Межпредметные связи выполняют в обучении биологии ряд функций:
- Методологическая функция выражена в том, что только на их основе возможно формирование у учащихся диалектико-материалистических взглядов на природу, современных представлений о ее целостности и развитии, поскольку межпредметные связи способствуют отражению в обучении методологии современного естествознания, которое развивается по линии интеграции идей и методов с позиций системного подхода к познанию природы.
- Образовательная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель биологии формирует такие качества знаний учащихся, как системность, глубина, осознанность, гибкость. Межпредметные связи выступают как средство развития биологических понятий, способствуют усвоению связей между ними и общими естественнонаучными понятиями.
- Развивающая функция межпредметных связей определяется их ролью в развитии системного и творческого мышления учащихся, в формировании их познавательной активности, самостоятельности и интереса к познанию природы. Межпредметные связи помогают преодолеть предметную инертность мышления и расширяют кругозор учащихся.
- Воспитывающая функция межпредметных связей выражена в их содействии всем направлениям воспитания школьников в обучении биологии, Учитель биологии, опираясь на связи с другими предметами, еализует комплексный подход к воспитанию. Конструктивная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель биологии совершенствует содержание учебного материала, методы и формы организации обучения.
В школьной программе по курсу "Человек и его здоровье" можно сочетать внутрипредметные и межпредметные связи. Связи с предшествующими курсами биологии необходимы для развития общебиологических понятий о строении и функциях клетки, о системах органов, об их эволюции, о рефлекторной регуляции функций, о целостности организма, о его связях с условиями внешней среды.
Межпредметные связи развивают общие естественнонаучные понятия и показывают место человека в научной картине мира. Изучение химического состава клетки, костей опирается на знания о свойствах воды и солей, расширяет и углубляет полученные в курсе биологии 6 класса элементарные представления учащихся об органических веществах. Разъяснение механизма движения костей и суставов требует учета знаний по физике о рычагах, механической работе и силе трения. При этом необходимо соблюдать принцип преемственности с курсом биологии 8 класса, в котором на эти вопросы также обращается внимание.
Изучение легочного и тканевого газообмена и транспортной функции крови проводится с использованием знаний учащихся об окислении и диффузии и их роли в жизнедеятельности организма животных. Механизмы вдоха и выдоха, кровяного давления разъясняются с опорой на закономерности движения жидкостей и газов в зависимости от разности давления в начале и конце пути (физика, 7 класс).
Знания по химии о катализаторах, кислотной, щелочной и нейтральной реакциях среды учащиеся применяют при изучении пластического и энергетического обмена. Знания по физике о законе сохранения и превращения энергии в применении к обмену веществ в организме человека позволяет подвести учащихся к выводам об универсальности данного закона природы и о единстве физико-химических и биологических процессов.
Понятие о теплорегуляции организма является физико-биологическим по своему содержанию. При его формировании учитель опирается на понятие об удельной теплоте парообразования и другие из курса физики 8 класса.
Функции органов зрения и слуха раскрываются с учетом общих представлений учащихся об оптике и звуке и перспективных связей с курсами физики старших классов.
Методика реализации межпредметных связей при изучении анатомии, физиологии и гигиены человека заключена, прежде всего, в создании и решении проблемных ситуаций, в обсуждении проблемных вопросов, в решении познавательных задач. Так, на уроке "Работа мышц" учащиеся решают проблемный вопрос: "Почему в результате работы мышц тело человека нагревается и выделяется большое количество тепла?" Учитель приводит установленный исследованиями факт о том, что температура венозной крови, оттекающей от работающей мышцы, выше, чем температура артериальной крови, притекающей к мышце. Он предлагает учащимся объяснить этот факт, используя знания по химии об экзотермических и эндотермических реакциях и по физике о превращении одного вида энергии в другой. При изучении растений и животных учащиеся узнали, что в результате окисления органических веществ клеток в процессе дыхания выделяется тепло. Они высказывают предположение о том, что при работе в мышечных волокнах также происходят реакции окисления, которые являются экзотермическими и сопровождаются выделением тепла. Учитель ставит дополнительный вопрос: "Почему при работе мышц тепла выделяется значительно больше, чем, например, при дыхании семян?" Обращаясь к курсу физики, учащиеся рассказывают о превращении механической энергии работающих мышц в тепловую. Механическая энергия образуется из энергии, заключенной в химических связях, она высвобождается при разрыве химических связей в процессе распада и окисления белков и углеводов в мышечных волокнах. Плазма крови при этом нагревается. Кровь уносит образовавшиеся продукты распада - двуоксид углерода, воду и другие. Вода, испаряясь с поверхности тела в виде пота, уносит с собой избыток тепла (об испарении и его роли в поддержании нормальной температуры тела учащиеся узнают при изучении природоведения, растений, животных, физики).
