în tehnologie și industrie, atât natura științei, cât și fața sa publică s-au schimbat inevitabil.

Nu este sarcina noastră să analizăm modul în care dezvoltarea științei se va schimba în viitor, deși tocmai această întrebare determină în mare măsură interesul sporit pentru istoria științei, care este acum atât de răspândită. Interesul pentru trecut este agravat în momentele de tranziție ale istoriei, când dorința de a privi viitorul prin trecut apare deosebit de puternic. Într-adevăr, dacă înainte istoria științei atrăgea în principal filosofi și educatori, acum întrebările ei sunt de interes pentru cercuri din ce în ce mai largi de oameni de știință și ingineri. Istoria științei a devenit de interes pentru toți cei care doresc să înțeleagă cum a apărut această forță grandioasă și puternică, care are acum o asemenea influență nu numai asupra întregii noastre culturi, ci și asupra vieții noastre. Prin urmare, orice încercare de a da o proiecție a trecutului, de a parcurge drumul parcurs de știință, pare nu numai interesantă, ci și practic instructivă. Este esențial pentru noi să ne imaginăm bogăția trecutului, pentru că astăzi trăim, fără îndoială, o piatră de hotar în dezvoltarea științei. Ne-ar fi mai ușor să definim această etapă istorică dacă am avea o perspectivă temporală mai mare. Acest lucru, însă, nu ne este dat.

Problema perspectivei istorice a fost, de asemenea, în fața compilatorului într-un sens mai restrâns. O retrospectivă este, de asemenea, necesară pentru a judeca una sau alta lucrare inclusă în colecție. Cu cât o lucrare este situată mai în spate, cu atât este mai ușor să o judeci, deoarece este posibil să te bazezi pe evaluări vechi de secole ale multor generații. Cu cât lucrarea este mai aproape de noi, cu atât această judecată devine din ce în ce mai colorată de subiectivismul opiniilor personale și de părtinirea modei intelectuale trecătoare. De aceea, compilatorul din această ediție a exclus totuși lucrările oamenilor de știință în viață, deși există lacune destul de evidente în acest sens.

La alcătuirea colecției, compilatorul s-a concentrat pe introduceri, în primul rând, prefețe, uneori dedicații și introduceri la lucrări monografice majore, lucrări care au devenit un punct de cotitură în dezvoltarea științei. O astfel de abordare este posibilă, în esență, abia începând din secolul al XVI-lea, de pe vremea când, odată cu formarea științei moderne, a luat contur și o monografie științifică. Un factor tehnic important a fost inventarea tiparului: la urma urmei, lucrarea „On the sfere cerești» Copernic a fost publicat la numai 83 de ani după ce Gutenberg a tipărit prima sa Biblie cu 46 de rânduri (1460).

În secolul al XVII-lea, un rol semnificativ l-a jucat apariția revistelor științifice publicate de societățile științifice și Academiile de Științe fondate atunci. Înainte de aceasta, schimbul de informații între oameni de știință avea loc în principal prin corespondență. Acest lucru nu numai că a limitat foarte mult cercul de corespondenți, dar însăși calitatea rapoartelor științifice a fost remarcabilă. Apariția periodicelor științifice, când formarea ideilor științifice a devenit publică, a ridicat cerințele pentru lucrări la un nou nivel, iar apoi au început să fie dezvoltate metode de scriere a unui articol științific, care sunt încă general acceptate. De regulă, un memoriu științific este precedat de introduceri și, într-un număr de cazuri, compilatorul a găsit material util și interesant în ele.

Compilatorul a remarcat deja incompletitudinea inevitabilă a imaginii de mai sus a dezvoltării științei. Pe lângă greșelile compilatorului însuși și circumstanțele pur aleatorii care afectează deja însăși calitatea prefețelor și a introducerilor, există un punct care pare semnificativ. Baza științei naturii este un fapt științific, descoperirea unui nou fenomen, experiența. Cu toate acestea, însuși proiectarea descoperirilor are loc rar prin scrierea unui memoriu sau a unei cărți majore. În fizică, de exemplu, cele mai izbitoare și, prin urmare, neașteptate descoperiri au fost adesea făcute publice sub forma unui scurt raport și abia odată cu trecerea timpului a apărut o înțelegere din ce în ce mai profundă a importanței celor întâmplate. Așa a fost și cu descoperirea de către Oersted a legăturii dintre electricitate și magnetism, cu descoperirea razelor X și a radioactivității. Dacă ne întoarcem la aceste lucrări, nu vom găsi în ele introduceri interesante. Mai mult, mentalitatea intuitivă a experimentatorului, de multe ori mai liberă de orice idei și teorii formalizate, nu încurajează un astfel de om de știință să caute o ocazie pentru a-și exprima metodele și motivele muncii sale. În orice caz, astfel de oameni de știință au făcut-o cu mai multă reținere decât autorii eșalonului următor, ceea ce nu le slăbește cu nimic meritele sau măreția isprăvii lor, pentru că fără fapte și observații, oricât de mici ar fi uneori, nu s-ar putea niciodată. au fost toate lucrările ulterioare ale teoreticienilor.

Într-adevăr, un om de știință se întoarce la genul unei monografii științifice în etapa următoare când trece de la fapte la generalizarea lor și de la ipoteze particulare trece la crearea unei teorii mai complete. Poate de aceea, la prima cunoaștere cu această colecție, cititorul poate avea impresia, o impresie complet greșită, a unui anumit primat al teoriei asupra experimentului. Nimic mai fals, însă, și este de sperat că o lectură profundă a acestei antologii este o dovadă în acest sens.

Metoda științifică de cunoaștere a Lumii, bazată pe interacțiunea dialectică a experienței și teoriei, cu toată diversitatea trăsăturilor individuale ale oamenilor de știință, se reflectă în unitatea și continuitatea întregului conținut al colecției.

Conceptele de bază, a căror apariție am urmărit-o, în esență ar trebui să fie cunoscute oricui persoană educată din manualele de liceu sau din primii ani de învățământ superior: de aceea ne putem îndepărta acum de la conținutul principal al cărților luate în considerare și dezvoltăm abordarea care stă la baza întocmirii acestei cărți. Această considerație stă la baza refuzului compilatorului de a face orice comentarii detaliate cu privire la materialele colecției. Pe de altă parte, ar trebui să ne amintim și scopul direct al prefețelor. Poate că, pentru unii cititori, va fi nevoie să se familiarizeze cu eseul pe care îl anticipează.

Cei care nu găsesc nume printre autorii care, s-ar părea, au dreptul de a fi reprezentați, trebuie să înțeleagă clar că compilatorul a pus pe primul loc lucrări concrete, și nu nume de familie. Această colecție ar trebui privită ca o încercare consecventă de a crea o imagine a metodei științifice, și nu ca un citat care ilustrează o anumită idee: un model de știință poate decurge deja din acest material.

După cum sa menționat deja, colecția este dedicată dezvoltării științelor naturale. Baza științei moderne a naturii este oferită de fizică și, prin urmare, un loc atât de important este acordat fizicii. În fizică însăși, compilatorul a fost cel mai atras de dezvoltarea mecanicii, care stă la baza ideilor noastre despre spațiu, timp și materie. Este evident că mecanica ar trebui înțeleasă mai larg - acum include în mod necesar electrodinamica, mecanica cuantică, teoria relativității, rezolvând aceleași probleme care, pe vremea clasicilor, erau lotul mecanicii în sine. Dezvoltarea fizicii moleculare, a fizicii stării solide și a lichidelor a fost atinsă de noi doar în stadiile lor inițiale, iar tot ceea ce ține de mecanica aplicată, dinamica stării solide și hidrodinamică a trebuit să fie complet exclus.

În științele adiacente, în special în chimie, compilatorul s-a oprit și asupra acelor lucrări care sunt decisive pentru dezvoltarea conceptelor sale principale, concepte care stau la granița cu fizica. Prin urmare, problemele pur chimice, cum ar fi chimia organică, teoria structurală, au primit o atenție insuficientă. Din păcate, din cauza considerentelor perspectivei istorice menționate mai sus, chimia cuantică a fost lăsată în afara atenției noastre, ca să nu mai vorbim de unele dintre principalele lucrări de mecanică cuantică.

În biologie, compilatorul s-a concentrat pe problema evoluției și mecanismul ei, relevat de genetică. Fiziologia și patologia sunt evidențiate nu numai ca fundamente științifice ale medicinei. Fiziologia ne oferă o metodă de rezolvare a problemelor elementare ale biologiei, arătându-ne calea spre dezvăluirea mecanismului fenomenelor biologice. Trebuie remarcat faptul că principalele evenimente asociate cu crearea de idei de biologie moleculară au fost, de asemenea, în afara luării în considerare. Cu toate acestea, cititorul poate urmări căile care într-un trecut atât de recent au dus la apariția ideile contemporane despre mecanismul eredității și activitatea celulei, când eforturile combinate ale geneticienilor și fiziologilor, biochimiștilor și fizicienilor au rezolvat unele dintre principalele probleme ale științei vieții. Pe de altă parte, vedem că problemele de conștiință, comportament și memorie nu și-au găsit încă soluția și încă bâjbăm doar pentru abordări separate ale acestor probleme.

