В или среди прочих факторов необходимо перечислить методы исследования . Выбрать подходящие методы, применить их в процессе написания работы и грамотно описать во введении – задача не из лёгких. Она усложняется ещё и тем, что в каждой сфере исследования: психология, медицина, финансы, педагогика и прочие, применяются свои, узконаправленные методы. Ниже мы раскроем их сущность и назовём их общие и специальные виды.

Что такое методы исследования?

Это первый вопрос, в котором следует разобраться. Итак, методы исследования – это те шаги, которые мы выполняем на пути к своей работы. Это способы, которые помогают нам решить поставленные задачи.

По причине их огромного количества существуют разные классификации методов исследования , подразделения на виды, объединения в группы. Прежде всего, их принято разделять на две категории: универсальные и частные. Первая категория применима для всех отраслей знания, а вторая отличается более узкой направленностью и охватывает те методы, которые применяются строго в той или иной сфере науки.

Следующую классификацию рассмотрим более подробно и выделим их виды: эмпирические, теоретические, количественные и качественные. Далее рассмотрим методы, применимые в конкретных сферах познания: педагогике, психологии, социологии и прочих.

Эмпирические методы исследования

Этот вид основан на эмпирическом, то есть чувственном восприятии, а также на измерении с помощью приборов. Это важный компонент научных исследований во всех областях знаний от биологии до физики, от психологии до педагогики. Он помогает определять объективные законы, в соответствии с которыми происходят изучаемые явления.

Приведённые ниже эмпирические методы исследования в курсовой работе и прочих студенческих трудах вполне можно назвать основными или универсальными, потому что они актуальны для абсолютно всех областей познания.

• Изучение разнообразных источников информации. Это не что иное, как элементарный сбор информации, то есть этап подготовки к или курсовой работы. Сведения, на которые вы будете опираться, можно брать из книг, прессы, нормативно-правовых актов и, наконец, из интернета. При поиске информации следует помнить, что не все находки являются достоверными (особенно в интернете), поэтому при выборке сведений следует отнестись к ним критически и обращать внимание на подтверждение и сходство материалов из разных источников.
• Анализ полученных сведений. Это этап, который идёт следом за сбором информации. Недостаточно просто найти нужный материал, нужно ещё и тщательно проанализировать его, проверить на логичность, достоверность и .
• Наблюдение. Этот метод представляет собой целенаправленное и внимательное восприятие изучаемого явления с последующем сбором информации. Чтобы наблюдение принесло желаемые плоды, необходимо подготовиться к нему заранее: составить план, набросать факторы, требующие особого внимания, чётко определиться со сроками и объектами наблюдения, подготовить таблицу, которую вы будете заполнять в процессе работы.
• Эксперимент. Если наблюдение – это скорее пассивный метод исследования, то эксперимент характеризуется вашей активной деятельностью. Для проведения опыта или серии опытов вы создаёте определённые условия, в которые помещаете предмет исследования. Далее вы наблюдаете за реакцией предмета и фиксируете результаты опытов в виде таблицы, графика или диаграммы.
• Опрос. Этот метод помогает глубже заглянуть в изучаемую проблему, задавая конкретные вопросы вовлечённым в неё людям. Опрос применяется в трёх вариациях: это интервью, беседа и анкетирование. Первые два вида устные, а последний – письменный. После выполнения опроса нужно чётко сформулировать его результаты в виде текста, диаграммы, таблицы или графика.

Теоретические методы исследования

Методы проведения исследования данного вида отличаются абстрактностью и обобщённостью. Они помогают систематизировать собранный материал для успешного его изучения.

• Анализ. Чтобы лучше понять материал, его необходимо разложить на составные единицы и подробно изучить каждую. Этим и занимается анализ.
• Синтез. Противопоставление анализу, необходимое для объединения разрозненных элементов в единое целое. К этому методу мы прибегаем, чтобы получить общее представление об изучаемом явлении.
• Моделирование. Чтобы подробно изучить предмет исследования, иногда нужно поместить его в специально созданную модель.
• Классификация. Этот метод схож с анализом, только информацию он распределяет на основе сравнения и разделяет на группы, опираясь на общие признаки.
• Дедукция. В лучших традициях Шерлока Холмса этот метод помогает перейти от общего к частному. Этот переход полезен для более глубокого проникновения в сущность изучаемого явления.
• Индукция. Этот метод – противопоставление дедукции, он помогает переходить от единичного случая к изучению цельного явления.
• Аналогия. Принцип её действия заключается в том, что мы находим определённые сходства между несколькими явлениями, а затем выстраиваем логические умозаключения о том, что и другие черты у этих явлений могут совпадать.
• Абстрагирование. Если отвлечься от ярких свойств изучаемого явления, можно выявить те его характеристики, на которые мы доселе не обращали внимания.

Количественные методы исследования

Эта группа методов помогает анализировать явления и процессы с опорой на количественные показатели.

• Статистические методы нацелены на первоначальный сбор количественных данных и дальнейшее их измерение для исследования масштабных явлений. Полученные количественные характеристики помогают выявить общие закономерности и устранить случайные незначительные отклонения.
• Библиометрические методы позволяют изучить структуру, взаимную связь и динамику развития явлений в документационной и информационной областях. Это и подсчет количества сделанных публикаций, и контент-анализ, и цитат-индекс, т.е. определение объёма цитирования различных источников. На их основе можно отследить обращаемость изучаемых документов, степень их использования в различных сферах познания. Отдельного упоминания заслуживает контент-анализ, поскольку он играет важную роль при изучении большого объёма различных документов. Его суть сводится к подсчёту смысловых единиц, которыми могут стать те или иные авторы, произведения, даты выпуска книг. Результатом исследования с помощью этого метода становятся сведения об информационном интересе населения и общем уровне их информационной культуры.

Качественные методы исследования

Методы, объединённые в этой группе, направлены на выявление качественных характеристик изучаемых явлений, чтобы на их основе мы могли раскрыть глубинные механизмы различных процессов в обществе, включая влияние средств массовой информации на сознание отдельного человека или определённые черты восприятия информации различными слоями населения. Основная область применения качественных методов – маркетинговые и социологические исследования.

