生物科学的一些基本研究方法──观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物科学发展进程中逐步形成的。
在生物科学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。现在,这些方法综合而成现代生物科学研究方法体系。
观察描述的方法在17世纪,近代自然科学发展的早期,生物科学的研究方法同物理学研究方法大不相同。物理学研究的是物体可测量的性质,即时间、运动和质量。
物理学把数学应用于研究物理现象,发现这些量之间存在着相互关系,并用演绎法推算出这些关系的后果。生物科学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。
生物科学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物科学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。
生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。
这一繁重的术语制定工作,主要是C.von林奈完成的。人们使用这些比较精确的描述方法收集了大量动、植物分类学材料及形态学和解剖学的材料。
生物学的主要研究方法有:观察描述的方法、比较的方法、实验的方法、系统的方法。
1、观察描述法
生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。
2、比较法
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
3、实验法
实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。
4、系统法
系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从C.贝尔纳与W.B.坎农揭示生物的稳态现象、维纳与艾什比的控制论到贝塔郎菲的一般系统论,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。从香农信息论到I.普里戈津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。
扩展资料:
生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学,是自然科学的一个部分。目的在于阐明和控制生命活动,改造自然,为农业、工业和医学等实践服务。几千年来,中国在农、林、牧、副、渔和医药等实践中,积累了有关植物、动物、微生物和人体的丰富知识。1859年,英国博物学家达尔文《物种起源》的发表,确立了唯物主义生物进化观点,推动了生物学的迅速发展。
生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法,对生物的各种类群进行命名和等级划分。瑞典生物学家林奈将生物命名后,而后的生物学家才用域(Domain)、界(Kingdom)、门( Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)加以分类。最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受;分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。共有七大类,分别是:界门纲目科属种。
参考资料:百度百科-生物学(自然科学六大基础学科之一)
科学探究常用的方法有观察法、实验法、调查法和资料分析法等.
(1)观察法是科学探究的一种基本方法.观察法是在自然状态下,研究者按照一定的目的和计划,用自己的感官外加辅助工具,对客观事物进行系统的感知、考察和描述,以发现和验证科学结论.观察时要全面、细致、实事求是,并及时记录下来;要有计划、要耐心;要积极思考,及时记录;要交流看法、进行讨论.
(2)实验法是现代生物学研究的重要方法.实验法是利用特定的器具和材料,通过有目的、有步骤的实验操作和观察、记录分析,发现或验证科学结论.一般步骤:①发现并提出问题;②收集与问题相关的信息;③作出假设;④设计实验方案;⑤实施实验并记录;⑥分析实验现象;⑦得出结论.
(3)调查是科学探究的常用方法之一.调查时首先要明确调查目的和调查对象,制订合理的调查方案.调查过程中有时因为调查的范围很大,就要选取一部分调查对象作为样本.调查过程中要如实记录.对调查的结果要进行整理和分析,有时要用数学方法进行统计.
(4)收集和分析资料也是科学探究的常用方法之一.收集资料的途径有多种.去图书管查阅书刊报纸,拜访有关人士,上网收索.其中资料的形式包括文字、图片、数据以及音像资料等.对获得的资料要进行整理和分析,从中寻找答案和探究线索.
