Межпредметные связи на урках биологи

Межпредметные связи на уроках биологии

Мыслящий ум не чувствует себя счастливым,

пока ему не удается связать воедино

разрозненные факты, им наблюдаемые

Д. Хевеши

Одна из главных задач современного общего образования в стране – сформировать мировоззрение ученика на основе целостной научной картины мира. Перестройка средней школы, совершенствование всей системы народного образования, переход школ на новые образовательные стандарты идут по пути интеграции естественнонаучных знаний. Именно эти знания и привели к возникновению таких пограничных наук, как биофизика, биохимия, биокибернетика, коcмическая биология и др. Они лежат в основе развития новых видов промышленности и прогрессивных технологий - генная инженерия, робототехника, биотехнология и других. Поэтому я считаю, что современный подход к обучению биологии немыслим без установления связей с другими учебными предметами.

Межпредметность - это направленность обучения на интеграцию знаний из нескольких предметов или учебных дисциплин с целью формирования обобщенного знания или определенной компетенции.

К.Д.Ушинский подчёркивал, насколько важно приводить знания в систему по мере их накопления: «Голова, наполненная отрывочными знаниями, похожа на кладовую, в которой всё в беспорядке и где сам хозяин ничего не отыщет; голова, где только система без знания, похожа на лавку, в которой на всех ящиках есть подписи, а в ящиках пусто». [1, 29]

Межпредметные связи - проблема не новая. Имея историю, она не только не исчерпала своего значения, но и становится актуальной в свете требований, предъявляемых обществом к современной школе. Однако, на мой взгляд, учебные программы, учебники не уделяют достаточно глубокого внимания вопросам реализации межпредметных связей. А ведь уже не раз экcпериментально доказано, что правильное установление межпредметных связей и умелое их использование положительно влияют на формирование системы знаний учащихся о природе, на усвоение ими общебиологических и естественнонаучных понятий (вещество, энергия, структура и свойства веществ, превращение веществ, физическое состояние и т.д.), а также общих законов диалектики. Умело вскрытые и показанные связи биологии с физикой, химией, географией, математикой, трудовым обучением усиливают политехническую и практическую направленность обучения естественным дисциплинам.

Биология очень тесно взаимосвязана с физикой.

В процессе изучения биологии учителю необходимо постоянно актуализировать знания, создавать проблемную ситуацию. В специально составленных межпредметных задачах необходимы условие и вопрос (проблема), для решения которого надо осуществить ряд промежуточных действий, провести "цепочку" рассуждений. Например, задача: "Некоторые крупные морские птицы часто "сопровождают" суда, преследуя их часами, а то и сутками. При этом обращает на себя внимание тот факт, что эти птицы преодолевают путь совместно с теплоходами с малой затратой энергии, летя большей частью с неподвижными крыльями. За счет какой энергии перемещаются в этом случае птицы? ". При возникновении у учащихся затруднений учитель помогает решить задачу с помощью логических вопросов: за счет какой энергии движутся суда? (Энергии топлива, осуществляющей работу двигателя.) Куда перемещаются потоки нагретого при работе двигателя воздуха? (Вверх, путем конвекции - курс физики.) Какой вид полета используют птицы, если имеются постоянные восходящие потоки теплого воздуха? (Парящий. Значит, перемещение птиц, в конечном счете, осуществляется за счет энергии топлива, частично превращающейся в тепловую энергию.) Задачи можно использовать как из учебников смежных предметов, так и составлять самому учителю на биологическом материале.