Рассмотрим важнейшие методы этой группы.

• Глубинное интервью. В отличие от обыкновенного интервью, которое относится к эмпирическому виду, здесь мы говорим о такой беседе, где недостаточно краткого ответа «да» или «нет», но требуются развернутые, аргументированные ответы. Часто глубинное интервью проводится в форме свободной беседы в неформальной обстановке по заранее составленному плану, а его цель заключается в исследовании убеждений, ценностей и мотивации респондентов.
• Экспертное интервью. От глубинного аналога эта беседа отличается тем, что в роли респондента выступает эксперт, компетентный в интересующей сфере. Обладая знанием о специфических сторонах изучаемого явления, он высказывает ценное мнение и существенно способствует научному исследованию. Часто в беседах подобного рода участвуют представители власти, работники вузов, руководители и сотрудники организаций.
• Фокус-групповые дискуссии. Здесь беседа происходит не один на один, а с фокус-группой, состоящей из 10-15 респондентов, которые имеют непосредственное отношение к изучаемому явлению. Во время дискуссии её участники делятся личным мнением, опытом и восприятием предложенной темы, а на основе их высказываний составляется «портрет» социальной группы, к которой относится состав фокус-группы.

Методы педагогического исследования

В педагогике исследования проводятся с помощью как универсальных, так и частных методов, необходимых для изучения конкретных педагогических явлений, а также поиска их взаимосвязи и закономерностей. Теоретические методы помогают определять проблемы, и оценивать собранные материалы для исследования, включая монографии по педагогике, историко-педагогические документы, методические пособия и прочие документы, имеющие отношение к педагогике. Изучая литературу по выбранной теме, мы находим, какие проблемы уже решены, а какие ещё недостаточно освещены.

Помимо теоретических, педагогическое исследование приветствует и эмпирические методы, дополняя их своей спецификой. Так, наблюдение здесь становится целенаправленным и внимательным восприятием педагогических явлений (чаще всего это обычные или открытые уроки в школах). Анкетирование и тестирование часто применяется как к учащимся, так и к педагогическому коллективу для познания сущности образовательных процессов.

Среди частных методов, которые относятся сугубо к педагогическим исследованиям, следует назвать изучение результатов деятельности учащихся (контрольных, самостоятельных, творческих и графических работ) и анализ педагогической документации (журналов успеваемости учащихся, их личных дел и медицинских карт).

Методы социологического исследования

Социологические исследования основываются на теоретических и эмпирических методах, дополненных спецификацией тематики. Рассмотрим, каким образом они преобразуются в социологии.

• Анализ различных источников для получения максимально точной информации. Здесь изучаются и книги, и рукописи, и видео, и аудио, и статистические данные. Один из видов этого метода – это контент-анализ, который трансформирует качественные факторы изучаемых источников в их количественные характеристики.
• Социологическое наблюдение. С помощью этого метода собираются социологические данные путём непосредственного изучения явления в его нормальных, естественных условиях. В зависимости от цели наблюдения оно может быть контролируемым или неконтролируемым, лабораторным или полевым, включенным или невключенным.
• Анкетирование, которое в данной сфере превращается в социологический опрос. Респондентам предлагается заполнить анкету, на основе которой в дальнейшем исследователь получает массив социальной информации.
• Интервью, то есть устный социологический опрос. В ходе прямой беседы между исследователем и респондентом устанавливаются личные психологические отношения, которые способствуют не только получению ответов на поставленные вопросы, но и изучению эмоциональной реакции респондентов на них.
• Социальный эксперимент – исследование того или иного социального процесса в искусственных условиях. Он проводится для проверки выдвинутой гипотезы и испытания способов управления сопутствующими процессами.

Методы психологического исследования

Методы исследования в психологии – это общенаучные эмпирические и теоретические, а также частные, узконаправленные. Преимущественно исследования здесь опираются на модифицированные наблюдение и эксперимент.

Наблюдение в психологии заключается в изучении психической деятельности путём регистрации интересующих физиологических процессов и актов поведения. Этот старейший метод наиболее эффективен на первых шагах к изучению проблемы, поскольку помогает предварительно определить важные факторы изучаемых процессов. Предметом наблюдения в психологии могут стать особенности поведения людей, включая вербальные (содержание, продолжительность, частота речевых актов) и невербальные (экспрессия лица и тела, жесты).

Наблюдение отличается определённой пассивностью исследователя, а это не всегда удобно. Поэтому для более интенсивного и глубокого изучения интересующих психических процессов применяется эксперимент, который в психологическом контексте представляет собой совместную деятельность исследователя и испытуемого (или нескольких испытуемых). Экспериментатор искусственно создаёт необходимые условия, на фоне которых по его мнению изучаемые явления максимально ярко проявят себя. Если наблюдение – это пассивный метод исследования, то эксперимент – активный, т.к. исследователь активно вмешивается в ход исследования, меняет условия его проведения.

Итак, мы просмотрели различные методы исследований, достойные не только упоминания в или , но и активного применения на практике.

По мере развития человеческого общества увеличивается антропогенная нагрузка на различные природные системы, и, в первую очередь, на водные. Изменение природного лика планеты влечет глубокую перестройку в самих экосистемах. Вследствие изменения физико-химических показателей окружающей среды происходит смена природных, изначальных компонентов экологических систем на более устойчивые к новым условиям. Многие организмы, встречающиеся в водоемах, являются хорошими индикаторами условий обитания, так как для своего развития они требуют строго определенных значений экологических факторов. Зная состав и динамику обилия таких видов-индикаторов, можно оценить по их наличию и количественному развитию качество воды водоема и его экологическое состояние.

Существующие методы сбора и изучения водорослей многообразны. Это определяется как эколого-морфологическим своеобразием представителей различных отделов и экологических группировок, так и разнообразием целей и подходов к их изучению. (Вассер с соавт., 1989)

МЕТОДЫ СБОРА ПРОБ ФИТОПЛАНКТОНА

Выбор метода отбора проб фитопланктона зависит от типа водоема, степени развития водорослей, задач исследования, имеющихся в наличии приборов, оборудования и т. п.