Urmând aceeași metodă, s-au avut în vedere științele Pământului și Spațiului, când atenția principală se concentrează asupra lucrărilor care vizează căutarea proceselor fizice ale dezvoltării lumii. Imaginea prezentată a dezvoltării științelor Pământului nu a reflectat lucrările a doi geologi remarcabili ai secolului al XIX-lea, Lyell și Suess, care nu au oferit introduceri suficient de concise nici la Fundamentele Geologiei, nici la Fața Pământului, lucrări care a avut în același timp o mare influență asupra geologiei dezvoltării. Din motive de volum, a fost, de asemenea, necesar să se lase geofizica, meteorologia și seismologia și geografia descriptivă în afara sferei colecției.

Câteva cuvinte despre matematică. În această colecție nu găsim lucrările lui Pascal și Leibniz, Weierstrass și Riemann, Galois, Chebyshev, Cantor, Lebesgue — nume fără de care este greu de imaginat vreo imagine completă a acestei științe. Aparent, abordarea propusă prin monografii cheie este mai puțin eficientă aici decât în ​​alte științe, unde o selecție clară a principalelor evenimente are loc, fără îndoială, în acest fel. Poate că tradițiile matematicienilor, tradițiile științei lor, sunt de așa natură încât adesea nu au nevoie să recurgă la medierea introducerilor atunci când se adresează colegilor lor și publicului cititor.

Astfel, colecția prezintă în principal gânditori și oameni de știință care, în lucrările lor, au dat generalizări ample și au formulat noi direcții în știință. Nu e de mirare că multe dintre cărțile prezentate în colecție sunt considerate pe bună dreptate fundamentale pentru ramuri întregi de cunoaștere. Totalitatea unor astfel de lucrări determină în primul rând nodurile scheletului ideilor noastre de bază despre natură, care în cele din urmă oferă unei persoane o imagine sintetică a lumii. Rețineți că o paralelă clară poate fi urmărită între apariția unei noi paradigme în sensul lui T. Kuhn și o serie de lucrări selectate mai sus.

Fiecare generație cunoaște autori care au scris cărți de recenzii, cursuri de pregatire care a avut o mare influenţă asupra contemporanilor săi. Așa este Mersenne în secolul al XVII-lea, în secolul al XVIII-lea ne amintim numele de Muschenbrook, Jurgava și Buffon; Biot și Jung - în secolul al XIX-lea. S-ar putea crede că chiar și oamenii de știință, cunoscuți pentru natura enciclopedică a cunoștințelor lor, ar putea prefața scrierile lor cuprinzătoare cu introduceri semnificative. Cu toate acestea, experiența arată că acest lucru nu se întâmplă. Aparent, acea independență de gândire, trăsătura comună și cea mai puternică a tuturor celor reprezentați în această carte, aparține într-o măsură mai mică acelor oameni de știință care și-au subordonat talentul erudiției și a căror independență de gândire este adesea greșită de o povară excesivă a cunoașterii. . Când ne întoarcem la lucrările oamenilor de știință cunoscuți în primul rând pentru propriile lor realizări creative originale, găsim prefețe interesante la cursurile și prelegerile lor.

Deosebit de interesante sunt cărțile scrise ca urmare a citirii cursului. Astfel de cărți au început să apară din secolul al XIX-lea, iar apariția lor este, fără îndoială, legată de dezvoltarea învățământului superior laic. Așa a fost după cel Mare Revolutia Franceza când s-au înființat Școlile Politehnice și Normale, așa a fost atunci când tehnica și medicală unități de învățământ, care a apărut în primul rând în Europa continentală după așa-numita revoluție industrială. În același timp, vechile universități, unde procesul de învățământ se baza mai mult pe o abordare dogmatică a clasicilor din vremuri, au fost nevoite să-și restructureze activitățile și să răspundă noilor cerințe ale dezvoltării sociale.

Materialul prezentat în colecție face posibilă urmărirea legăturii strânse dintre dezvoltarea științei și educatie inalta. Vedem cooperare între institutele de cercetare și universități, clip-peak și academiilor medicale. Această legătură este necesară pentru dezvoltarea normală a științei. Necesitatea de a educa studenții și adepții le oferă oamenilor de știință un motiv puternic pentru a scrie eseuri, a căror apariție servește în același timp ca un canal important de comunicare între știință și societate. Într-adevăr, la nivelul standardelor intelectuale ale lucrărilor luate în considerare, ceea ce se numește în mod obișnuit implementarea rezultatelor cercetare științifică, de cele mai multe ori cel mai eficient apare prin intermediul studenților instruiți de oameni de știință, prin scoala stiintifica, creat de profesor, prin lucrările prezentate mai sus. Așa se asigură continuitatea cunoștințelor și culturii, exemple ale cărora sunt ușor de găsit în colecție.

După cum sa menționat deja, această colecție nu a inclus lucrări legate de cercetarea practică și științele aplicate. Într-adevăr, cunoașterea unor astfel de cărți arată că rar se găsesc în ele prefețe care, din punct de vedere al nivelului lor, ar putea coexista cu cele selectate mai sus. Prin urmare, colecția include fragmente din lucrări dedicate ceea ce se numește uneori „știință pură”. Dar nimic nu determină atât posibilitățile practice ale științei ca realizările ei în domeniul cunoașterii abstracte. Fiecare dintre aceste exemple poate fi subliniat imediat la implicațiile practice specifice ale acestor studii. Lucrările prezentate sunt legate de cele mai înalte manifestări ale geniului creator al omului. Motivele care îi conduc pe oamenii de știință sunt mai complexe și mai profunde decât beneficiile simple și imediate care pot fi derivate din cunoaștere. Satisfacția intereselor spirituale fundamentale ale omului - crearea unei imagini a lumii și căutarea constantă a legilor dezvoltării acesteia - aceasta este ceea ce a condus și îi conduce pe oameni pe calea pe care am trasat-o în ultimele cinci secole. Soluția chiar și a unei mici probleme în domeniul grandios al științei, când adesea singura și cea mai înaltă recompensă este satisfacția spirituală din procesul de cunoaștere - aceasta este ceea ce o persoană caută și ceea ce se străduiește să transmită altora în ștafeta eternă. de cunoaștere.

Aranjarea materialului pe departamente de cunoaștere este tradițională și urmează diferențierea de cunoștințe stabilită istoric. În cadrul fiecărei secțiuni, compilatorul a urmat cronologia. Cu toate acestea, atunci când se judecă natura cunoașterii unei epoci date, este util să proiectăm conținutul în așa fel încât să reunească lucrările apărute în același timp aparținând diferitelor departamente, deoarece în acest fel se poate prinde cu ușurință mentalitățile dominante într-o epocă dată. Astfel, în secolul al XVIII-lea se vede clar dorința unei descrieri științifice exacte a naturii. Nu degeaba chimia, biologia și, respectiv, fiziologia modernă încep cu lucrările lui Lavoisier, Linnaeus și Haller. Motivul dominant al secolului al XIX-lea a fost problema evoluției (Kant, Hutton, Lamarck, Cuvier, Darwin).

Cu toate acestea, în secolul XX. abordarea sintetică, atât de puternică în trecut, mai ales în secolul al XVII-lea, a devenit din nou esenţială. Dar sinteza modernă se manifestă nu atât în ​​crearea unor noi metaștiințe, cât în ​​dezvoltarea problemelor la intersecția științelor, ceea ce este caracteristic timpului nostru. Mai exact, acest lucru se manifestă prin faptul că este deja dificil să se încadreze evenimentele științei moderne în clasificarea tradițională: în ce secțiune ar trebui plasată, de exemplu, cartea fizicianului Schrödinger „Ce este viața...”, care aparține în egală măsură fiziologiei, geneticii și fizicii? Totuși, vedem că tocmai la contactele vechilor discipline apar cele mai interesante puncte de creștere ale științei în prezent. Așa s-au născut biofizica și biochimia, geofizica, biogeochimia. Granițele și mai largi sunt blocate de încercările de a construi noi discipline sintetice, dintre care cibernetica este probabil cea mai faimoasă. Astfel întregul edificiu al științei este cimentat, în timp ce forțe centrifuge specializările tind să împartă ramurile cunoașterii despre natură în departamente înguste, puțin conectate, care par să nu aibă nimic în comun decât ca obiect principal.

Cunoașterea prefețelor ridică problema formei și stilului lor. Este surprinzător cât de puțin s-au schimbat stilul și forma lor în perioada analizată în comparație cu modul în care este prezentat conținutul principal al lucrărilor. Metoda geometrică, moștenită de la vechii clasici, a fost înlocuită cu metoda analitică. Imaginile grafice vizuale joacă acum un rol din ce în ce mai important în prezentarea informațiilor. În ultimele secole, limbajul nostru științific a fost extraordinar de îmbogățit. Cu toate acestea, aceste schimbări au afectat cel mai puțin introducerile; în esență, prefețele moderne sunt scrise după aceleași canoane și aproape aceleași cuvinte ca acum 400 de ani, când și acum autorul se confruntă cu aceleași sarcini ca atunci: întotdeauna pe mai multe pagini trebuie să-și dea crezul pentru un cerc larg de cititori. Aceste împrejurări îi pun pe toți autorii într-o poziție egală în fața cititorului și conferă acea uniformitate uimitoare întregului material al colecției, care nu poate fi ignorată.