生物科学的研究方法为观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等。
观察描述的方法在17世纪,近代自然科学发展的早期,生物科学的研究方法同物理学研究方法大不相同。生物科学的研究是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物科学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。
比较的方法。18世纪下半叶,生物科学不仅积累了大量分类学材料,而且积累了许多形态学、解剖学、生理学的材料。在这种情况下,仅仅作分类研究已经不够了,需要全面地考察物种的各种性状,分析不同物种之间的差异点和共同点,将它们归并成自然的类群。比较的方法便被应用于生物科学。
实验的方法前面提到的观察和描述的方法有时也要对研究对象作某些处理,但这只是为了更好地观察自然发生的现象,而不是要考察这种处理所引起的效应。实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。
扩展资料:
生物科学的进展有:
20世纪70年代以来,生物科学的新进展,新成就层出不穷。从总体上看,当代生物科学主要朝着微观和宏观两个方面发展:在微观方面,生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质;在宏观方面,生态学的发展正在为解决全球性的资源和环境等问题发挥着重要作用。
生物工程方面生物工程(也叫生物技术)是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性的科学技术。也就是说,它是以生物科学为基础,运用先进的科学原理和工程技术手段来加工或改造生物材料,如DNA、蛋白质、染色体、细胞等,从而生产出人类所需要的生物或生物制品。
参考资料来源:搜狗百科—生物科学
理论,实验,总结,创新 ,研究方法
生物学的一些基本研究方法——观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。现在,这些方法综合而成现代生物学研究方法体系。
观察描述的方法 在17世纪,近代自然科学发展的早期,生物学的研究方法同物理学研究方法大不相同。物理学研究的是物体可测量的性质,即时间、运动和质量。物理学把数学应用于研究物理现象,发现这些量之间存在着相互关系,并用演绎法推算出这些关系的后果。生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。这一繁重的术语制定工作,主要是C.von林奈完成的。人们使用这些比较精确的描述方法收集了大量动、植物分类学材料及形态学和解剖学的材料。
比较的方法 18世纪下半叶,生物学不仅积累了大量分类学材料,而且积累了许多形态学、解剖学、生理学的材料。在这种情况下,仅仅作分类研究已经不够了,需要全面地考察物种的各种性状,分析不同物种之间的差异点和共同点,将它们归并成自然的类群。比较的方法便被应用于生物学。
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。G.居维叶在动物学方面,J.W.von歌德在植物学方面,是用比较方法研究生物学问题的著名学者。用比较的方法研究生物,愈来愈深刻地揭示动物和植物结构上的统一性,势必触及各个不同类型生物的起源问题。19世纪中叶,达尔文的进化论战胜了特创论和物种不变论。进化论的胜利又给比较的方法以巨大的影响。早期的比较,还仅仅是静态的共时的比较,在进化论确立后,比较就成为动态的历史的比较了。现存的任何一个物种以及生物的任何一种形态,都是长期进化的产物,因而用比较的方法,从历史发展的角度去考察,是十分必要的。
早期的生物学仅仅是对生物的形态和结构作宏观的描述。1665年英国R.胡克用他自制的复式显微镜,观察软木片,看到软木是由他称为细胞的盒状小室组成的。从此,生物学的观察和描述进入了显微领域。但是在17世纪,人们还不能理解细胞这样的显微结构有何等重要意义。那时的显微镜未能消除使影像失真的色环,因而还不能清楚地辨认细胞结构。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
生物学研究的一般方法有实验法、观察法、调查法和测量法。
①观察法
观察法是科学探究的一种基本方法。生物科学的很多重大发现或发明都源于细致的观察。观察法就是在自然状态下,研究者按照一定的目的和计划。用自己的感观外加辅助工具,对客观事物进行系统地感知和描述,以发现和验证科学结论。
②调查法
调查是科学探究常用的方法之一,是了解生物种类、生存环境和外部形态等常用的研究方法。调查者以正确的理论与思想作指导,通过访谈、问卷、测验等手段有计划地,广泛了解.掌握相关资料.在此基础上进行分析、综合、得出结论。
③实验法
生物学是在实验的基础上建立和发展起来的一门自然科学。利用实验的方法进行科学探究是现代生物学的重要方法。实验法就是利用特定的器具和材料,通过有目的、有步骤的实验操作和观察,记录、分析,发现或验证科学结论。
④测量法(略)