 При изучении главы «Простейшие» учащиеся знакомятся с различными одноклеточными животными, каждая клетка – самостоятельный организм. Рассматривая питание простейших организмов, можно напомнить учащимся о явлении осмоса.  Если ученики не изучали физику, можно дать перед изучением этой темы следующее домашнее задание: “Изюм представляет собой высушенный виноград. Кожура изюма является полупрозрачной мембраной, пропускающей молекулы воды и не пропускающей молекулы сахара. Положите несколько изюминок в блюдце и залейте их водой. Подержите их так несколько дней. Зарисуйте изюминки в первоначальном и конечном состояниях”. Изучая многоклеточных животных, «Тип Губки», обратим внимание, что в  параграфе учебника рассказывается о защитных действиях, которые применяют губки: “У губок хорошо развита пассивная защита, например выделение запаха, отпугивающего многих животных”. Вопрос: какое физическое явление в данном случае мы наблюдаем? Ответ: диффузия в жидкостях. Вопрос: Почему, проходя мимо школьной столовой, мы можем определить, что сегодня нам приготовили? Ответ: потому что частицы пищи, которые покинули ее в результате испарения, проникли в промежутки между частицами воздуха. Произошла диффузия в газах. О диффузии можно задать вопросы и при рассмотрении питания животных. Тема: “Тип плоские черви”. В учебнике   показаны различные приспособления для прикрепления к телу хозяина, расположенные на головном конце ленточных червей. При рассмотрении рисунка следует напомнить учащимся о силе трения и спросить о способах увеличения и уменьшения силы трения. При изучении внешнего строения млекопитающих, можно спросить: какое значение имеет учащенное дыхание собак в жаркую погоду? (Вопрос на применение знаний об изменении внутренней энергии тела путем теплоотдачи - физика, 7 класс). При изучении опорно-двигательной системы животных можно провести связь с темой по физике: “Простые механизмы. Рычаги”. Эта тема изучается также в курсе физики  7 класса. В учебнике биологии за 7 класс даны рисунки скелетов рыбы, лягушки, птицы, кролика. У учащихся можно попросить найти рычаги в скелете, назвать у каждого рычага точку опоры, плечо силы. На этом же уроке можно рассказать об Архимеде – авторе ряда простых механизмов и легенду о том, как он предложил сдвинуть Землю. “Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю!” - такое восклицание - легенда приписывается Архимеду, гениальному механику древности, открывшему законы рычага. При описании движения головоногих моллюсков необходимо указать на схожесть их движения с ракетами. В 7 классе учащиеся еще не знают, какое движение мы называем реактивным, и будут изучать его на уроках физики 9 класса, но в плане ознакомления можно обратить на это внимание. В теме: “Органы дыхания и газообмен” речь вновь идет о диффузии. С этим явлением учащиеся 7 класса уже познакомились на уроках физики, поэтому им можно предложить следующую проблему:  Морское животное кальмар при нападении на него выбрасывает темно – синюю защитную жидкость. Почему через некоторое время пространство, заполненное этой жидкостью, даже в спокойной воде становится прозрачным? Ответ: Частицы защитной жидкости проникают через промежутки между частицами воды, и жидкость перемешивается с водой, наблюдается явление диффузии. При изучении темы “Кровеносная система. Кровь” целесообразно напомнить ученикам о капиллярах, с этим явлением учащиеся уже познакомились на уроках физики. Поэтому им можно задать следующие вопросы: На чем основаны такие способы регулировки водного режима почвы, как прикатка и боронование? Ответ: Капиллярные явления играют существенную роль в перемещении влаги в почве. В сухую погоду почва ссыхается, и в ней образуются трещины – капилляры. По ним вода поднимается из-под земли вверх и испаряется. Поверхность земли из-за этого высыхает еще больше. Для сохранения влаги внутри земли верхний слой почвы разрыхляют. При этом капилляры разрушаются, и вода остается в почве. И наоборот, когда почва слишком влажная, ее укатывают. Капилляры в ней делаются тоньше, и глубина, с которой поднимается по ним жидкость, увеличивается. Поднимаясь вверх, вода испаряется, и почва постепенно высыхает. Из работы видно, что явление диффузии, трение, рычаги очень часто рассматриваются на уроках биологии. Решение проблемных заданий повышает уровень знаний учащихся, их кругозор, они понимают и видят на примерах,  что в природе всё взаимосвязано, что биологические процессы можно объяснить с физической точки зрения, а справедливость физических законов подтверждается биологическими процессами.

Тесная связь биологии с химией наблюдается при исследовании химического субстрата живой материи, химического взаимодействия в живых системах, метаболических процессов и их регуляция в клетке, мутагенеза, изучении экологических проблем биосферы и методов их решения. Практически все физиологические процессы в организме человека являются следствием химических превращений веществ (дыхание, пищеварение, выделение, гуморальная и нервная регуляция гомеостаза).