De remarcată este poetica prefețelor, privită ca opere literare. Închise ca formă, au propria lor expunere și final. De aceea aceste fragmente pot exista de la sine și, fiind rupte din textul principal, pierd puțin. Prefațele sunt adesea scrise separat, atunci când autorul însuși își privește eseul oarecum din lateral, înainte de a-l elibera publicului. Acest lucru s-a reflectat în paginarea prefețelor de către editor, ale căror pagini sunt de obicei marcate cu cifre romane și în tradiția autorului de a data. Totuși, cel mai important este că autorul acordă o atenție excepțională acestor câteva pagini și, prin urmare, ar trebui acceptate ca fiind cele mai importante documente din istoria științei. Acest lucru se reflectă în faptul că prefețele sunt, fără îndoială, citate mai des decât lucrarea principală. Pe de altă parte, multe dintre aceste miniaturi științifice pot fi considerate cele mai bune și mai înalte exemple de proză științifică scrise vreodată. Această din urmă împrejurare ne obligă să dedicăm mult efort și atenție traducerilor lor. Traducerile, împrumutate din alte publicații, au fost în mare parte realizate sau editate de oameni de știință autohtoni importanți, printre care îi găsim pe academicienii N. I. și S. I. Vavilovs, A. N. Krylov, D. N. Pryanishnikov, K. A. Timiryazev, A.F. Ioffe și mulți alții. Trebuie remarcat faptul că lucrările proprii ale acestor oameni de știință remarcabili conțin prefețe interesante. Cu toate acestea, în ele, precum și într-o serie de alte lucrări foarte semnificative, prefețele nu corespund pe deplin planului cărții.

Completitudinea prefețelor nu permite în esență reducerea lor. În aceleași cazuri rare și întotdeauna menționate mai sus, când doar din motive de lungime compilatorul a fost obligat să scurteze textul, aceasta s-a făcut întotdeauna în așa fel încât să nu prejudicieze nici gândurile autorului, nici interesele cititorului. În cazurile în care compilatorul a apelat la introduceri, este firesc ca procesul de citare în sine a tulburat mai mult structura prezentării autorului.

Când lucrează cu materialul, compilatorul nu s-a putut abține să nu acorde atenție faptului că interesul principal este în prefețele primelor ediții. Scris când autorul nu este încă afectat de consecințele operei sale, în prefața primei ediții își dezvăluie intențiile cel mai pe deplin, fără a încerca să stipuleze și să corecteze nimic, așa cum se întâmplă întotdeauna în retipăriri. Mai mult, există o serie de cazuri când prefața prezintă cel mai mare interes nici măcar pentru lucrarea principală universal recunoscută, ci pentru cea care a precedat-o, dar în care gândurile principale ale autorului și-au găsit deja expresia. Fără îndoială, prefețele pot servi ca o sursă valoroasă pentru înțelegerea psihologiei muncii unui om de știință și pot oferi material pentru a judeca tipul și scopul gândirii sale. Rețineți că prefețele, fiind un mesaj extrem de personal al autorului, sunt în marea majoritate a cazurilor scrise la persoana întâi.

Cuvintele înainte au devenit adesea scena unor bătălii ideologice violente. Să menționăm prefața editorului la opera lui Copernic, unde evlaviosul călugăr luteran Osiander a căutat să prezinte teoria lui Copernic doar ca o modalitate convenabilă de a descrie sistem solarși nu ca o imagine adevărată a lumii. Să ne amintim prefața furioasă a lui Kots la cea de-a treia ediție a Principia, unde un tânăr student al lui Newton se opune cartezianismului și lui Leibniz.

În fine, vom acorda atenție faptului că totalitatea materialului cărții duce la convingerea unei legături profunde între sentimentele și gândurile umane. Tocmai când ne apropiem de cele mai înalte manifestări, vedem în poezia științei și dramatismul ideii că distanța dintre tipul de gândire a unui om de știință în științele exacte și gândirea figurativă a unui artist, care este de obicei numită două. culturi, nu este deloc atât de mare pe cât este uneori prezent. Aș dori să sper că această colecție va ajuta la depășirea acestor bariere, care au apărut, poate, din cauza creșterii rapide a culturii în sine, când în divizarea ei s-a început să se caute o scuză pentru o completitudine insuficientă.

În această colecție, compilatorul s-a limitat la științele naturii. Cu toate acestea, nimic nu ne împiedică să aplicăm abordarea dezvoltată în alte domenii. Mai mult, chiar și în ficțiune, scriitorii apelează adesea la prefețe și își exprimă în ele punctele de vedere asupra anumitor probleme generale. Un exemplu este prefața lui Victor Hugo la drama sa istorică Cromwell: acest manifest pasionat al literaturii romantice franceze a supraviețuit piesei în sine, care a fost scrisă după aceleași linii directoare estetice. Este instructiv să comparăm prefețele cu cărțile de istorie, unde autorii din vremea lui Tucidide și-au formulat în mod tradițional viziunea și metoda asupra lumii. Deci, oricine este interesat de abordare istoria Rusiei, vor citi cu profit prefețele lui N. M. Karamzin sau S. M. Solovyov la celebrele lor cărți despre istoria Rusiei.

De mare interes sunt prefațele lucrărilor din domeniul economiei. Cititorul poate fi sfătuit să consulte cele două pagini cu care Adam Smith prefațează ancheta sa asupra cauzelor și naturii bogăției națiunilor. Un clasic este prefața lui Karl Marx La Critica economiei politice, care oferă un rezumat de cinci pagini al esenței materialismului istoric, de neîntrecut ca claritate și perfectă ca formă.

Consistența metodologică a materialului adunat mai sus este evidentă. Mai mult, această latură din lucrările clasicilor științei este cea care ne interesează în mod special astăzi. Conținutul lucrărilor selectate a devenit de mult proprietatea nu numai a științei, ci a intrat în carnea și oasele culturii noastre materiale și spirituale. Cu toate acestea, dovezile documentare ale motivelor și metodelor de lucru ale oamenilor de știință din vremurile trecute sunt de o importanță durabilă și, dacă compilatorul a reușit să ilustreze suficient de convingător calea maiestuoasă pe care știința a parcurs-o în ultimii cinci sute de ani, atunci el va lua în considerare sarcina finalizată.

Lucrările prezentate în colecție nu sunt deloc rare. În plus, marea majoritate a lucrărilor au fost publicate sub formă de ediții separate în limba rusă și au fost furnizate, de regulă, cu comentarii ample, precum și cu biografii ale autorilor scrise de oameni de știință de seamă. De remarcat sunt cărțile din seria Clasicii științei publicate de Academia de Științe a URSS, care sunt publicate din 1947, și seria Clasicii științelor naturale, care a început chiar înainte de Primul Război Mondial. Majoritatea autorilor sunt, de asemenea, dedicați unor studii și biografii separate. Fără a indica toate materialele folosite, compilatorul ar dori să remarce rolul mare pe care l-a jucat Marea Enciclopedie Sovietică (ediția a II-a a fost luată ca standard și în transcrierea numelor). În cele din urmă, compilatorul a primit asistență neprețuită atât din partea fondurilor, cât și a aparatului de referință al Bibliotecii Academiei de Științe din Leningrad și a Bibliotecii care poartă numele A.I. V. I. Lenin la Moscova. Fără ajutorul acestui cel mai mare depozitar de cărți din lume și, pe de altă parte, și al surorii sale modeste - biblioteca Institutului de Probleme Fizice al Academiei de Științe a URSS, munca compilatorului cu greu ar fi fost posibilă.

În selectarea materialelor despre problemele biologice, sfaturile academicienilor V. A. Engelgardt și P. K. Anokhin au fost de mare ajutor. Compilatorul îi mulțumește, de asemenea, academicianului B. M. Kedrov pentru sprijinul și atenția acordată lucrării și pentru o discuție detaliată a manuscrisului la Institutul de Istorie a Științelor Naturale și Tehnologice al Academiei de Științe a URSS.

Majoritatea textelor au fost comparate cu edițiile originale și, în multe cazuri, s-au făcut corecțiile și completările necesare. Partea a patra a tuturor introducerilor a fost tradusă special pentru această ediție. Compilatorul dorește să recunoască ajutorul lui L. A. Vainshtein, care și-a asumat sarcina de a traduce din germană cea mai interesantă introducere la Astronomia Nova a lui Kepler și F. A. Petrovsky, care a verificat această traducere cu originalul latin; Compilatorul îi mulțumește lui M. E. Sergienko pentru traducerea introducerii lucrării lui Haller din latină, I. N. Veselovsky pentru traducerea lui Gerika, V. F. Shukhaeva pentru ajutor în traducerea din franceză, E. V. Smolyanitskop pentru traducerile din germană și asistență în organizarea lucrării cărții , către N. G. Elkonina, Yu. I. Matveev, Yu.

La selectarea portretelor, compilatorul a încercat să folosească desene și gravuri care înfățișează autorii la vârsta la care lucrarea descrisă a fost scrisă de noi. În selecția portretelor, compilatorul a folosit celebra colecție de gravuri a Muzeului Ermitaj de Stat din Leningrad, gravuri ale Muzeului Arte Frumoase numit după A. S. Pușkin și colecția de portrete ale oamenilor de știință de la Institutul de Istoria Științelor Naturale și Tehnologiei din Moscova, Institutul de Istoria Științei din Stuttgart, Muzeul German din München, Laboratorul Cavendshp din Cambridge și, în cele din urmă, colecția de portrete ale oamenilor de știință, care se află în posesia academicianului P. L. Kapitsa .

Având în vedere complexitatea ediției prezentate ca primă încercare de o astfel de abordare a trecutului științei, compilatorul ar fi foarte îndatorat pentru comentariile și sugestiile cititorilor, care ar trebui trimise la adresa: Moscova V-334, autostrada Vorobyovskoye , 2, Institutul de Probleme Fizice al Academiei de Științe a URSS.

Un experiment, ca și o observație, aparține grupului de metode universale - cum ar fi cele utilizate în cadrul diverse stiinteși tipuri de cunoștințe științifice.