При раскрытии состава и свойств костей учитель ставит обобщенный проблемный вопрос: "Существует ли зависимость между составом химических веществ и свойствами физических тел природы?" Учащиеся вспоминают сведения из курса биологии 6-го класса о составе и свойствах семян, из курса физической географии - о свойствах разных горных пород, из курса химии - о кристаллогидратах, о свойствах солей и кислот, из курса физики - о кристаллических и аморфных телах, о проводниках и полупроводниках и др. Они приходят к выводу о существовании зависимости свойств тел от их состава в живой и неживой природе и высказывают предположения о свойствах костей, имеющих в своем составе органические и неорганические вещества.
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.
Помимо проблемных вопросов учитель может успешно использовать количественные задачи межпредметного содержания, требующие для своего решения применения знаний по математике, физике, химии, географии. 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.
Решая подобные задачи, учащиеся совершают сложные познавательные и расчетные действия:
1) осознание сущности межпредметной
задачи, понимание необходимости применения
знаний из других предметов;
2) отбор и актуализация (приведение в "рабочее
состояние) нужных знаний из других предметов;
3) их перенос в новую ситуацию, сопоставление
знаний из смежных предметов;
4) синтез знаний, установление совместимости
понятий, единиц измерения, расчетных действий, их
выполнение;
5) получение результата, обобщение в выводах,
закрепление понятий.
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.
Межпредметные связи в обучении рассматриваются как дидактический принцип и как условие, захватывая цели и задачи, содержание, методы, средства и формы обучения различным учебным предметам.
Межпредметные связи позволяют вычленить главные элементы содержания образования, предусмотреть развитие системообразующих идей, понятий, общенаучных приемов учебной деятельности, возможности комплексного применения знаний из различных предметов в трудовой деятельности учащихся.
Межпредметные связи влияют на состав и структуру учебных предметов. Каждый учебный предмет является источником тех или иных видов межпредметных связей. Поэтому возможно выделить те связи, которые учитываются в содержании биологии, и, наоборот, - идущие от биологии в другие учебные предметы.
Формирование общей системы знаний учащихся о реальном мире, отражающих взаимосвязи различных форм движения материи - одна из основных образовательных функций межпредметных связей. Формирование цельного научного мировоззрения требует обязательного учета межпредметных связей. Комплексный подход в воспитании усилил воспитательные функции межпредметных связей курса биологии, содействуя тем самым раскрытию единства природы - общества - человека.
В этих условиях укрепляются связи биологии как с предметами естественнонаучного, так и гуманитарного цикла; улучшаются навыки переноса знаний, их применение и разностороннее осмысление.
Таким образом, межпредметность - это современный принцип обучения, который влияет на отбор и структуру учебного материала целого ряда предметов, усиливая системность знаний учащихся, активизирует методы обучения, ориентирует на применение комплексных форм организации обучения, обеспечивая единство учебно-воспитательного процесса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Всесвятский Б.В. Системный подход к биологическому образованию в средней школе.- М.: Просвещение,1985.
2. Зверев И.Д., Мягкова А.Н. Общая методика преподавания биологии. - М.: Просвещение, 1985.
3. Ильченко В.Р. Перекрестки физики, химии и биологии. - М.: Просвещение, 1986.
4. Максимова В.Н., Груздева Н.В. Межпредметные связи в обучении биологии.- М.: Просвещение, 1987.
5. Максимова В.Н. Межпредметные связи в учебно-воспитательном процессе современной школы. - М.: Просвещение, 1986.
6. Максимова В.Н. Межпредметные связи в процессе обучения, -М.: Просвещение, 1989.