   Рассматривая химическую организацию клетки, школьники узнают, что живая клетка включает в себя практически  всю периодическую таблицу химических элементов  Д.И. Менделеева, а опытным путем убеждаются, что в состав клеток  входит две группы веществ: органические и неорганические. Исследуя структуру белка, узнают, что белки под воздействием различных факторов (температура, радиация) могут  менять свою структуру.

Так, в обучении биологии учителя могут использовать данные о химическом составе человеческого тела.

На уроке "Внутренняя среда организма и ее относительное постоянство" учащиеся решают проблемные вопросы межпредметного характера. Например: "Можно ли вводить в кровь воду, если известно, что плазма крови содержит около 80% воды? " Для ответа на этот вопрос можно продемонстрировать опыт с брусочками картофеля. Три одинаковых по размеру брусочка картофеля помещают: 1) в дистиллированную воду; 2) в 0,9%-ный раствор поваренной соли; 3) в 10%-ный раствор поваренной соли. Через некоторое время учащиеся отмечают, что размеры брусочков изменились в первом и третьем сосудах, а во втором - изменений не произошло. Опираясь на знания по химии о концентрации растворов солей и по физике о диффузии жидкостей, учащиеся делают правильный вывод о том, что вода перемещается в сторону большей концентрации солей: в первом случае в клетки картофеля, так как в их цитоплазме концентрация соли выше, чем в дистиллированной воде, и кусочек картофеля разбухает; в третьем случае - из клеток картофеля в соленый раствор, и кусочек картофеля сморщивается, отдавая воду; во втором случае - концентрация соли оказывается одинаковой в цитоплазме клеток и в окружающей среде и перемещения воды не происходит, кусочек картофеля не изменяется. По аналогии с данными результатами опыта учащиеся объясняют, почему нельзя вводить в кровь воду. Это приведет к разрушению эритроцитов из-за поступления в них воды.

Связь биологии с географией.

При изучении надвидовых уровней биологических систем физические и химические подходы к объяснению биологических явлений дополняются географическим подходом. Раздел «Биосфера» присутствует в курсе биологии 6, 9 и 11 класса и в курсе географии 6, 7 и 11 классов. Учитель биологии имеет возможность, опираясь на знания, полученные на уроках географии, рассмотреть более подробно вопросы геоботаники, географии растений и зоогеографии, которые очень полезны при изучении эволюционного учения в 11 классе.

Большой интерес вызывают у детей интегрированные уроки, посвящённые растительному и животному миру материков и различных регионов России. Используя межпредметные связи, можно подготовить уроки по темам: «Почвы», «Земельные ресурсы и их использование», «Биологические ресурсы и их использование», «Географическое и экологическое видообразование», «Расы человека, их возникновение и единство».

Например, репродуктивные вопросы межпредметного содержания, направленные на воспроизведение учащимися знаний из темы «Гидросфера» курса географии 6 класса: где расположены коралловые острова? (В океанах на широте 30 - 50 ⁰ с.ш. – 30 - 50 ⁰ ю. ш.). Почему атоллы имеют кольцеобразную форму? (Атоллы образовались из береговых коралловых рифов вследствие постепенного опускания дна океана. При погружении острова кораллы, его окружающие, будут надстраивать риф кверху, так как они живут лишь на небольших глубинах. При полном опускании острова на его месте остается мелководная лагуна, а на атолл ветром наносится почва и семена растений). Какие вы знаете заповедники, в которых кораллы охраняются как редкие и ценные представители животного мира? (Морской заповедник в Большом Барьерном рифе у берегов Австралии - курс географии материков и океанов, тема «Австралия», 7 класс).

 При систематическом проведении подобной работы учащиеся учатся сами составлять вопросы, требующие для ответов знаний из других предметов.

География поставляет информацию об абиотических факторах, причинах и значении природоохранительных мероприятий.

Связь биологии с математикой.

Помимо проблемных вопросов учитель может успешно использовать количественные задачи межпредметного содержания. Например, на уроке "Движение крови по сосудам" в качестве домашнего задания учащимся предлагается задача: Вычислите скорость крови в полых венах, зная их диаметр (около 2,5 см), скорость крови в аорте (0,5 м/с) и диаметр аорты (около 2,5 см). Решая задачу, учащиеся устанавливают, что скорость крови в полых венах должна быть в 2 раза меньше, чем в аорте, то есть примерно 0,25 м/с, так как полых вен две - верхняя и нижняя, и, значит, суммарная площадь их сечения в 2 раза больше, чем площадь сечения аорты.

