Методы изучения экологии биологических объектов

Экологические исследования направлены на детальное изучение сред обитания, фенологии биологических объектов, их приспособлений (в том числе и поведенческих) к изменяющимся условиям существования, выявление экологических групп в каждой среде и факторов, влияющих на изменение видового и количественного состава живых организмов. В результате исследования выделяются наиболее существенные факторы, являющиеся наиболее важными для жизнедеятельности живых организмов, их видового и количественного состава в изучаемом биотопе или сравниваемых биотопах.

Биоиндикационные методы основаны на способности различных видов или биоценозов аккумулировать в организме те или иные химические вещества, а также реагировать на изменения состояния окружающей среды изменением численности, фенооблика, повреждением тканей, соматическими проявлениями, изменением скорости роста и другими хорошо заметными признаками.

Существуют биоиндикационные методы мониторинга воздушной среды, почв, водных объектов.

Наблюдение

Наблюдение – это целенаправленное и планомерное восприятие яв­лений, результаты которого фиксируются наблюдателем.

Методом наблюдения исследователь раскрывает связь сложнейших явлений, устанавливает закономерности процесса, может внести решительные коррективы в известные и уже объясненные явления.

Научное наблюдение отличается следующими свойствами:

- целенаправленностью;

- систематичностью;

- планомерностью;

- аналитичностью (не только констатация, но и объяснение наблюдаемых фактов);

- регистрацией результатов.

Прежде чем приступать к проведению наблюдения, необходимо составить программу, которая включает два этапа:

I. Подготовительный этап

1. Определение цели наблюдения.

2. Выбор объекта наблюдения.

3. Уточнение предмета.

4. Планирование наблюдения.

5. Подбор способа наблюдения.

6. Установление продолжительности общего времени исследований и числа наблюдений.

7. Выбор способа регистрации фактов.

II. Этап осуществления наблюдения

1. Проведение пробного наблюдения.

2. Коррекция программы наблюдения.

3. Проведение наблюдения.

4. Обработка и интерпретация полученной информации.

Метод наблюдения имеет ограниченные возможности, так как с помощью наблюдения невозможно проникнуть во внутренние, глубин­ные процессы явления, трудно отделить случайное от существенного, собранные факты не лишены субъективизма. Особую трудность для исследователя составляет технология фиксации данных фактов и одновременно их оценка. Исследователи разрабатывают формы дневников наблюдений, протоколов наблюдений, используют видеозапись, фото- и киносъемки, различные условные знаки и символы, чтобы оперативно зафиксировать какое-то неповторимое явление.

Эксперимент

Эксперимент – это система приемов и методов изучения явлений посредством изменения условий их протекания. Эксперимент всегда связан с практической деятельностью, предполагает осуществление определенного воздействия и представляет собой комплекс методов и средств изучения явлений.

Объект и предмет экспериментирования – это те растения, животные, дети или педагоги и их качественные свойства, которые предполагается усовершенствовать. Конкретные популяции, виды, группы, классы и другие общности представляют объект экспериментирования (но, заметьте, не объект всего исследования). Их качества, которые мы развиваем, – это предмет экспериментирования (но не предмет всего исследования). Развиваемые качества есть зависимые переменные, то есть зависящие от внешних условий и воздействий экспериментатора. Изменение зависимых переменных и становится целью эксперимента. Содержательно, но не по формулировке, цели и предмет эксперимента полностью совпадают.

При определении объекта экспериментирования устанавливается точное число исследуемых объектов. Их (обладающих определенными характеристиками) может быть очень много. Для выявления особенностей или закономерностей изменения изучаемых качеств (предмета экспериментирования) достаточно сделать выборку (определить количество участников), которая должна быть репрезентативной.

Методы и средства преобразования объекта и предмета экспериментирования, их развития и совершенствования называются независимыми переменными. Независимые – значит, вполне самостоятельные по отношению к тем качествам и свойствам, которые развиваются в эксперименте.

Независимая переменная не придумывается произвольно, а выводится из гипотезы всего исследования, ибо весь эксперимент и служит ее практическому доказательству. Именно в гипотезе указано, какие пути и способы выбрал студент для достижения цели. Независимые переменные и есть то новое (новация, инновация), что вносит студент в теорию и практику.

Алгоритм проведения эксперимента примерно таков. Перед началом студент замеряет с помощью диагностических методов состояние зависимых переменных, затем вводит независимые переменные, под влиянием которых изменяются зависимые переменные. Эти изменения опять замеряются и затем сопоставляются с начальными данными.

Зависимые и независимые переменные в практической деятельности взаимодействуют. Качество такого взаимодействия зависит от технологии использования (ввода) независимых переменных. Его результат оценивается с помощью специальных аналитических методов.