• să ilustreze legile și tiparele stabilite în știință într-o formă accesibilă pentru elevi și să facă conținutul lor ușor de înțeles pentru studenți;
• creșterea vizibilității predării;
• să familiarizeze elevii cu metoda experimentală de cercetare;
• arată aplicarea cunoștințelor dobândite în inginerie, tehnologie și viața de zi cu zi;
• cresterea interesului elevilor pentru invatare;
• pentru a forma abilități experimentale și experimentale la școlari.

Astăzi, experimentul educațional, în special cel școlar, este foarte dezvoltat. Pentru a oferi elevilor cunoștințe solide, pentru a-și forma abilități practice importante, este necesară coordonarea în aplicarea diferitelor tipuri de experiment educațional.

Pe parcursul progresului științific și tehnologic și al trecerii la un nou conținut al educației, rolul experimentului în predarea la școală crește.

Procesul de învățare constă în formarea consecventă a noilor concepte și teorii pentru elevi pe baza câtorva prevederi fundamentale bazate pe experiență.

În cursul acestui proces se reflectă caracterul inductiv al stabilirii legilor de bază pe bază de experiment și caracterul deductiv al încheierii de consecințe din legile astfel stabilite. Astfel, experimentul în procesul educațional joacă un rol important.

Pentru măsurarea umidității aerului se folosesc diverse instrumente. În cazul nostru, am folosit un higrometru psicrometric - un psicrometru. Se știe că viteza de evaporare depinde de umiditatea relativă a aerului. Cu cât umiditatea aerului este mai mică, cu atât umiditatea se evaporă mai ușor.

Psihrometrul are două termometre. Una este obișnuită, se numește uscată. Măsoară temperatura aerului înconjurător, balonul altui termometru este învelit într-un fitil din material și coborât într-un recipient cu apă. Al doilea termometru nu arata temperatura aerului, ci temperatura fitilului umed, de unde si denumirea de bulb umed.

Cu cât umiditatea aerului este mai mică, cu atât umiditatea se evaporă mai intensă din fitil, cu atât mai multă căldură pe unitatea de timp este îndepărtată din termometrul umed, cu atât citirile sale sunt mai mici, prin urmare, cu atât este mai mare diferența dintre citirile termometrelor uscate și umede.

Psihrometrul a fost instalat timp de 30 de minute în sălile de studiu și, după scurgerea timpului, s-au efectuat citiri. Se calculează diferența de citiri între becurile umede și cele uscate. Cunoscând diferența dintre citirile termometrelor uscate și umede și temperatura ambiantă, folosind tabele psicrometrice, măsurăm umiditatea relativă a aerului.

Experiență în măsurarea umidității relative într-o cameră

Măsurătorile au fost efectuate în cursul săptămânii, zilnic, apoi au fost mediate datele. Pentru măsurarea umidității relative au fost folosite un psicrometru și materiale improvizate. Rezultatele măsurătorilor sunt prezentate în tabel

Determinarea umidității relative a aerului folosind instrumente și materiale la îndemână

1 cale

Echipament: două pahare de plastic de până la 200 ml (una transparentă), un vas cu apă cu gheață (unul pentru toți) și un călnic, un vas cu apă fierbinte (unul pentru toți) și o căniță, un termometru, o masă de dependență de presiunea vaporilor de apă saturati pe temperatură, (probleme de colecție în fizică, editat de A. P. Rymkevich).

Soluție: Turnați apă cu gheață într-un pahar transparent și coborâți termometrul în el. După ceva timp, pereții exteriori ai cupei se vor aburi și prin măsurarea temperaturii, iar acesta va fi punctul de rouă, determinăm presiunea parțială de pe masă.

Apoi, adaugă încet apă fierbinte din a doua ceașcă până când roua de pe pereți dispare. Observăm temperatura la care roua a dispărut și prin măsurare temperatura camerei, determinăm presiunea maximă a vaporilor de apă p0 în clasă.

Folosind formula φ=(p/p0)100%, găsim umiditatea relativă din clasă și ajungem la concluzia dacă rezultatul este normal sau nu.

2 sensuri

Echipament: psicrometru august, higrometru de condensare, higrometru de păr.

A) Măsurarea umidității aerului cu ajutorul psicrometrului august.

Citirile termometrului uscat tc = 22oC, iar citirile termometrului umed tb = 16oC, diferența de citire ∆t=6oC. Conform tabelului psicrometric la 22o C și ∆t=6o C umiditate relativă φ = 54%.

Tabel psicrometric

Determinarea umidității aerului în diferite încăperi ale școlii în timpul sezonului de încălzire

Un experiment este o metodă de cunoaștere, cu ajutorul căreia se studiază fenomenele realității în condiții controlate și controlate. Spre deosebire de observarea prin operare activă a obiectului studiat, E. se realizează pe baza unei teorii care determină formularea problemelor și interpretarea rezultatelor acesteia. Adesea sarcina principală a lui E. este verificarea ipotezelor și predicțiilor teoriei, care au o importanță fundamentală (așa-numitul E. decisiv). În acest sens, E., ca una dintre formele de practică, îndeplinește funcția de criteriu pentru adevărul cunoașterii științifice în general.

Un experiment, o metodă de cercetare a apărut în științele naturii din timpurile moderne (W. Gilbert , G. Galileo). Pentru prima dată a primit înțelegere filozofică în lucrările lui F. Bacon , a dezvoltat prima clasificare a lui E. Dezvoltarea activității experimentale în știință a fost însoțită în teoria cunoașterii de lupta raționalismului și empirism , înțelegerea diferită a raportului dintre cunoștințele empirice și teoretice. Depășirea unilateralității acestor direcții, începută de filosofia clasică germană, s-a finalizat în materialismul dialectic, în care teza despre unitatea activității teoretice și experimentale este o expresie concretă a poziției generale despre unitatea senzorială și rațională. , nivelurile empirice și teoretice în procesul de cunoaștere.

stiinta moderna foloseşte diverse tipuri de E. În domeniul cercetării fundamentale cel mai simplu tip E. - E. calitativ, cu scopul de a stabili prezenţa sau absenţa fenomenului propus de teorie. Mai complexă este măsurarea E., care dezvăluie caracterul definit cantitativ a unei proprietăți a unui obiect. Un alt tip de E., care este utilizat pe scară largă în cercetarea fundamentală, este așa-numitul E mental. Referitor la domeniul cunoașterii teoretice, este un sistem de proceduri mentale, practic impracticabile, efectuate pe obiecte ideale. Fiind modele teoretice ale experimentelor și situațiilor reale, E. mintale sunt realizate pentru a clarifica consistența principiilor de bază ale teoriei. În domeniul cercetării aplicate se folosesc toate tipurile indicate de E. Sarcina acestora este de a testa modele teoretice specifice. Pentru științele aplicate este specific modelul E. care este plasat pe modele materiale care reproduc creaturi, trăsături ale situației naturale studiate sau dispozitiv tehnic. Este strâns legat de producții. E. Metodele sunt folosite pentru a procesa rezultatele lui E. statistici matematice, a cărei ramură specială explorează principiile analizei și proiectării unui experiment

Din anii 20. Secolului 20 economia socială se dezvoltă, contribuie la introducerea în viaţă a unor noi forme de organizare socială şi optimizarea managementului. Așadar, E. socială, îndeplinind o funcție cognitivă, aparține sferei managementului social. Obiectul E. social, în rolul căruia acționează un anumit grup de oameni, este unul dintre participanții la E., ale cărui interese trebuie să fie luate în considerare, iar cercetătorul însuși este inclus în situația pe care o studiază. Conţinutul şi procedurile e. sociale sunt determinate şi de normele legale şi morale ale societăţii.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

Universitatea din Moscova. S.Yu. Witte

La disciplina „Conceptul de științe naturale moderne”

Subiect: „Rolul experimentului în cercetarea științifică”

Efectuat:

Mironov Mihail Pavlovici

student anul 1

Învățământ cu normă întreagă

Specialitatea „Managementul personalului”

Grupa UD 29.1 / B-13

Moscova 2013

Introducere

4. Măsurători experimentale

Concluzie

Introducere

Încă din momentul apariției filozofiei, o persoană s-a gândit la posibilitățile și limitele cunoașterii. Reflecțiile filozofice au fost conduse în principal fie în concordanță cu empirismul, care neglijează rolul gândirii creative și dezvoltarea aparatului conceptual, fie în conformitate cu raționalismul, care nu a luat în considerare practica ca criteriu al adevărului, ca bază, pornind de la punctul și scopul cunoașterii. Ca urmare a succesului Stiintele Naturii mulţi empirişti au început să creadă că cercetareîn acest domeniu are nevoie doar de o justificare pragmatică, și nu de o justificare filozofică. F. Engels a arătat, însă,

Că „cel mai plat empirism, care disprețuiește orice teorie și tratează toată gândirea cu neîncredere”, este calea cea mai sigură de la știința naturală la misticism.

Dialectica cunoașterii are nevoie de reflecție filozofică. În același timp, vorbim atât despre o explicație materialistă a proceselor de gândire, cât și despre relații complexe care apar în procesul de asimilare teoretică și practică a realității de către oameni. Încercarea lui Kant de a depăși empirismul și raționalismul nu a avut succes.