Одним из таких методов является фильтрование воды через планктонные сети различной конструкции.

Планктонная сеть состоит из латунного кольца и пришитого к нему конического мешка из мельничного шелкового или капронового сита или иного типа. К узкому выходному отверстию плотно прикрепляется стаканчик, который имеет выводную трубку, закрытую краном или зажимом Мора. При сборе планктона поверхностных слоев воды планктонную сеть опускают в воду так, чтобы верхнее отверстие сети находилось на 5-10 см над ее поверхностью. Литровой кружкой черпают воду из поверхностного слоя (до 15-20 см глубины) и выливают ее в сеть, отфильтровывая таким образом 50-100 л воды. На крупных водоемах планктонные пробы отбирают с лодки. При этом рекомендуют тянуть планктонную сеть на тонкой веревке за движущейся лодкой в течение 5-10 мин.

Закончив сбор планктона, планктонную сеть прополаскивают, опуская ее несколько раз в воду до верхнего кольца, чтобы отмыть водоросли, задержавшиеся на внутренней поверхности сети. Сконцентрированную таким образом пробу планктона, находящуюся в стаканчике планктонной сети, сливают через выводную трубку в заранее приготовленную чистую баночку или бутылку.

Сетяные пробы планктона можно изучать в живом и фиксированном состоянии (Вассер с соавт., 1989).

Для количественного учета фитопланктона производят отбор проб определенного объема. Для этих целей могут быть использованы и сетяные сборы (при условии обязательного учета количества отфильтрованной через сеть воды) или специальные приборы - батометры разнообразной конструкции (например, батометр системы Рутнера).

Сгущение количественных проб фитопланктона можно осуществлять тремя методами, дающими примерно одинаковые результаты - осадочным, фильтрационным и цетрифугированием.

Сгущение проб осадочным методом проводят после их предварительной фиксации и отстаивания в темном месте в течение 15 - 20 дней путем отсасывания среднего слоя воды с помощью стеклянной трубки. Отсасывание проводят медленно и осторожно, чтобы не допустить нарушения осадка и засасывания поверхностного слоя пробы. Сгущенную таким способом пробу взбалтывают и, замерив, ее объем, переносят в сосуд меньшего размера (Усачев, 1961)

При сгущении проб фильтрационным методом используют "предварительные", а, при необходимости (если размеры планктонных организмов очень малы), и бактериальные фильтры. При этом пробы воды предварительно не фиксируют, и фитопланктон изучают в живом состоянии. Для длительного хранения фильтр с осадком фиксируют в определенном объеме жидкости (Топачевский, Масюк, 1984).

Метод центрифугирования применяется обычно для концентрации живого материала проб, в которых плотность природного фитопланкона достаточно низка и прямое микроскопирование содержимого выборки затруднено. Этот метод позволяет сконцентрировать пробу в 10-50 раз (Федоров, 1979).

МЕТОДЫ СБОРА ПРОБ ФИТОБЕНТОСА

Существующие методы отбора проб фитобентоса предусматривают сбор водорослей, обитающих на поверхности донных грунтов и отложений, в их толще (глубиной до 1 см) и в специфическом придонном слое воды толщиной 2-3 см. (Кузьмин, 1975) Для изучения видового состава фитобентоса достаточно извлечь на поверхность некоторое количество донного грунта с отложениями. На мелководье (до 0,5-1,0 м глубины) это достигается с помощью опущенной на дно пробирки или сифона - резинового шланга со стеклянными трубками на концах, в который засасывают наилок. На больших глубинах качественные пробы отбирают с помощью ведерка или стакана, прикрепленного к палке, а также различными грабельками, "кошками", драгами, дночерпателями, илососами, из которых наиболее прост в изготовлении и удобен в работе илосос Перфильева. Основная часть этого прибора - U-образная трубка с неравными концами. К короткому концу трубки подведена тонкая металлическая трубочка, к которой присоединен длинный резиновый шланг с зажимом на свободном конце. На этом же конце U-образной трубки с помощью резиновой пробки закреплена широкогорлая склянка. На длинном открытом конце трубки прикреплен груз. Прибор с помощью веревки опускают на дно водоема, где под действием груза длинный конец U-образной трубки врезается в толщу донных отложений; после этого конец резинового шланга, оставшийся на поверхности, освобождают от зажима, давая выход воздуху, и ил с силой засасывается в банку через длинный конец трубки. Затем прибор извлекают на поверхность, и содержимое банки переносят в приготовленную для пробы посуду. Для отбора количественных проб фитобентоса используют микробентометр Владимировой. Основная часть его - латунная трубка длиной 25-30 см с внутренним диаметром 4-5 см, на основании которого рассчитывают площадь внутреннего сечения трубки. На верхнем конце этой трубки находится втулка с конусообразной воронкой, в которую на рычаге герметически входит притертая крышка-клапан. Трубку с открытой крышкой на разборной деревянной штанге опускают на дно и врезают заточенным нижним концом в толщу донного грунта на несколько сантиметров. Потянув за веревку, закрепленную на свободном конце рычага, закрывают верхнюю втулку трубки крышкой, после чего прибор осторожно извлекают на поверхность. При выходе трубки из воды нижнее отверстие трубки закрывают ладонью, чтобы не допустить выпадения грунта. Открыв крышку, осторожно сливают верхние слои воды в стеклянную посуду до появления мути. Эту первую порцию воды, содержащую планктонные организмы, выливают за борт. Оставшиеся в трубке воду, ил и грунт легко встряхивают и переносят в приготовленную для пробы посуду, предварительно замерив ее объем. Микробентометр Владимировой удобен в работе на глубинах 2,0-2,5 м. Модели микробентометра предложены также В. С. Травянко и Л. В. Евдокимовой (Вассер с соавт., 1989).

