К вопросу об исследовательской деятельности учащихся естественно-научного направления ман юи д.М.Н., проф. Зав. Кафедрой физиологии кгма Миндубаева ф.А.

Наш опыт работы в Малой академии наук юных исследователей (МАН ЮИ) в течение более 20 лет позволяет сделать вывод о том, что система обучения в МАН ЮИ формирует новый динамичный стиль мышления учащегося, учит его не только знать, но главное думать и уметь.

Данный раздел методического пособия посвящен анализу и методическим рекомендациям по выполнению научных работ учащихся естественно-научного направления.

Общие положения о научной деятельности

Научные исследования – это процесс выработки новых знаний, направленных на изучение и объяснение закономерностей развития явлений объективного мира. Они должны характеризоваться: объективностью, точностью, доказательностью, воспроизводимостью (В.В.Грузин, 2002).

В настоящее время применяются теоретические и эмпирические научные исследования. Теоретические исследования состоят в анализе и синтезе существующих и в открытии новых закономерностей. Роль эмпирических исследований заключается в получении исходных данных для дальнейшего развития существующей теории или построения новой, данные исследования укрепляют теоретические выводы.

Каждый молодой исследователь, приступающий к разработке новой проблемы или темы, должен изучить предшествующий опыт и знать текущую информацию в выбранном научном направлении. «Мы стоим на плечах наших предшественниках» - древнее изречение как нельзя точно характеризует построение будущего научного знания. При этом для более качественного рассмотрения сути протекающих явлений необходимо использовать системный анализ. Системный анализ – это методология познания частей на основании целого и целостного. Его можно объяснить с позиций теории функциональных систем академика-физиолога П.К.Анохина. Важнейшим принципом системного анализа является выявление и четкое формулирование конечных целей, а также критериев, по которым может оцениваться их достижение.

Юные исследователи, проводящие свои исследования в области решения физиологических задач, могут найти в данном направлении благодатную почву, так как физиология занимает особое место в ряду биологических, педагогических, психологических и медицинских наук. Наряду с анатомией, гистологией и другими медико-биологическими дисциплинами ей принадлежит огромная роль в понимании общих и частных закономерностей жизнедеятельности живых существ.

Физиология – наука о функциях организма и его частей, о динамике жизненных процессов и механизмах регуляции в условиях покоя, активности при взаимодействии с внешней средой. Физиология как самостоятельная наука имеет ряд специфических особенностей.

Первая особенность физиологии состоит в том, что она изучает закономерности работы здорового организма во взаимосвязи с окружающей, в том числе социальной, средой; механизмы, позволяющие человеку оставаться здоровым, несмотря на агрессивное воздействие факторов окружающей среды, физические и эмоциональные, в том числе стрессорные, нагрузки.

Вторая особенность физиологии – это развитие логического мышления, обязательный инструмент познания в области физиологии. Как правило, формулирование вопроса или задачи исследования нередко является более трудным и важным делом, чем само исследование. Логическое мышление обязывает к точным формулировкам, умению выразить идею или результат исследования в виде обобщенного графика, рисунка или таблицы.

Физиология – наука экспериментальная. При этом как в острых, так и в хронических опытах на животных необходимо относиться к ним гуманно – международные правила защиты животных исключают всякую возможность вивисекции. Значительное количество физиологических исследований проводят на людях, заведомо исключая нанесения им вреда.

Методы физиологических исследований по способу их выполнения подразделяются:

1. Острый метод – метод аналитического острого эксперимента предполагает использование большого количества животных.

2. Хронический метод - метод синтетического подхода к изучению функций используют в неразрывной связи и единстве организма и внешней среды в естественных условиях на целом неповрежденном организме. Основоположником хронического метода в физиологических исследованиях является академик И.П.Павлов.

Известно, что основными исследовательскими методами являются методы наблюдения и эксперимент. На первом этапе изучения функций использовались качественные, но не количественные методы исследования. Однако благодаря методу наблюдения были открыты:

• общая схема кровообращения (В. Гарвей, 1628 г.);

• капилляры (Мальпиги, 1661);

• принцип рефлекторной деятельности (Р.Декарт, 1620);

• «животное» электричество – биотоки (М.Гальвани, 1792).

Все существующие методы, используемые в физиологии можно свести в 4 основные группы.

1 группа – Подавление функций, вплоть до ее выключения (удаление, блокада, денервация).

2 группа – Стимуляция функций путем: раздражения (химическое, физическое, тепловое и преимущественно - электрическое, что связано с возможностью точной дозировки по силе, длительности, месту приложения, повторного использования без повреждения ткани); введение гормональных препаратов и др.

3 группа – Регистрация биопотенциалов отдельной клетки, органа, ткани без какого-либо вмешательства и нарушения функции, что позволяет широко использовать эти методы в клинической практике (ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ).

4 группа – Моделирование функций.

В физиологических исследованиях используют также биохимические, гистохимические, морфологические и клинико-анатомические методы для изучения функций, т.к. необходимо изучение всех уровней организации организма – молекулярного, клеточного, тканевого, органного, системного, организменного.

Основными методологическими принципами научного исследования в области физиологии являются:

1. Принцип детерминизма - все взаимосвязано и взаимообусловлено. Во всех физиологических процессах всегда есть причинно-обусловленный закономерный ответ на конкретные внешние воздействия. Взаимообусловленность, взаимосвязанность и взаимозависимость – универсальное свойство.

2. Принцип анализа и синтеза – это функция центральной нервной системы, главным образом коры больших полушарий, которая постоянно разлагает, расчленяет раздражения, падающие на рецепторные образования, в то же время объединяет, синтезирует действия раздражений, то есть в этом заключается аналитико-синтетическая функция коры больших полушарий.

3. Принцип структурности – означает утверждение, что каждый процесс разыгрывается в определенных морфологических образованиях. Функция и структура взаимно определяют друг друга, функция соответствует структуре, а структура функций.

4. Принцип единства организма и окружающей среды. Животный организм и среда образуют единую систему, т.к. между ними происходит непрерывный обмен веществ, энергии и информации.

5. Принцип саморегуляции – эта такая форма взаимодействия, при котором само отклонение от нормы является причиной (стимулом) возвращения к норме – «золотое правило саморегуляции» (И.П.Павлов).

6. Принцип целостности организма – обусловлен наличием двух механизмов регуляции – гуморального и нервного, эти механизмы обеспечивают гомеостаз.