Dezvoltarea unei teorii a cunoașterii care îndeplinește dezvoltare modernăștiința nu poate fi doar sarcina filosofiei. Din moment ce ea trebuie să dea pentru individ discipline științifice viziune asupra lumii, fundamente epistemologice și metodologice, deoarece face acest lucru prin analizarea rezultatelor acestor științe, istoria științei și concepțiile filozofice și epistemologice ale oamenilor de știință. Aspectul filozofic al studierii procesului de cunoaștere constă în fundamentarea teoriei reflecției, în luarea în considerare a naturii istorice a cunoașterii și a dialecticii dezvoltării cunoașterii.

Formularea filozofică a întrebării depășește însă problemele istoriei teoremelor cunoașterii. Include probleme ideologice legate de conexiunea cunoașterii cu umanismul și luarea în considerare a eficacității rezultatelor cunoașterii. Responsabilitatea oamenilor de știință este dublă. Pe de o parte, raportul dintre costurile aplicate și beneficiile primite ar trebui să fie luat în considerare pentru a asigura cea mai eficientă cercetare. Acest lucru este deosebit de dificil de realizat în legătură cu cercetarea fundamentală, deoarece rezultatele practice de aici se manifestă adesea într-un viitor mai mult sau mai puțin îndepărtat. Pe de altă parte, experimentele, deoarece afectează direct sau indirect oamenii, nu pot fi asociate doar cu criterii de eficiență economică. Experimentele cu și pe oameni necesită aderarea la principiile umaniste. Nevoia publică de cunoștințe științifice poate fi satisfăcută doar dacă există un întârziere adecvat și eliberarea completă a potențialelor creative, sunt necesare anumite condiții pentru aceasta.

1. Orientarea practică a experimentului

studiu experimental al științelor naturii

Dezvoltarea societății este determinată în mare măsură de nivelul tehnologiilor intensive în știință, dintre care numeroase domenii se bazează pe realizările ramurilor relevante ale științelor naturale. Știința naturală modernă are o mare varietate de metode de cercetare, printre care experimentul este cel mai eficient și eficient mijloc de cunoaștere.

Experimentul de astăzi se caracterizează prin trei caracteristici principale: rolul din ce în ce mai mare al bazei teoretice a experimentului. În multe cazuri, experimentul este precedat de muncă teoretică, concentrând munca enormă a unui număr mare de teoreticieni și experimentatori;

Complexitatea echipamentului tehnic al experimentului. Tehnica experimentală este de obicei saturată cu echipamente electronice multifuncționale, dispozitive mecanice de precizie, instrumente foarte sensibile, traductoare de înaltă precizie etc. intermediază rezultate experimentale și efectuează procesarea lor secvențială;

Amploarea experimentului. Unele configurații experimentale seamănă cu obiecte complexe la scară mare. Construcția și exploatarea unor astfel de instalații este costisitoare. În plus, obiectele experimentale pot avea un efect activ asupra mediului.

Experimentul se bazează pe impactul practic al subiectului asupra obiectului studiat și include adesea operații de observare care duc nu numai la rezultate calitative, descriptive, dar și cantitative care necesită o prelucrare matematică ulterioară. Din acest punct de vedere, un experiment este un fel de acțiune practică întreprinsă cu scopul de a obține cunoștințe. În procesul de cercetare experimentală a științelor naturii în condiții controlate și controlate, sunt studiate diverse proprietăți și fenomene ale naturii.

Spre deosebire de simpla observare prin influența activă asupra obiectului, în cele mai multe cazuri experimentul se desfășoară pe baza uneia sau alteia teorii care determină formularea problemei experimentale și interpretarea rezultatelor. Adesea, sarcina principală a unui experiment este de a testa ipotezele și predicțiile unei teorii care sunt de importanță fundamentală, aplicată și fundamentală. Fiind un criteriu al adevărului științific natural, experimentul stă la baza cunoașterii științifice a realității.

Multe studii experimentale vizează nu numai fundamentarea adevărului științific natural, ci și tehnologiile de procesare pentru fabricarea de noi tipuri de diferite produse de înaltă calitate. În aceasta, orientarea practică a experimentului se manifestă cel mai puternic ca o modalitate directă de a îmbunătăți orice ciclu tehnologic.

Instrumentele experimentale nu sunt în mod inerent omogene: pot fi împărțite în trei sisteme principale care diferă în scopul lor funcțional:

Asigurarea unui impact asupra obiectului studiat;

Sistem instrumental complex de măsurare;

În funcție de problema experimentală, aceste sisteme joacă roluri diferite. De exemplu, atunci când se determină proprietățile magnetice ale unei substanțe, rezultatele experimentului depind în mare măsură de sensibilitatea instrumentelor. În același timp, atunci când se efectuează experimente cu o substanță care nu apare în natură în condiții normale și chiar și la temperaturi scăzute, toate sistemele de instrumente experimentale joacă un rol important.

Cu cât sarcina experimentală este mai complexă, cu atât mai acută este problema purității experimentului și a fiabilității rezultatelor obținute. Există patru moduri de a rezolva această problemă:

Repetarea multiplă a măsurătorilor;

Îmbunătățirea sistemelor și dispozitivelor tehnice; creșterea preciziei, sensibilității, rezoluției acestora;

Luare în considerare mai riguroasă a factorilor principali și non-principali care afectează obiectul studiat;

Planificarea preliminară a experimentului, care face posibilă luarea în considerare în cea mai mare măsură a specificului obiectului studiat și a posibilităților de instrumentare.

Cu cât experimentul este mai pur, cu atât mai atent sunt analizate preliminar toate trăsăturile obiectului studiat și cu cât instrumentele sunt mai sensibile, cu atât rezultatele experimentale sunt mai precise și corespund mai aproape de adevărul științific natural.

În orice experiment natural - științific, se pot distinge trei etape principale:

pregătitoare;

Obținerea datelor experimentale;

Prelucrarea rezultatelor experimentului și analiza acestora;

Etapa pregătitoare include de obicei un studiu teoretic al experimentului, planificarea acestuia, pregătirea obiectului studiat, proiectarea și crearea unei baze tehnice, inclusiv instrumentare. Pe o bază experimentală bine pregătită, datele obținute, de regulă, se pretează mai ușor la procesări matematice complexe. Analiza rezultatelor experimentului ne permite să evaluăm unul sau altul parametru al obiectului studiat și să îl comparăm fie cu valoarea teoretică corespunzătoare, fie cu valoarea experimentală obținută prin alte mijloace tehnice, ceea ce este foarte important în determinarea corectitudinii și gradului. de fiabilitate a rezultatelor obtinute.

Contextul teoretic al experimentului

Condiționarea reciprocă a cunoștințelor empirice și teoretice nu este pusă la îndoială. Experimentele moderne și teoria sunt atât de puternic împletite încât este aproape imposibil să se răspundă fără ambiguitate la întrebarea care dintre aceste cunoștințe poate fi considerată începutul absolut al cunoașterii științifice naturale, deși se pot da numeroase exemple de cercetare științifică atunci când principiile empirice anticipează teoria, si invers.

În toate etapele studii experimentale activitatea mentală a experimentatorului, care are cel mai adesea un caracter filozofic, este foarte importantă. Rezolvarea, de exemplu, întrebări: ce este un electron, dacă este un element al lumii reale sau o abstractizare pură, dacă poate fi observat, în ce măsură cunoștințele despre electron sunt adevărate și altele asemenea - un om de știință, unul într-un fel sau altul, se referă la problemele filozofice ale științelor naturale. O legătură mai profundă între știința naturii și filozofie mărturisește o mai mult nivel inalt dezvoltarea acestuia. În mod firesc, în timp, gândirea teoretică cu orientare filozofică se schimbă și capătă diverse forme și conținut. Cele mai bune rezultate vor fi obținute de un om de știință natural care este fluent în problemele sale strict profesionale și care se orientează destul de ușor în problemele filozofice generale legate în primul rând de dialectica și teoria cunoașterii științifice naturale.

Dorința oamenilor de știință de a crea o imagine științifică a lumii aduce știința naturală mai aproape de filozofie. Tabloul științific al lumii are mai multă generalitate decât schemele teoretice ale afirmațiilor specifice științelor naturale. Se formează prin conexiuni speciale ale elementelor individuale ale cunoașterii și este un model ideal foarte general al proceselor, fenomenelor și proprietăților reale ale materiei, studiate în ramurile înguste ale științei naturale. În sens larg, tabloul științific al lumii exprimă cunoștințe generale despre natură, caracteristice unei etape date de dezvoltare a societății. Descrierea imaginii lumii în termeni generali creează concepte care sunt mai mult sau mai puțin apropiate de conceptele de limbaj cotidian, cotidian.

În acele perioade de dezvoltare a științei naturii, când imaginea veche a lumii este înlocuită cu una nouă, la înființarea unui experiment, rolul ideilor filozofice sub forma unor postulate teoretice, pe baza cărora este implementat experimentul , crește.

În epoca formării fizicii ca știință, când nu existau teorii speciale ale științelor naturale, oamenii de știință, de regulă, erau ghidați de ideile filozofice generale despre unitatea și relația dintre obiectele materiale și fenomenele naturale. De exemplu, G. Galileo, punând bazele mecanicii clasice, s-a bazat pe modelul general al unității lumii. Această idee a ajutat să privim cerul cu „ochi pământeni” și să descrie mișcarea corpurilor cerești prin analogie cu mișcarea corpurilor de pe Pământ, ceea ce, la rândul său, i-a determinat pe oamenii de știință să studieze mai atent diferitele forme. mișcare mecanică, în urma cărora au fost descoperite legile clasice ale mecanicii.