ЭТИКЕТИРОВАНИЕ И ФИКСАЦИЯ ПРОБ, ВЕДЕНИЕ ПОЛЕВОГО ДНЕВНИКА

Весь собранный материал делят на две части с целью дальнейшего изучения водорослей в живом и фиксированном состоянии. Живой материал помещают в стерильные стеклянные сосуды, пробирки, колбы, баночки, закрытые ватными пробками, не заполняя их доверху, или в стерильные бумажные пакеты.

Материал, подлежащий фиксации, помещают в чисто вымытую и высушенную нестерильную стеклянную посуду (пробирки, бутылки, баночки), плотно закрытую резиновыми или корковыми пробками. Водные пробы фиксируют 40%-м формальдегидом, который добавляют к пробе в соотношении 1: 10. Водоросли, находящиеся на твердом субстрате (на бумажных фильтрах, гальке, пустых раковинах моллюсков и т. п.), заливают 4%-м раствором формальдегида. Хорошую сохранность водорослей и их окраски обеспечивает также раствор формальдегида и хромовых квасцов (5 мл 4 % -го формальдегида и 10 г К2SO4oСг2(SO4)3o24H2O в 500 мл воды). В полевых условиях можно также использовать раствор иода с иодидом калия (10 г КJ растворяют в 100 мл воды, добавляют 3 г кристаллического иода и еще 100 мл воды, встряхивают до полного растворения кристаллов, хранят в темной склянке в течение нескольких месяцев), который добавляют к пробе в соотношении 1:5. Герметически закупоренные фиксированные пробы можно хранить в темном месте в течение длительного времени (Бульон, Лаврентьева, 1984).

Все собранные пробы тщательно этикетируют. На этикетках указывают номер пробы, время и место сбора и фамилию сборщика. Эти же данные параллельно фиксируют в полевом дневнике, в который, кроме того, заносят результаты измерений рН, температуры воды и воздуха, схематический рисунок и подробное описание исследуемого водоема, развивающейся в нем высшей водной растительности и другие наблюдения (Вассер с соавт., 1989)

МЕТОДЫ КАЧЕСТВЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА

Собранный материал предварительно просматривают под микроскопом в живом состоянии в день сбора, чтобы отметить качественное состояние водорослей до наступления изменений, вызванных хранением живого материала или фиксацией проб (образование репродуктивных клеток, переход в пальмеллевидное состояние, разрушение клеток, колоний, потеря жгутиков и подвижности и т. д.). В дальнейшем собранный материал продолжают изучать параллельно в живом и фиксированном состоянии. Работа с живым материалом является необходимым условием успешного изучения водорослей, изменяющих при фиксации форму тела, форму и окраску хлоропластов, теряющих жгутики, подвижность или даже полностью разрушающихся в результате воздействия фиксаторов. Чтобы сохранить собранный материал живым, следует всячески оберегать его от перегрева, загрязнения фиксаторами, а к изучению приступать как можно скорее.

Водоросли в живом состоянии в зависимости от их размеров и других особенностей изучают с помощью бинокулярной стереоскопической лупы (МБС-1) или чаще с помощью световых, микроскопов различных марок с использованием разных систем окуляров и объективов, в проходящем свете или методом, фазового контраста, с соблюдением обычных правил микроскопирования.

Для микроскопического изучения водорослей готовят препараты: на предметное стекло наносят каплю исследуемой жидкости и накрывают ее покровным стеклом. Если водоросли обитают вне воды, их помещают в каплю водопроводной воды или оводненного глицерина. При длительном изучении препарата жидкость под покровным стеклом постепенно подсыхает, и ее следует добавлять. Для уменьшения испарения по краям покровного стекла наносят тонкий слой парафина (Федоров, 1979).

При необходимости длительных наблюдений над одним и тем же объектом хороший результат дает метод висячей капли. На чистое покровное стекло наносят маленькую каплю исследуемой жидкости, после чего покровное стекло, края которого покрыты парафином, парафиновым маслом или вазелином, накладывают каплей вниз на специальное предметное стекло с лункой посередине так, чтобы капля не касалась дна лунки. Такой препарат можно изучать в течение нескольких месяцев, сохраняя его в перерывах между работой во влажной камере (Топачевский, Масюк, 1984).

При изучении водорослей, имеющих монадную структуру, серьезной помехой служит их подвижность. Однако при подсыхании препарата движение постепенно замедляется и приостанавливается. Замедлению движения способствует также осторожное нагревание препарата или добавление вишневого клея. Подвижные водоросли рекомендуется фиксировать парами оксида осмия (IV) (при этом хорошо сохраняются жгутики), кристаллического иода (фиксация парами иода позволяет не только сохранить жгутики, но и окрасить крахмал, если он есть, в синий цвет, что имеет диагностиче-ское значение), 40 %-го формальдегида, слабым раствором хлоралгидрата или хлороформом. Длительность экспозиции над парами фиксаторов устанавливают экспериментально, в зависимости от специфики объекта. Наиболее удобны для изучения слабо фиксированные препараты, в которых часть водорослей потеряла подвижность, а другие продолжают медленно двигаться. Препараты следует изучать немедленно после фиксации, так как в течении короткого периода времени водоросли (особенно лишенные клеточных оболочек) деформируются (Экологический мониторинг, 1995).

МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ ПРЕПАРАТОВ

Для изготовления постоянных препаратов используют глицерин-желатину. Одну весовую часть желатины настаивают в 6 весовых частях дистиллированной воды на протяжении нескольких часов, затем добавляют 7 весовых частей чистого глицерина и кристаллик антисептика, например, тимола или карболовой кислоты. Смесь нагревают на водяной бане, помешивая стеклянной палочкой, до полного растворения желатины. Для осаждения мути прибавляют сырой яичный белок и фильтруют через бумажный фильтр, пользуясь воронкой для горячего фильтрования и часто меняя бумагу. Остывшая глицерин-желатина должна быть прозрачной. При употреблении ее расплавляют нагреванием на водяной бане. Эта среда хорошо смешивается с водой, поэтому при ее применении отпадает необходимость в продолжительной сушке материала.