На уроках зоологии можно предложить учащимся следующие задачи:

1. В одной кладке самки дафнии бывает примерно 60 яиц. Спустя 15-20 суток из яиц появляются молодые дафнии, которые вскоре сами способны откладывать яйца. Подсчитайте, сколько дафний теоретически может появиться от одной самки за три летних месяца.

2. Плотность поселения съедобной мидии достигает примерно 2000 особей на 1 м² дна. Мидия при оптимальной температуре фильтрует за 1 ч до 5 л воды. Подсчитайте, сколько воды отфильтруют мидии, обитающие на 5 м² морского дна за 8 ч.

3. В наиболее благоприятных условиях численность дождевых червей достигает 500-800 на 1 м². Рассчитайте, сколько почвы за сутки перерабатывают дождевые черви на площади 20 га земли, если один дождевой червь может переработать за это время около 0,5 г почвы.

Связь биологии с историей.

В разных классах могут затрагиваться разные темы  в соответствии с предметом изучения на уроках биологии и истории. Курс ботаники обычно совпадает с изучением истории Древнего мира, что позволяет рассматривать природные условия древних стран, их хозяйство и культуру.

Школьный курс зоологии обычно совпадает по времени с изучением истории Средних веков. Тут можно использовать следующие факты:

Крестовые походы XI–XIII вв. из Европы в Малую Азию способствовали расселению в Европе черных тараканов и черных крыс; крысы стали причиной эпидемии чумы.

Начало освоения португальцами Африки в XVI в. привело к истреблению больших нелетающих птиц дронтов на островах Маврикий и Родригес. Это, вероятно, первые птицы, истребление которых человеком отмечено в истории. К концу XVII в. голландцы почти истребили черного носорога на крайнем юге Африки.

Связь биологии с литературой.

Преподавание  и освоение биологии детским восприятием невозможно без использования литературных, художественных  источников, выполняющих роль иллюстративного материала, «жизненных» примеров.

       «Попрыгунья Стрекоза»… - кому не знакомы слова этой басни? А если взглянуть на Стрекозу глазами биолога? Поет, прыгает, живет под листьями, на зиму прячется (уж, не в муравейник ли?)… Да и стрекоза ли это? Урок способствует формированию единой картины мира, учит находить противоречивую информацию в тексте и объяснять противоречие (имя урока "Прыгающие стрекозы дедушки Крылова"). В басне И.Крылова "Стрекоза и муравей" ученики находят биологические неточности, составляют сравнительную характеристику этих животных.

А вот другой пример, который побуждает к размышлению, отрывок из стихотворения П. Дудина:

Говорят, что на восемьдесят процентов

Из воды состоит человек.

Из воды-добавлю-

родных его рек.

Из воды-добавлю-

дождей, что его напоили.

Из воды-добавлю-

из древней воды родников,

из которых его и деды,

и прадеды пили. [3, с.17]

            Систематическое использование межпредметных познавательных задач в форме проблемных вопросов, количественных задач, практических заданий обеспечивает формирование умений учащихся устанавливать и усваивать связи между знаниями из различных предметов. В этом заключена важнейшая развивающая функция обучения биологии.

Литература

1.  Баранов С.П. Педагогика  - М.: Просвещение, 1986.-167с.

2. Фёдорова В. Н., Кирюшкин Д. М. Межпредметные связи - М.: Педагогика, 1989. – 96 с.

3. В. Р. Ильченко Перекрестки физики, химии, биологии - М.: Просвещение, 1986.- 174 с.

4.  Елагина В.С. О подготовке учителей естественнонаучных дисциплин к самообразовательной деятельности по проблеме межпредметных связей.  Наука и школа. – 2000. - № 3. - С. 32.

5. Максимова В. Н., Груздева Н. В. Межпредметные связи в обучении биологии. - М.: Просвещение, 1987. – 120 с.

6. Федорец Г.Ф. Межпредметные связи в процессе обучения. Нар. образова­ние. - 1985. - № 4. – С. 31-33

Казеева Н. Ф. , учитель биологии

МБОУ «Потьминская СОШ»

 Зубово – Полянского  района

Республики Мордовия