Ideea filozofică a unității materiale a lumii a alimentat multe studii experimentale și a contribuit la acumularea de noi fapte științifice. Așa, de exemplu, celebrul fizician danez H. Oersted, gândindu-se la relația dintre fenomene de natură fizică diferită - căldură, lumină, electricitate și magnetism - în urma unor studii experimentale a descoperit efectul magnetic al curentului electric.

Rolul premiselor teoretice ale experimentului este deosebit de important, atunci când cunoștințele teoretice existente servesc drept bază pentru noi probleme științificeși ipoteze care necesită o justificare empirică preliminară.

ÎN conditii moderne rolul muncii teoretice crește în etapa pregătitoare a experimentului, la fiecare operație, anumite proceduri de cercetare teoretică și practică sunt incluse în moduri diferite. Există patru operațiuni principale ale etapei pregătitoare a experimentului:

* stabilirea sarcinii experimentului și propunerea de opțiuni ipotetice pentru soluționarea acestuia;

* dezvoltarea unui program de cercetare experimentală;

* pregătirea obiectului studiat și realizarea unui set-up experimental;

* analiza calitativa cursul experimentului și ajustarea programului de cercetare și a instrumentării.

Cu o aparentă aleatorie, descoperirile empirice se încadrează într-o schemă logică bine definită, al cărei element de plecare este contradicția dintre cunoștințele teoretice cunoscute și datele empirice noi. O astfel de contradicție este baza logică a problemei nou apărute - un fel de graniță între cunoaștere și ignoranță - primul pas în înțelegerea necunoscutului. Următorul pas este de a prezenta o ipoteză ca o posibilă soluție a problemei.

Ipoteza propusă, împreună cu consecințele care decurg din aceasta, servesc drept bază care determină scopurile, obiectivele și mijloacele practice ale experimentului. În unele cazuri, cu schema teoretică actuală, ipoteza poate avea un grad ridicat de fiabilitate. O astfel de ipoteză stabilește în mod rigid programul experimentului și îl direcționează către căutarea rezultatului prezis teoretic. În alte cazuri, atunci când o schemă teoretică tocmai este în curs de dezvoltare, gradul de fiabilitate al ipotezei poate să nu fie ridicat. În același timp, teoria conturează doar schema experimentului, iar numărul de încercări și erori crește.

În etapa pregătitoare a experimentului, munca inventiva și de proiectare ca proces științific creativ joacă un rol imens, neprețuit. Succesul oricărei lucrări experimentale depinde de talentul unui om de știință, determinat de perspicacitatea sa, de profunzimea gândirii abstracte, de originalitatea în rezolvarea problemelor tehnice, de capacitatea de a desfășura activități inventive, care reprezintă o tranziție consecventă și intenționată de la cunoștințele teoretice la căutarea practică.

Astfel, deși experimentul se bazează pe activități practice, dar, fiind o metodă de știință naturală de cunoaștere a realității, include mijloace logice și teoretice, o combinație armonioasă, care ne permite să rezolvăm cu succes problema.

Pregătirea obiectului studiat și crearea cadrului experimental sunt pași importanți în implementarea programului de cercetare, după care începe perioada principală a lucrării experimentale propriu-zise. O astfel de perioadă, s-ar părea, este caracterizată de semne pur empirice: o schimbare a condițiilor controlate, pornirea și oprirea dispozitivelor și diverse mecanisme, fixarea anumitor proprietăți, efecte etc. În cursul experimentului, rolul teoriei pare a reduce. Dar, de fapt, dimpotrivă - fără cunoștințe teoretice este imposibil de stabilit sarcini intermediare si solutia lor. Structura experimentală este cunoștințe materializate, materializate. Rolul teoriei în cursul experimentului presupune elucidarea mecanismului de formare a obiectului de cunoaștere și interacțiunea subiectului, instrumentelor și obiectului, măsurarea, observarea și înregistrarea datelor experimentale.

Premisele teoretice pot contribui la obținerea de informații pozitive despre lume, descoperire științifică sau interveniți, conduceți în cealaltă direcție din calea cea bună - totul depinde dacă aceste premise sunt adevărate sau false. Uneori, oamenii de știință, din cauza unor circumstanțe obiective sau subiective, sunt ghidați de premise false, ceea ce, desigur, nu contribuie la o reflectare obiectivă a realității. De exemplu, o interpretare falsă a problemelor științifice ale ciberneticii și geneticii a dus la o întârziere semnificativă în aceste ramuri ale cunoașterii.

În istoria științelor naturii, există o tendință de dezvoltare a procesului de cunoaștere de la studiul calitativ al unui obiect sau fenomen până la stabilirea parametrilor cantitativi ai acestora și identificarea acestora. tipare generale exprimată într-o formă matematică strictă. Rigoarea și acuratețea informațiilor experimentale în acest caz depind de perfecțiunea metodelor de măsurare și de sensibilitatea rezoluției și acurateței tehnicii de măsurare.

Experimentul modern se caracterizează printr-o precizie ridicată de măsurare. Există mai multe moduri de a îmbunătăți acuratețea:

1) introducerea de noi standarde;

2) utilizarea instrumentelor sensibile;

3) luarea în considerare a tuturor condițiilor care afectează obiectul;

4) o combinație de diferite tipuri de măsurători;

5) automatizarea procesului de măsurare.

Combinația optimă a acestor căi este determinată de proprietatea subiectivă a omului de știință naturală și depinde în mare măsură de gradul de perfecțiune al tehnicii experimentale. Organizarea interacțiunii constante a observației, măsurării și descrierii cantitative în procesul experimentului este mediată de cunoștințe teoretice, inclusiv de o înțelegere filozofică a imaginii lumii, ipoteze etc.

2. Mijloace moderne cercetare în științe naturale

Specificul cercetării moderne, experimentale și teoretice

De-a lungul tuturor etapelor experimentului, omul de știință naturală este ghidat într-o formă sau alta de cunoștințele teoretice. În secolul trecut, dintr-o serie de motive obiective, principalul activitate profesională unii oameni de știință au devenit o muncă exclusiv teoretică. Unul dintre primii oameni de știință care nu a efectuat niciun experiment a fost fizicianul german Max Planck.

A existat astfel o împărțire a oamenilor de știință naturală în teoreticieni profesioniști și experimentatori. Direcții experimentale și teoretice au apărut în multe ramuri ale științei naturii și, în conformitate cu acestea, au apărut laboratoare de specialitate și chiar institute, de exemplu, Institutul de Fizică Teoretică. Acest proces are loc cel mai activ în a doua jumătate a secolului XX. În vremuri trecute, nu numai Newton și Huygens, ci și teoreticieni eminenti precum Maxwell, obișnuiau să-și testeze concluziile și afirmațiile teoretice pe cale experimentală. În ultimele decenii însă, doar în cazuri excepţionale teoreticianul efectuează lucrări experimentale pentru a confirma concluziile cercetării sale teoretice.

Unul dintre motivele obiective esențiale ale izolării profesionale a experimentatorilor și teoreticienilor este acela că mijloacele tehnice de experimentare au devenit mult mai complicate. Munca experimentală necesită concentrarea unor eforturi mari, depășește puterea unei singure persoane și este realizată în majoritatea cazurilor de o întreagă echipă de oameni de știință. De exemplu, pentru a efectua un experiment folosind un accelerator, un reactor etc., este necesar un personal relativ mare de cercetători. Prin urmare, chiar și cu o dorință puternică, teoreticianul nu este capabil să-și testeze concluziile și propunerile teoretice în practică.

În anii 60 ai acestui secol, când aproape toate ramurile științelor naturale erau în plină ascensiune, academicianul P.L. Kapitsa a vorbit cu îngrijorare despre decalajul dintre teorie și experiment, dintre teorie și viață, dintre teorie și practică, constatând separarea științei teoretice de viață, calitatea insuficient de înaltă a muncii experimentale, care perturbă dezvoltarea armonioasă a științei.

Dezvoltarea armonioasă a științei naturii este posibilă atunci când teoria se bazează pe o bază experimentală destul de mare. Și asta înseamnă că un experimentator are nevoie de o bază materială bună: o cameră cu tot felul de echipamente speciale, un set mare de instrumente extrem de sensibile, materiale speciale, ateliere etc. Ritmul de dezvoltare a științelor naturale este în mare măsură determinat de perfecțiunea o astfel de bază materială.

Separarea teoriei de experiment, experiență, practică provoacă pagube enorme, în primul rând, teoriei în sine și, în consecință, științei în ansamblu. Separarea de experiență și viață este caracteristică nu numai pentru oamenii de știință naturală, ci și pentru filozofii care se ocupă de problemele filozofice ale științelor naturale. Un exemplu izbitor este atitudinea unor filozofi față de cibernetică la sfârșitul anilor 1940 și începutul anilor 1950, când cibernetica era numită pseudoștiință reacționară în dicționarele filozofice ruse. Dacă oamenii de știință s-ar ghida după o astfel de definiție a ciberneticii, atunci, evident, explorarea spațiului și crearea de tehnologii moderne intensive în știință nu ar deveni o realitate, deoarece procesele multifuncționale complexe, indiferent de domeniul lor de aplicare, sunt controlate de sisteme cibernetice.

Lucrarea unor oameni de știință natural proeminenți, care au adus o mare contribuție la dezvoltarea științei naturale moderne, a avut loc, fără îndoială, în Relație strânsă teorie și experiment. Prin urmare, pentru dezvoltarea științei naturii pe un teren solid, orice generalizare teoretică trebuie neapărat verificată prin experiment. Numai dezvoltarea armonioasă a experimentului și a teoriei este capabilă să ridice toate ramurile științei naturale la un nivel calitativ nou.