Препараты готовят следующим образом: водоросли из воды переносят в каплю глицерина и на некоторое время оставляют подсохнуть; затем каплю расплавленной глицерин-желатины наносят на нагретое предметное стекло, переносят в нее водоросли и накрывают покровным стеклом; после полного застывания глицерин-желатины края покровного стекла покрывают лаком. Такие препараты можно хранить в горизонтальном положении в течение нескольких лет.

Еще дольше сохраняются препараты, заключенные в канадский бальзам или в синтетические смолы на метилметакрилатной основе. Последние быстро твердеют, прозрачны, химически нейтральны и обладают подходящим индексом светопреломления. Перед заключением в канадский бальзам или синтетические смолы материал должен быть полностью обезвожен проводкой через спирты возрастающей крепости до абсолютного и гвоздичное масло или ксилол, которые способствуют его просветлению. Материал, окрашенный методом Гимза, помещают в кедровое масло, со временем застывающее, в котором краски сохраняются неограниченно долго.

Особые методы изготовления препаратов применяют при изучении Bacillariophyta, Dinophyta и Desmidiales, систематика которых базируется на структуре клеточных покровов. Подготовка диатомовых к микроскопированию заключается в уничтожении всех органических веществ, затемняющих структуру панциря. Это достигается либо прокаливанием материала, либо обработкой его концентрированными минеральными кислотами, в частности серной кислотой. При использовании первого метода каплю суспензии, освобожденную от примесей и содержащую клетки диатомовых, наносят на чистое обезжиренное покровное стекло, подсушивают и, поместив на слюдяную пластинку, прокаливают над пламенем горелки или на электрической плитке до полного сгорания всех органических веществ (в течение получаса и более). При изучении бентоспых диатомей, обладающих мощными панцирями, прокаливание проводят в электропечи при температуре 450°С. Если покровные стекла при продолжительном нагревании плавятся, материал прокаливают на слюдяных пластинках, а затем переносят на покровные стекла. Метод прокаливания позволяет сохранить наиболее мелкие и нежные панцири планктонных видов, не нарушает естественное расположение клеток в колонии, требует небольшого количества исследуемого материала. Однако образцы, загрязненные большим количеством органических веществ, лучше обрабатывать химическим способом (Диатомовые водоросли, 1974).

При холодной обработке кислотами пробы предварительно очищают от грубых органических и минеральных примесей на часовых стеклах, отмывают от формалина и солей дистиллированной водой путем отстаивания или центрифугирования. Полученный осадок на несколько суток заливают концентрированной серной кислотой, затем добавляют несколько кристаллов дихромата или нитрата калия и несколько раз промывают дистиллированной водой с последующим центрифугированием до полного отмывания от кислоты.

Наряду с холодным методом применяют горячую обработку кислотами. При этом водоросли предварительно кипятят в течение 10-15 с в разбавленной соляной кислоте, а затем отмывают от нее. Полученный осадок с минимальным количеством воды переносят в колбу, добавляют четырех-пятикратное по объему количество концентрированной серной или азотной кислоты, заполняя колбу не более чем наполовину, и кипятят на водяной или песчаной бане под вытяжкой в течение 15 мин - 1 ч. Побуревшую массу осветляют добавлением кристаллов КNОз. После ее охлаждения оса-док пипеткой переносят в пробирку с водой, осторожно добавляя кислоту с диатомовыми в воду, чтобы избежать вскипания и разбрызгивания кислоты, и отмывают осадок до нейтральной реакции.

Полученный после прокаливания или обработки кислотами материал консервируют 2-3 %-м формальдегидом для последующего хранения или непосредственно используют для изготовления постоянных препаратов. С этой целью на тонкие, чистые, обезжиренные покровные стекла наносят суспензию с клетками диатомей и высушивают. На предметное стекло помещают небольшое количество синтетической смолы (плевракс, гиракс и др.) с индексом светопреломления выше 1,6, растапливают ее над пламенем горелки и накрывают покровным стеклом с исследуемым материалом, осторожно надавливая на него и разравнивая среду тонким равномерным слоем. Излишки среды снимают с помощью ксилола (Вассер с соавт., 1989).

Диатомовые, обладающие очень тонкими и нежными панцирями, изучают на сухих препаратах с воздушной средой. Для их изготовления суспензию с клетками диатомовых наносят на покровное стекло, высушивают, кладут на предметное стекло и заклеивают по краям лаком.

При изучении Desmidiales и панцирных Dinophyta материал обрабатывают жавелевой водой, способствующей его осветлению. Для приготовления жавелевой воды в 100 частях воды растирают 20 частей хлорной извести, доливают 100 частей 15%-го раствора карбоната калия и отстаивают в течение нескольких часов, после чего смесь многократно взбалтывают. К фильтрату постепенно добавляют раствор карбоната калия до прекращения появления осадка. После повторной фильтрации жидкость сливают в плотно закрывающийся сосуд из темного стекла и хранят в темноте. Исследуемый материал осаждают центрифугированием, осадок заливают на 1-2 суток жавелевой водой, плотно закрывая сосуд пробкой. Обработанный таким образом материал 2-3 раза отмывают дистиллированной водой. Панцири динофитовых для выявления их структуры рекомендуют после просветле-ния жавелевой водой подкрашивать трипановым голубым или спиртовым раствором иода.

Для декальцинирования водорослей, инкрустированных известью (например, Charophyceae), или живущих в известковых породах (сверлящие водоросли), применяют молочную кислоту, способствующую также просветлению препарата, а при отсутствии ее используют соляную кислоту (Топачевский, Масюк, 1984).

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ВОДОРОСЛЕЙ

При изучении видового состава водорослей измеряют их размеры, являющиеся важными диагностическими признаками. Для измерения ми-кроскопических объектов применяют окуляр-микрометр с измерительной линейкой. Цену делений окуляр-микрометра определяют с помощью объект-микрометра (предметное стекло с нанесенной на ней линейкой, цена каждого деления которой 10 мкм), индивидуально для каждого микроскопа и объектива. При изучении линейных размеров водорослей желательно проводить измерения возможно большего количества экземпляров (10-100) с последующей статистической обработкой полученных данных.