生物医用材料(Biomedical Materials)是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础,已成为当代材料学科的重要分支,尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破,生物医用材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
人类利用生物医用材料的历史与人类历史一样漫长。自从有了人类,人们就不断地与各种疾病作斗争,生物医用材料是人类同疾病作斗争的有效工具之一。追溯生物医用材料的历史,公元前约3500年古埃及人就利用棉花纤维、马鬃作缝合线缝合伤口。而这些棉花纤维、马鬃则可称之为原始的生物医用材料。墨西哥的印第安人(阿兹台克人)使用木片修补手上的颅骨。公元前2500年前中国、埃及的墓葬中就发现有假牙、假鼻、假耳。人类很早就用黄金来修复缺损的牙齿。文献记载,1588年人们就用黄金板修复颚骨。1775年,就有金属固定体内骨折的记载,1800年有大量有关应用金属板固定骨折的报道。1809年有人用黄金制成种植牙齿。1851年有人使用硫化天然橡胶制成的人工牙托和颚骨。20世纪初开发的高分子新材料促成了人工器官的系统研究的开始,人工器官的临床应用则始于1940年。由于人工器官的临床应用,拯救了成千上万患者的生命,减轻了病魔给患者及其家属带来的痛苦与折磨,引起了医学界的广泛重视,加快了人工器官研究步伐。目前可以说,从天灵盖到脚趾骨,从人体的内脏到皮肤,从血液到五官,除了脑以及大多数内分泌器官外,大豆有了代用的人工器官。依据生物材料的发展历史及材料本身的特点,可以将已有的材料分为三代,它们鸽子都有自己明显的特点和发展时期,代表了生物医用材料发展的不同水平。20世纪初第一次世界大战以前所使用的医用材料可归于第一代生物医用材料,代表材料有石膏、各种金属、橡胶以及棉花等物品,这一代的材料大都被现代医学所淘汰。第二代生物医用材料的发展是建立在医学、材料科学(尤其是高分子材料学)、生物化学、物理学及大型物理测试技术发簪的基础之上的。研究工作者也多由材料雪茄或主要由材料学家与医生合作来承担。代表材料有羟基磷灰石、磷酸三钙、据羟基乙酸、聚甲基丙烯酸羟乙基酯、胶原、多肽、纤维蛋白等。这类材料与第一代生物医用材料一样,研究的思路仍然是努力改善材料本身的力学、生化性能,以使其能够在生理环境下有长期的替代、模拟生物组织的功能。第三代生物医用材料是一类具有促进人体自修复和再生作用的生物医学复合材料,它以对生物体内各种细胞组织、生长因子、生长抑素及生长基质等结构和性能的了解为基础来简历生物医用材料的概念。它们一般是由具有生理“活性”的组元及控制载体的“非活性”组元所构成,具有比较理想的修复再生效果。其基本思想是通过材料之间的复合,材料与活细胞的融合,活体材料和人工材料的杂交等手段,赋予材料具有特异的靶向修复、治疗和促进作用,从而达到病变 组织主要甚至全部由健康的再生组织所取代。骨形态发生蛋白(BMP)材料是第三代生物医用材料中的代表材料。
在不同的历史时期,生物医用材料被赋予了不同的意义。其定义是随着生命科学和材料科学的不断发展而演变的。但是,他们都有一些共同的特征。即生物医用材料是一类人工或天然的材料,可以单独或与药物一起制成部件、器械用于组织或器官的治疗、增强或替代,并在有效试用期内不会对宿主引起急性或慢性危害。但由于生命现象是极其复杂的,是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果,生命具有一定得生长、再生和修复精确调控能力,这是目前所有人工器官和生物医用材料所无法比拟的。因此,目前的生物医用材料与人们的真正期望和要求相差甚远。
生物材料应用广泛,品种很多,有不同的分类方法。通常是按材料属性分为:合成高分子材料(聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等)、天然高分子材料(如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等)、金属与合金材料(如钦金属及其合金等)、无机材料(生物活性陶瓷,羟基磷灰石等)、复合材料(碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物等)。根据材料的用途,这些材料又可以分为生物惰性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biodegradable)材料。这些材料通过长期植入、短期植入、表面修复分别用于硬组织和软组织修复与替换。生物医用材料由于直接用于人体或与人体健康密切相关,对其使用有严格要求。首先,生物医用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性。其次,要求耐生物老化。即对长期植入的材料,其生物稳定性要好;对于暂时植入的材料,耍求在确定时间内降解为可被人体吸收或代谢的无毒单体或片断。还要求物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。便于消毒灭茵、无毒无热源、不致癌不致畸也是必须考虑的。对于不同用途的材料,其要求各有侧重。
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