Metodele experimentale și mijloacele tehnice ale cercetării moderne în științe naturale au ajuns grad înalt perfecţiune. Multe dispozitive tehnice ale experimentului se bazează pe principii fizice. Dar aplicarea lor practică depășește cu mult domeniul de aplicare al fizicii - una dintre ramurile științelor naturale. Ele sunt utilizate pe scară largă în chimie, biologie și alte științe naturale conexe. Odată cu apariția tehnologiei laser, calculatoarelor, spectrometrelor și a altor tehnologii avansate, fenomenele naturale și proprietățile obiectelor materiale necunoscute anterior au devenit disponibile pentru cercetări experimentale, iar analiza proceselor fizice și chimice rapide a devenit posibilă.

3. Cele mai importante realizări ale științei naturii moderne

În ciuda faptului că cercetarea experimentală rămâne în urma cercetării teoretice, s-au realizat progrese considerabile în știința naturii în a doua jumătate a secolului al XX-lea datorită dezvoltării bazei experimentale. Este imposibil să enumerați toate realizările din toate ramurile științelor naturale, dar se poate afirma fără echivoc că cele mai multe dintre ele au fost întruchipate în tehnologii moderne intensive în știință. Supraconductivitate la temperatură înaltă, fascicule moleculare, lasere chimice, progrese în chimia nucleară, sinteza chimică a ADN-ului, clonarea etc. realizări importanteștiințe naturale moderne.

Supraconductivitate la temperaturi ridicate. Istoria supraconductivității începe în 1911, când omul de știință danez X. Kamer-ling-Onnes, studiind rezistența electrică a metalelor răcite, a descoperit că atunci când mercurul este răcit la o temperatură a heliului lichid de aproximativ 4,2 K, rezistența electrică a acestui metal. scade brusc la zero. Și asta înseamnă că metalul la o anumită temperatură trece de starea supraconductoare. Pe măsură ce au fost sintetizate noi materiale supraconductoare, temperatura de tranziție a acestora la starea supraconductoare a crescut constant. În 1941, pentru aliajul binar NaN, a fost stabilită o temperatură de tranziție supraconductoare de aproximativ 15K, iar în 1973, aproximativ 23K pentru un alt aliaj binar, NvGe.

Din 1986, începe o nouă etapă în studiul supraconductivității, care a marcat începutul supraconductivității la temperatură înaltă: a fost sintetizat un material cu patru componente pe bază de oxizi de cupru, a cărui temperatură de tranziție a fost de aproximativ 37 K. Apoi, după o scurtă perioadă de timp. timp, temperatura de tranziție a fost ridicată la 40, 52, 70, 92 etc. peste 100 K. În urma numeroaselor experimente, s-a constatat că oxizii de cupru cu patru componente, care au o structură cristalină complexă, intră într-o supraconductoare. stare la aproximativ 94 K.

În 1992, a fost sintetizat un material care trece în starea supraconductoare deja la 170 K. O astfel de stare supraconductivă poate fi realizată prin răcirea nu cu azot lichid, ci cu un lichid de răcire mai ieftin - xenon lichid. Acest material supraconductor este compus din oxid de cupru, stronțiu de calciu; structura sa este relativ simplă.

Utilizarea pe scară largă a supraconductorilor va reduce semnificativ disiparea energiei de diferite tipuri. circuite electrice, și mai ales în transportul de putere, ale căror pierderi sunt de aproximativ 20% la utilizarea conductorilor convenționali.

Laserele chimice

Un studiu experimental al amestecării a doi compuși gazoși, efectuat în urmă cu mai bine de 10 litri, a permis stabilirea distribuției energiei între molecule. De exemplu, reacția hidrogenului atomic cu clorul molecular sub formă gazoasă produce acid clorhidric și clor atomic, care emit lumină infraroșie. O analiză a spectrului de emisie arată că o parte semnificativă a energiei (aproximativ 40%) este energia mișcării vibraționale a moleculei HC1. Pentru descoperirea acestui gen de fenomene, a fost premiat John Polanyi (Universitatea din Toronto). Premiul Nobelîn chimie. Aceste studii au dus la crearea primului laser chimic - un laser care primește energie din explozia unui amestec de hidrogen și clor. Laserele chimice diferă de cele convenționale prin aceea că transformă în radiații coerente nu energia unei surse electrice, ci energia reactie chimica. Au fost descoperite zeci de lasere chimice, inclusiv cele suficient de puternice pentru a fi inițiate fuziunea termonucleara(laser cu iod) și în scopuri militare (laser cu hidrogen-fluor).

Noua instalatie nucleara

Una dintre principalele probleme ale ingineriei nucleare este legată de găsirea unor astfel de condiții pentru cursul proceselor nucleare în care ar fi posibilă reducerea cantității de deșeuri nucleare și prelungirea duratei de viață a reactoarelor nucleare. oameni de știință tari diferite Lucrez la numeroase moduri de a ajuta la rezolvarea acestei probleme foarte importante. Printre diferitele direcții ale soluției sale, o nouă direcție în energia nucleară este deja întruchipată în metal - așa-numitul electronuclear, în care oamenii de știință au mari speranțe. La Institutul de Fizică Teoretică și Experimentală Academia Rusăștiințe și institute din alte țări, se construiește un prototip de instalații nucleare, încă necunoscute în practică, care vor deveni surse de energie fără deșeuri, ecologice, mai sigure decât multe dintre cele existente. Modelul actual al unei noi centrale nucleare este format din două unități - un accelerator particule elementareși pătură - un tip special de reactor nuclear. Pentru implementarea tehnică a acestei noi idei, ar trebui să se folosească vechea reactoare nucleare care și-au epuizat resursele.

Sinteza chimică a ADN-ului

În moleculele polimerice de ADN, natura codifică informațiile necesare pentru a crea un organism viu. Un lanț de legături estere-fosfat repetate între zaharuri formează un schelet ADN rigid, pe care informațiile sunt scrise folosind un alfabet special de patru amine adenină, timină, citozină și guanină (A, T, C, G). Secvența unor astfel de amine ciclice codifică informații. Fiecare dintre amine conține mai mulți atomi de azot legați covalent la fragmentele de zahăr. dublu helix ADN-ul include legături de hidrogen între amine. Informațiile înregistrate în molecula de ADN pot fi citite prin ruperea și re-crearea legăturilor de hidrogen relativ slabe, fără a afecta deloc legăturile mai puternice zahăr-fosfat din lanțul matricei.

Prima sinteză chimică a unei gene, efectuată în urmă cu mai bine de 20 de ani, a necesitat mulți ani de muncă grea. Genele pentru insulină și interferon au fost deja sintetizate în laboratoarele industriale. A fost sintetizată o genă pentru enzima ribonucleoză, care deschide posibilitatea modificării fizice și Proprietăți chimice veveriţă. Cu toate acestea, cele mai moderne metode produc fragmente de gene lungi de sute de perechi de baze, iar studiile ulterioare necesită fragmente de 100 sau mai multe ori mai lungi.

Progrese în inginerie genetică

În organismele superioare, inclusiv în corpul uman, proporția de nucleotide din lanțul ADN care codifică de fapt secvența de aminoacizi din proteine ​​este de doar aproximativ 5%. S-a stabilit că informațiile despre forma moleculelor de ADN sunt codificate în restul secvențelor de nucleotide ADN. De exemplu, îndoirea inelului de furanoză (o monozaharidă ciclică cu cinci membri), care există atât în ​​ADN, cât și în ARN, duce la mobilitatea scheletului lor.

Modern biologie moleculara vă permite să introduceți e-mail orice segment de ADN într-un microorganism pentru a-l forța să sintetizeze proteina care codifică acest ADN. Și chimia organică de paie face posibilă sinteza secvențelor de nucleotide - fragmente de gene. Astfel de fragmente de genă pot fi utilizate pentru a schimba secvența de bază originală în gena care codifică proteina dorită. În acest fel, este posibil să se obțină o proteină modificată cu o secvență de aminoacizi modificată, adică o proteină cu o structură și o funcție care nu existau anterior în natură.

Această metodă de efectuare a mutațiilor specifice în proteinele normale se numește mutageneză. Vă permite să obțineți proteine ​​cu orice structură dorită. În plus, odată sintetizată o moleculă a unei gene care codifică o proteină, cu puterea microorganismelor, poate reproduce proteina în cantități plăcute.

Clonarea

Succesele obținute în diferite ramuri ale științelor naturii au deschis noi posibilități în înțelegerea structurii genomului oamenilor și a altor organisme complexe. Oamenii de știință au învățat cum să combine ADN-ul de la diferite organisme, să identifice și să izoleze segmentele de ADN care codifică proteina dorită și să determine secvențele dorite în fragmente mari de ADN.

Găsirea singurului segment necesar de ADN, care conține o singură genă, printre cantitatea uriașă de material genetic al unei celule umane este la fel de dificilă ca și găsirea unui ac într-un car de fân. Soluția la această problemă este utilizarea ADN-ului recombinant. Fragmente din ADN-ul unei celule sunt încorporate într-un milion de bacterii care se divid rapid. Fiecare dintre bacterii, care sunt cultivate separat, dă o întreagă colonie a descendenților săi. Folosind metode de diagnostic care sunt sensibile la o anumită funcție a genei, se găsește o colonie bacteriană care conține gena noua. Fiecare dintre coloniile de bacterii cu creștere rapidă produce miliarde de copii identice ale fiecărei gene. Prin urmare, o astfel de genă poate fi izolată din bacterii într-o formă pură din punct de vedere chimic. Cu ajutorul unui astfel de proces - clonarea - au fost purificate segmente de ADN a peste 100 de gene umane diferite. Și mai multe gene au fost izolate din cele mai simple organisme, cum ar fi drojdia.