Все изучаемые объекты следует тщательно зарисовывать с помощью рисовальных аппаратов (РА-4, РА-5) и параллельно фотографировать, пользуясь микрофотонасадкой (МФН-1, МФН-2).

При идентификации водорослей следует добиваться точности определения. Изучая оригинальный материал, необходимо отмечать любые, даже незначительные отклонения от диагноза в размерах, форме и других морфологических особенностях, фиксировать их в своих описаниях, на рисунках, микрофотографиях.

При качественной обработке проб желательно определить частоту встречаемости отдельных видов, пользуясь для этого условными обозначениями. Существуют различные шкалы для оценки частоты встречаемости водорослей. В качестве примера ниже приводится шкала Стармаха:

Очень редко (вид присутствует не в каждом препарате);
1 - единично (1-6 экземпляров в препарате);
2 - мало (7-16 экземпляров в препарате);
3 - порядочно (17-30 экземпляров в препарате);
4 - много (31- 50 экземпляров в препарате);
5 - очень много, абсолютное преобладание (более 50 экземпляров в препарате).
(Экологический мониторинг, 1995г.)

МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО УЧЕТА ВОДОРОСЛЕЙ

Количественному учету могут подвергаться только количественные пробы фитопланктона и фитобентоса. Данные о численности водорослей являются исходными для определения их биомассы и пересчета других количественных показателей (содержания пигментов, белков, жиров, углеводов, витаминов, нуклеиновых кислот, зольных элементов, интенсивности дыхания, фотосинтеза и т. д.) на одну клетку или на единицу биомассы. Численность водорослей может быть выражена в количестве клеток, ценобиев, колонии, отрезков нитей определенной длины и др.

Подсчет численности водорослей осуществляют на специальных счетных стеклах (разграфленных на полосы и квадраты), на поверхность которых штемпель-пипеткой определенного объема (большей частью 0,1 см3) наносят каплю воды из тщательно перемешанной исследуемой пробы. При отсутствии счетного стекла можно пользоваться обычным предметным стеклом при условии перемещения его на столике микроскопа с помощью препаратоводителя. Если нет штемпель-пипетки, используют обычную градуированную пипетку, отрезав нижнюю оттянутую ее часть, чтобы сделать входное отверстие шире. Для учета численности водорослей применяют также счетные камеры Нажотта объемом 0,01 см3, "Учинскую" (0,02 см3) и др. Можно пользоваться также камерами, применяемыми для подсчета форменных элементов крови - Горяева, объемом 0,9 мм3, Фукса-Розенталя и др. При использовании камер Горяева и Фукса-Розенталя покровное стекло тщательно притирают к боковым поверхностям предметного счетного стекла до появления колец Ньютона, а затем заполняют камеру каплей исследуемой пробы с помощью пипетки. В зависимости от количества организмов в исследуемой пробе можно просчитывать либо все, либо часть дорожек (квадратов) на поверхности счетного стекла. Необходимо обязательно проводить повторные подсчеты нескольких (не менее трех) капель из одной и той же пробы, каждый раз отбирая пипеткой образец для подсчета после тщательного взбалтывания пробы.

Расчет численности фитопланктона.

При исследовании количественных проб фитоплактона (или культуральной суспензии водорослей) пересчет численности организмов на 1 л воды производят по формуле:

N=n*k(A/a)*v*(100/V)

Где N - количество организмов в 1 л воды исследуемого водоема (культуральной жидкости);
k - коэффициент, показывающий во сколько раз объем счетной камеры меньше 1 см3;
n - количество организмов, обнаруженных на просмотренных дорожках (квадратах);
А - количество дорожек (квадратов) на счетной пластинке (в камере);
а-количество дорожек (квадратов). на которых производился подсчет водорослей;
V - первоначальный объем отобранной пробы (см3);
V - объем сгущенной пробы (см3).

Расчет численности бентоса и перифитона.

При изучении количественных проб фитобентоса, в которых обычно преобладают сравнительно крупные организмы, пользуются преимущественно штемпель-пипеткой объемом 0,1 см3. Расчет численности водорослей в пробах бентоса и перифитона ведут на 10 см2 поверхности субстрата по формуле:

N=n*10*v/S*10

Где N - количество организмов на 10 см2 поверхности субстрата;
n - число организмов в просчитанной капле воды объемом 0,1 см3;
V - объем пробы (см3);
S - площадь сечения трубки в микробентометре (для бентосных проб) или площадь поверхности субстрата, с которого смыты водоросли (для проб обрастании) (см 2)
(Экологический мониторинг, 1995 г.)

Количественное содержание водорослей в пробах наиболее полно отражают показатели их биомассы, которые определяют с помощью счетно-объемного, весового, объемного, разнообразных химических (радиоуглеродного, хлорофиллового и др.) методов.

Для определения биомассы водорослей счетно-объемным методом необходимо располагать данными об их численности в каждой конкретной пробе для каждого вида отдельно и их средних объемах (для каждого вида из каждой конкретной пробы). Существуют разные методы определения объема тела водорослей. Наиболее точным считается стереометрический метод, при использовании которого тело водоросли приравнивается к какому-нибудь геометрическому телу или комбинации таких тел, после чего объемы их вычисляют по известным в геометрии формулам на основании линейных размеров конкретных организмов. Иногда пользуются готовыми, вычисленными ранее средними объемами тела для разных видов водорослей, которые приводятся в работах многих авторов. Относительную плотность по воде пресноводных водорослей принимают обычно за 1,0-1,05. Биомассу рассчитывают для каждого вида отдельно, а затем суммируют. Счетно-объемный метод определения биомассы широко используют в практике гидробиологических исследований при изучении количественных соотношений различных компонентов биоценозов, закономерностей распределения водорослей в различных биотопах одного и того же водоема или в разных водоемах, сезонной и многолетней динамики развития водорослей и др.

При интенсивном развитии водорослей можно пользоваться весовым методом. При этом исследуемую пробу фильтруют через предварительно высушенный и взвешенный бумажный фильтр (параллельно через контрольные фильтры фильтруют дистиллированную воду). Затем фильтры взвешивают и сушат в сушильном шкафу при 100°С до постоянной массы. На основании полученных данных вычисляют сухую и сырую массу осадка. В дальнейшем путем сжигания фильтров в муфельной печи можно определить содержание в осадке органических веществ.

