2. Bioloogia – teadus elust

Esimene teema gümnaasiumi bioloogia kursusel annab ülevaate bioloogiast kui teadusest, selle olulistest tunnustest ning erinevatest valdkondadest, bioloogias kasutatavatest uurimismeetoditest ning nende  erinevustest võrreldes teiste loodusainetega. Bioloogia uurimisvaldkond on väga lai ning seetõttu on selle uurimine jagatud erinevateks kitsamateks harudeks vastavalt elu erinevatele organisatsioonitasemetele, organismide süstemaatilisele kuuluvusele ning uurimise täpsemale fookusele. Siit leiate ka ülevaate organismide koostisesse kuuluvatest anorgaanilistest ning orgaanilistest ainetest ning tasakaalustatud sisaldusest tervislikus toitumises.

Maailmapilt on maailmavaateliste teadmiste süsteem, mille abil inimene tunnetab ümbritsevat maailma ja suhestab end sellega. Maailma tasemelise struktureerituse ja eri tasemeid käsitleva info mitmekesisuse rõhutamisel kasutatakse maailma kohta mõistet loodus. Erinevad loodusteadused tegelevad maailma erinevate struktuuritasemetega:

• Füüsika tegeleb kõigi tasemetega, uurides aine ja jõudude vastasmõju.
• Keemia tegeleb ainete koostise, ehituse ja omadustega ning nende muundumise seaduspärasustega.
• Geograafia uurib looduslike ja kultuuriliste nähtuste jaotust ja nendevahelisi ruumilisi seoseid Maal.
• Bioloogia on  loodusteaduse haru, mis uurib elu. Bioloogia uurib kõiki planeedil Maa elavaid organisme (nende ehitust, talitlust, kasvu, paljunemist, päritolu, evolutsiooni, levikut jne) ning organismide kooslusi.

Teaduslikud meetodid, mida erinevad loodusteadused kasutavad:

• Füüsika ja keemia peamiseks uurimismeetodiks on eksperiment.
• Bioloogia tähtsamad meetodid on vaatlus, kirjeldus, võrdlus ja eksperiment.
• Loodusgeograafia kasutab põhiliselt kirjeldavaid (kartograafia, keskkonnaparameetrite mõõtmised) ja  andmete analüüsi ja sünteesi meetodeid.

  Bioloogia uurimismeetoditena kasutatakse lisaks katsete ehk eksperimentide tegemisele enamasti vaatlust, mis võimaldab jõuda tulemusteni ilma organismide ellu otseselt sekkumata. Korduvat teaduslikku tõestust leidnud tulemused on teaduslikud faktid. Bioloogiateadlased kasutavad uuringutes loodusteaduslikku meetodit. Ühe katse põhjal tehtud järeldus ei ole teaduslik fakt, mistõttu on väga olulised  korduskatsete tegemine, et vähendada vigu.

  Teadusliku uurimismeetodi etapid, mis läbitakse enamasti alljärgnevas järjestuses, kuid mitte alati:

Täiendav info ja harjutusülesanded

“Teaduslik uuring” https://vara.e-koolikott.ee/taxonomy/term/2414

Vaata sissejuhatavat VIDEOÕPSi videot gümnaasiumi bioloogia kursusele: https://www.youtube.com/watch?v=3muut27SGLk

 

Oluline info, mida meelde jätta: 

Kuidas teadus toimib?

• Teaduslik meetod koosneb probleemi määratlemisest, uurimisküsimuste ja/või hüpoteeside koostamisest, nende testimisest ja analüüsist ning järelduste tegemisest. See on kriitilise mõtlemise viis – teabe kvaliteedi süstemaatiline hindamine, enne kui lubatakse sellel juhinduda oma uskumustest ja tegevusest.
• katsed mõõdavad, kuidas sõltumatu muutuja muutmine mõjutab sõltuvat muutujat.
• Biologiateadus on ideaaljuhul ennast korrigeeriv protsess, sest teadlaste kogukond on objektiivne ning  kasutab tulemuste ja järelduste vaidlustamiseks kriitilist mõtlemist.
• Teadus tegeleb ainult kontrollitavate faktidega maailma kohta. 
• Teaduslikku teooriat testitakse põhjalikult ja kontrollitakse, kuni keegi ei suuda tõestada, et see ei ole parim viis reaalsuse kirjeldamiseks.
• Pseudoteadus on väide, argument või meetod, mis esitatakse teadusena, kuid mis ei järgi teaduslikke tavasid või põhimõtteid, täpsust, ausust, korratavust ja objektiivsust.
• Valimi viga minimeeritakse, kasutades suuri valimi mahte ja tehes korduskatseid.
• Tõenäosuse arvutused näitavad, kas tulemus on statistiliselt oluline. 

Miks teevad bioloogid katseid?

• looduslikud protsessid on sageli väga keerulised ja neid mõjutavad paljud interaktiivsed muutujad.
• eksperimendid aitavad teadlastel avastada keeruliste looduslike protsesside põhjuseid, keskendudes ühe muutuja muutmise mõjule.

Kuidas väldivad teadlased uuringuid tehes võimalikke valimi vigu ja erapoolikuse lõkse?

• teadlased minimeerivad valimi viga, kasutades suurt valimit ja korrates oma katseid, vahel kasutatakse ka kontrollrühma, et olla kindel katse tulemustes.
• tõenäosusarvutused võivad näidata, kas tulemus on tõenäoliselt tekkinud juhuslikult.
• teadust  teostab inimeste kogukond, kes kontrollivad üksteise tööd ja järeldusi süstemaatiliselt.