În 1997, a fost raportată o oaie crescută prin clonare. Omul de știință scoțian Ian Wilmuth și colegii săi au obținut din celula unei oi adulte copia sa genetică identică - acum faimosul miel Dolly. Oaia Dolly, în limbajul obișnuit, nu are tată - ea a fost creată de o celulă care conținea un set dublu de gene ale mamei. După cum știți, orice celulă a unui organism adult, așa-numita celulă somatică, poartă un set complet de substanțe ereditare. Celulele sexuale au doar polovigene. La concepție, astfel de jumătăți - paternă și maternă - se unesc și formează un nou organism. Cultivarea artificială a unui nou animal din celula somatica- aceasta este crearea unei ființe identice genetic, proces care se numește clonare. Lucrările privind clonarea plantelor celor mai simple organisme vii au început în anii 60 ai secolului trecut. Amploarea și complexitatea unei astfel de lucrări au crescut. Abia în 1997 a fost posibilă pentru prima dată clonarea mamiferelor dintr-o celulă somatică, astfel de experimente au fost mult timp visul mai multor generații de geneticieni. Unii oameni de știință sunt încrezători în posibilitatea reală de a repeta acest experiment pentru oameni. Cu toate acestea, problema consecințelor morale, sociale, biologice și de altă natură ale unor astfel de experimente rămâne un subiect de discuție.

3. Măsurători experimentale

Orice obiect material are proprietăți destul de definite, dintre care majoritatea sunt caracterizate prin valori numerice. De exemplu, pentru o bucată de sârmă de cupru se pot determina următoarele mărimi: diametrul, lungimea, masa, conductivitatea electrică, coeficientul de dilatare termică, rezistența electrică etc. Unele proprietăți ale obiectelor unui fenomen natural sunt mai greu de cuantificat. Acestea includ, de exemplu, culoarea, luciul, capacitatea de a rezista la mai multe îndoiri. Cu toate acestea, chiar și în astfel de cazuri, este necesar să se determine caracteristicile cantitative corespunzătoare acestor proprietăți, fără a ști care este imposibil să descriem obiectul pentru reproducerea lui suficient de precisă.

Indiferent de metoda de măsurare, determinarea unei anumite mărimi fizice este însoțită de o eroare care arată cât de mult diferă valoarea dorită de valoarea sa adevărată.

Erori de măsurare

Nicio măsurătoare nu poate fi făcută absolut exactă. Cu alte cuvinte, atunci când se măsoară orice valoare în orice fel, valoarea sa absolută este de neatins, ceea ce înseamnă că rezultatul măsurării conține o eroare - eroare de măsurare. O astfel de concluzie rezultă dintr-unul dintre criteriile teoriei cunoașterii științelor naturale a realității - orice cunoaștere științifică este relativă. Oportunități limitate instrumente de măsură, imperfecțiune a organelor de simț, eterogenitatea obiectelor de măsurat, factori externi și interni care afectează obiectele etc. - acestea sunt principalele motive pentru imposibilitatea de a atinge valoarea absolută a valorii măsurate.

Precizia măsurării crește pe măsură ce crește sensibilitatea instrumentului de măsurare. Cu toate acestea, atunci când se măsoară cu un dispozitiv sensibil în mod arbitrar, este imposibil să se facă eroarea de măsurare mai mică decât eroarea dispozitivului de măsurare, chiar și cu mai multe repetări ale măsurătorilor. De exemplu, dacă o riglă vă permite să măsurați lungimea cu o eroare relativă de 0,1%, care corespunde cu 1 mm pe o riglă de metru, atunci, folosind-o pentru a măsura lungimea oricărui obiect, nu puteți determina lungimea cu o eroare. sub 0,1%. Valoarea absolută este ideală, de neatins în practică. Cu cât experimentul este configurat mai precis, cu atât mai perfectă este tehnica de măsurare etc., cu atât valoarea măsurată este mai aproape de valoarea absolută. Unul dintre scopurile importante ale experimentatorului este acela de a aduce datele experimentale obținute mai aproape de valorile lor absolute.

În raport cu valoarea adevărată, există erori de măsurare absolute și relative. Luând în considerare motivele care generează erori, de obicei se disting erorile sistematice, aleatorii și instrumentale. Această clasificare nu ia în considerare erorile grosolane cauzate de neatenția la luarea citirilor instrumentului, înregistrarea incorectă a datelor măsurate, erorile de calcul etc. Astfel de erori nu respectă nicio lege și sunt eliminate în timpul unei evaluări intermediare a rezultatelor măsurătorilor.

Erorile sistematice se datorează unor factori care acționează în același mod atunci când măsurătorile sunt repetate de mai multe ori. Acestea apar cel mai adesea atunci când instrumentele de măsurare funcționează defectuos, metoda de măsurare este inexactă și când sunt utilizate date inexacte pentru calcule.

Concluzie

Activitățile și observațiile experimentale oferă o mulțime de date. Cu ajutorul tehnologiei electronice de calcul, acestea sunt acumulate. Analiza lor sugerează că vorbim despre date esențiale, adică date care determină natura obiectelor sau proceselor studiate. Pentru a identifica concepte teoretice esențiale, necesare, care explică, la nivelul ipotezelor, posibilele rezultate ale experimentelor și observațiilor.

Analiza teoretică a datelor, explicarea lor cu ajutorul teoriei, este un pas important în dezvoltarea științei, care poate duce la experimente ulterioare direcționate. Colectarea intenționată a datelor esențiale implică raționament teoretic, iar deficiențele teoriei se pot transforma foarte curând în limite metodologice pentru analiza datelor.

Interesant, prin studierea procesului de formare a structurilor în procese ireversibile, fizica creează teorii fizice tipice evolutie biologica, în care vechea problemă a relațiilor dintre formarea structurilor și conservarea entropiei este luată în considerare sub aspecte noi. Astfel, unitatea activității experimentale și teoretice se corelează cu procesul istoric, în timpul căruia obiectele și procesele apar și dispar, mecanismele de evoluție se schimbă, iar structurile care există în prezent păstrează urme ale trecutului.

K. Fuchs a prezentat următoarea teză: „Teoria unei ramuri a științei este un corp de cunoștințe despre conexiunile regulate într-un domeniu dat. Este rezultatul comun al activității experimentale și teoretice.”

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Istoria dezvoltării cunoștințelor științifice. Clasificarea generală a metodelor de cercetare științifică. Structura și conținutul procesului de cercetare. Aplicarea legilor logice și a regulilor de raționament. Înregistrarea rezultatelor lucrărilor de cercetare.

curs de prelegeri, adăugat 16.02.2011


Conceptul de fapt științific. Opinia oamenilor de știință despre natura și caracteristicile faptelor științifice. Structura internă și proprietățile unui fapt empiric. Metode de stabilire a faptelor științifice: observare, comparare, măsurare. Doctrina rolului faptelor științifice în dezvoltarea cunoașterii.

rezumat, adăugat 25.01.2010


Specificul și metodologia filosofiei sociale și dezvoltarea ei în istoria omenirii. Trei aspecte ale cunoașterii sociale (ontologice, epistemologice și valorice). Rolul filosofiei sociale în căutarea construirii și fundamentarea unui model teoretic de societate.

rezumat, adăugat 21.05.2015


Predominanța momentului rațional – teorii, legi și alte „operații mentale” în nivelul teoretic al cunoașterii științifice. Orientarea spre sine (reflecție intraștiințifică) ca caracteristică. Forme de gândire ca modalități de reflectare a realității.

rezumat, adăugat 16.04.2009


Dialectica ca teorie și metodă de cunoaștere a realității, știința legilor dezvoltării naturii, societății și gândirii. Forme istorice și alternative ale dialecticii, principiile ei de bază. Metode de cunoaștere a dialecticii, analiza cazurilor speciale de metode științifice.

test, adaugat 08.08.2011


Concept, structură și forme de conștiință. Abilitățile cognitive ale unei persoane. Caracteristici cunoștințe științifice, niveluri de cercetare și rolul filozofiei în aceasta. Definiția clasică a adevărului ca judecată sau negație care corespunde realității.

test, adaugat 15.02.2009


„Contemplarea vie” sau cunoașterea senzorială, trăsăturile, formele și rolul ei în procesul de cunoaștere. Rolul reflectării senzoriale a realității în furnizarea tuturor cunoștințelor umane. Înțelegerea mentală abstractă a lumii, formele și rolul ei în cunoaștere.

test, adaugat 12.08.2010


Tendințe integratoare în stadiul actual de funcționare și dezvoltare a cunoștințelor științifice. Analiza regularităților dinamicii procesului de cunoaștere și identificarea mecanismelor de sinteză interdisciplinară și transdisciplinară. Problema adevărului în cunoașterea științifică.

rezumat, adăugat 27.12.2016


caracteristici generale metode euristice ale cunoașterii științifice, studiul exemplelor istorice de aplicare a acestora și analiza semnificației acestor metode în activitatea teoretică. Evaluarea rolului analogiei, reducerii, inducției în teoria și practica cunoașterii științifice.

lucrare de termen, adăugată 13.09.2011


Unitatea bifurcată, dialectica și metaprincipiile ființei în cunoașterea științifică societate modernă. Caracteristicile problemelor de raționalitate. Principiile trinității ființei și relativității organizaționale a ființei. Caracteristici ale înțelegerii unității universului.