Недостатки этого метода заключаются в том, что он дает представление лишь о суммарной массе всех взвешенных в пробе органических и неорганических веществ, живых организмов и неживых примесей, животного и растительного происхождения. Вклад представителей отдельных таксонов в эту суммарную массу можно лишь приблизительно выразить в массовых долях после подсчета под микроскопом их соотношения в нескольких полях зрения.

Наиболее полное представление о биомассе водорослей можно полу-чить, сочетая несколько разных методов исследования.

Методы исследования (оглавление)

Садоводство – одно из любимейших времяпрепровождений американцев. Но садоводство это не всегда легко и просто и если Вам надоело наблюдать, как Ваши красивые растения мрут одно за другим, сделайте паузу и послушайте, что советуют эксперты.

Честно говоря, большинство из этих профессиональных советов по садоводству на столько просты, что Вы скорее всего хлопните себя по лбу «Семен Семёныч!». Но не корите себя слишком - у Вас все еще есть время выучиться обращаться с растениями и не загубить очередную партию.

Итак, приступим…

1. Составьте план

На рисунке: Ландшафтный дизайн, выполненные в Home Outside Palette app.

Как говорит ландшафтный дизайнер и эксперт Джули Мойр Мессерви (Julie Moir Messervy), садоводство – это отнюдь не разбрасывание семян по ветру. Госпожа Мессерви считает: «Не зависимо от того, создаете ли Вы новый ландшафт у своего нового дома, или хотите привнести какие-то изменения в свой уже существующий ландшафт, тщательно проверьте свои идеи, чтобы приступить к работе с наибольшей отдачей. Планировать можно как на бумаге, так и в каком-либо специальном приложении (см. рисунок).»

И продолжает: «Запомните: цвет и текстура – основное для получения хорошего ландшафтного дизайна, но я еще делаю упор на растения, которые будут процветать в данных климатических условиях без какого-либо там «кутанья». Лучший выбор – это, конечно же, местные растения, адаптированные к данной среде.»

2. Начинайте загодя

Художник и садовод-партизан Дон Стивард, M.D., делится своей, как он сам ее называет «классической технологией ненапряжного» садоводства: «Примите во внимание: дождевые черви всю зиму занимаются своим обычным делом. Поэтому, как только примите решение о том, где устроить огород, просто накройте землю в том месте двумя-тремя слоями картона. Не нужно косить траву, или удалять сорняки - просто накройте, что бы там ни было. На картон набросайте около 25 см (10-12 дюймов) органического мусора: листья, компост, мусор со двора и пр.»

«Слой органики будет служить изолирующим и утепляющим материалом для земли всю зиму, привлекая червей в теплый участок под картоном. Сначала они съедят корни травы и сорняков, а затем прогрызут картон. К весне получите вспаханный, удобренный участок, готовый к посадке. Оставшийся мусор можно просто перекопать, или использовать как мульчу.»

3. Выбирайте правильную почву

Как считает заядлая садовод Джоана Казанова залогом успешного и простого садоводства является выбор правильного типа почвы: «Успех начинается с почвы. Большинство овощей прекрасно себя чувствуют во влажной, хорошо дренируемой почве, богатой органикой – компостом или торфяным мхом. Добавляя органику в почву, тем самым мы её рыхлим, что способствует удержанию влаги и питает важные почвенные организмы.»

4. Не берите диковинные удобрения

Автор с ником The Garden Lady, которая написала целый сборник «Кофе для роз и еще 70 мифов садоводства» (по-английски «Coffee for Roses and 70 Other Misunderstood Myths About Backyard Gardening») - заслужившая доверие читателей эксперт, объясняет, почему садоводство важно вести на столько просто, на сколько возможно: «Используйте одно общее органическое удобрение для всех растущих в саду растений и применяйте его раз в году. Наши бабушки и прабабушки не держали на полках десятками пакетиков и бутылочек и росло всё у них прекрасно.»

Если Вы ищите синтетическое средство типа «размешайте - в воде – и поливайте» - Вы конечно его найдете. Но, как бы там ни было, матушка-природа кормит свои растения разлагающимся органическим материалом, она обходится без всех тех десятков удобрений с отдельной специализацией. Отсюда следует, что на самом деле многочисленные синтетические удобрения не столь уж необходимы.

5. Подбирайте правильные растения

Одним из элементов стратегии успешного планирования сада, считает г-жа Мессерви, является выбор местных растений: «Выбирайте растения, привлекающие пчел. Одна из прелестей сада, в котором растения привлекают насекомых-опылителей в том, что сад, богатый кормом для опылителей на самом деле обычно еще и полон цветов - по сути это ситуация «в выигрыше все»! Местные растения, питающие местную фауну, также являются наиболее выносливыми, адаптированными и не требующими ухода.»

Госпожа Казанова рекомендует краткий список для начинающих, которые занимаются посадкой впервые: «Хотя все растения растут из семян, с саженцами Вы добьетесь успеха быстрее. Саженцы – это способ проскочить период жизни растения, когда оно наиболее уязвимо - так что они с большей вероятностью выживут и будут процветать.»

6. Возьмите вредителей под контроль

Главный озеленитель курорта the Pechanga Resort & Casino (а это около ни много не мало 200 гектаров земли), что в южной Калифорнии, Реймонд Запата делится своим секретом получения богатого, пышного зеленого ландшафта: «Если Вы еще этого не сделали, купите или сделайте нетоксический спрей для обрызгивания съедобных растений и цветов. Спреи на основании мыла дают лучший результат. Свежие летние плоды, такие как базилик и помидоры нравятся слизнякам и червям не меньше, чем нам. Будьте настойчивы, обрызгивайте растения, которые Вы не хотите отдавать вредителям, каждый день.»

7. Чаще обрывайте отцветшие головки

Реймонд Запата убежден, что если регулярно обрывать отцветшие головки, сад будет постоянно в цвету. Еще один суперпростой способ – не только общипывать головки, но полностью обрезать такие цветы вместе со стеблем, так растение прекратит тратить свою энергию на отживший цветок, но направит её на новый рост.

8. Нужно знать, когда отпустить

Как утверждает наша новая знакомая Garden Lady, вся суть истинно успешного садоводства – это охватить полный цикл жизни растения. «Если растение выглядит непривлекательно или оно просто уже отжило, поблагодарите его за всё, что оно дало и без сожалений отправляйте в компост. Слишком часто люди думают, что растение еще живо или, может быть, оно возродится. В большинстве случаев растение «выкладывается на полную», не оставляя сил «на потом», поэтому если растение страдает, выглядит уродливо или странно - 9 из 10 - это максимум, на что оно способно. Поблагодарите его за усилия и действуйте.»

1. Чем наука отличается от религии и искусства?

Ответ. Можно выделить ряд существенных отличий:

1. Наука опирается на объективные факты

2. Служит конкретно поставленным задачам с использованием стандартизированных методов

3. Используемые методы эксперимента, моделирования, неоднократно перепроверяются

4. Наука не преследует субъективных целей

5. Имеет более высокие темпы развития

6. Строится на объективных противоречиях

7. Имеет определенные стандарты

2. Какова основная цель науки?

Ответ. Основная цель науки – изучение окружающего мира на основе объективных законов развития природы и общества.

3. Какие методы исследования, применяемые в биологии, вы знаете?

Ответ. Основными методами исследования, применяемыми в биологии в биологии являются: наблюдение, эксперимент, прогнозирование, моделирование.

Вопросы после §2

1. В чем заключается основная цель и задача науки?

Ответ. Наука – одна из сфер человеческой деятельности, цель которой – изучение и познание окружающего мира. Для научного познания необходим выбор определённых объектов исследования, проблем и методов их изучения. Каждая наука имеет свои методы исследования. Однако независимо от того, какие методы используются, для каждого учёного важнейшим всегда остаётся принцип: «Ничего не принимай на веру». Главная задача науки – построение системы достоверного знания, основанного на фактах и обобщениях, которые можно подтвердить или опровергнуть. Научные знания постоянно берутся под сомнение и принимаются лишь при достаточных доказательствах. Научным фактом (греч. factum – сделанное) является лишь тот, который можно воспроизвести и подтвердить.

2. Почему можно утверждать, что развитие биологии определялось разработкой и применением новых научных методов исследования?

Ответ. Развитие биологической науки сопровождалось развитием научных методов. Это объясняется противоречием между имеющимися фактами, накопленными биологической наукой и фактами других естественно-математических наук и результатов, полученных при помощи традиционных методов. На развитие методологии оказывает влияние научно-технический прогресс, развитие информационных технологий, достижения смежных с биологией наук. Развиваясь как общество потребления, человек ставит новые задачи перед наукой, решить которые возможно только применяя новые методы иссдедования.

3. Какое значение имели описательный и сравнительный методы для развития биологии?

Ответ. Описательный метод широко применялся ещё учёными древности, занимавшимися сбором фактического материала и его описанием. В основе его лежит наблюдение. Практически до XVIII в. биологи в основном занимались описанием животных и растений, делали попытки первичной систематизации накопленного материала. Но описательный метод не потерял своего значения и сегодня. Например, он используется при открытии новых видов или изучении клеток с помощью современных методов исследования. Сравнительный метод позволил выявлять сходства и различия между организмами и их частями и стал применяться в XVII в. Использование сравнительного метода позволило получить данные, необходимые для систематизации растений и животных. В XIX в. он был использован при разработке клеточной теории и обосновании теории эволюции, а также в перестройке ряда биологических наук на основе этой теории. В наше время сравнительный метод также широко применяется в различных биологических науках. Однако если бы в биологии использовались лишь описательный и сравнительный методы, то она так и осталась бы в рамках констатирующей науки.

4. В чём сущность исторического метода?

Ответ. Этот метод помогает осмыслить полученные факты, сопоставить их с ранее известными результатами. Он стал широко применяться во второй половине XIX в. благодаря работам Ч. Дарвина, который с его помощью научно обосновал закономерности появления и развития организмов, становления их структур и функций во времени и пространстве. Применение исторического метода позволило превратить биологию из науки описательной в науку, объясняющую, как произошли и как функционируют многообразные живые системы.

5. Почему экспериментальный метод получил наибольшее распространение в XX в.?

Ответ. В XX в. экспериментальный метод стал ведущим в биологии. Это стало возможным благодаря появлению новых приборов для биологических исследований (электронный микроскоп, томограф и др.) и использованию методов физики и химии в биологии. В настоящее время в биологическом эксперименте широко используют различные виды микроскопии, включая и электронную с техникой ультратонких срезов, биохимические методы, разнообразные способы культивирования и прижизненного наблюдения культур клеток, тканей и органов, метод меченых атомов, рентгеноструктурный анализ, ультрацентрифугирование, хроматографию и т. д. Не случайно во второй половине XX в. в биологии развилось целое направление – создание новейших приборов и разработка методов исследования.

Предложите методы исследования, которые вы будете применять при изучении антропогенного воздействия на какую-либо экосистему (водоём, лес, парк и т. д.).

Ответ. При изучении антропогенного воздействия на экосистему можно использовать такие методы как наблюдение, химический анализ, мониторинг, сравнение, моделирование, прогнозирование.

Предложите несколько своих вариантов путей развития биологии в XXI в.

В XXI возможны следующие варианты развития биологии:

Биоинженерия, молекулярная биология позволит ликвидировать генетические заболевания;

Исследования ДНК позволит воссоздать картину исторического развития органического мира;

Селекционеры выведут новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов с необходимыми характеристиками.

Биотехнология позволит получить новые материалы.

Развитие нано-технологий позволит вносить изменения в организацию клеточных органоидов

Какие болезни, по вашему мнению, будут побеждены человечеством при помощи методов молекулярной биологии, иммунологии, генетики в первую очередь.

Ответ. В первую очередь будет побежден СПИД, онкологические заболевания, генетические заболевания.