Одной из важнейших задач современного обучения является формирование у учащихся умения разносторонне показать явление, понятие, рассматриваемые на уроках различных учебных дисциплин. Как правило, учащиеся не видят явление в целом, а расчленяют его на рассмотрение с точки зрения химии, физики, биологии отдельно. Например, учащимся МОУ СОШ № 99 г. Челябинска было предложено ответить на вопрос: “Что я знаю о веществе?”, но на уроках различных естественнонаучных дисциплин.
В результате проверки оказалось, что на уроках биологии ученики характеризовали вещество только с биологической точки зрения, на физике показывали только физические свойства вещества, на химии – химические.
Профессорским составом во главе с А.В. Усовой была предложена методика работы по формированию понятия “вещество”. Проведенный контрольный срез показал положительную динамику в формировании данного понятия. Но не только понятие “вещество” рассматривается на уроках различных дисциплин естественнонаучного цикла. Педагогами МОУ СОШ № 99 г. Челябинска было проведено ряд интегративных семинаров с учениками различных параллелей, на которых то или иное явление или понятие рассматривалось с точки зрения различных дисциплин естественнонаучного цикла. Нами были проведены следующие семинары: “Вода – необыкновенное вещество”, “Материя и формы движения материи”, “Диффузия”, “Гидросфера”. Проведение таких семинаров способствует формированию у учащихся единой картины мира.
Отрабатываются межпредметные связи и на уроках, например, мною было изучено содержание учебника биологии 7 класса. Выходные данные учебника: Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные: Учеб. для 7 кл. общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2000. – 304 с.: ил. Целью изучения содержания учебника было познакомиться с вопросами, которые могут быть рассмотрены в качестве примеров на уроках физики, а также предоставить рекомендации по использованию знаний учащихся по физике на уроках биологии. Следует отметить, что ученики 7 класса изучают физику с пятого класса по программе опережающего курса физики Даммер М.Д.
Далее приводятся ряд тем по биологии 7 класса, в которых рассматриваются вопросы физики.
Глава 1: Простейшие.
При изучении данной главы учащиеся знакомятся с различными одноклеточными животными, каждая клетка – самостоятельный организм. Рассматривая питание простейших организмов, можно напомнить учащимся о явлении осмоса, который они изучали в 6 классе. 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”. На уроках физики в 6 классе, при изучении осмоса, я предлагаю ученикам проделать аналогичные опыты с фасолью, горохом, различными крупами.
Глава 2: Многоклеточные животные.
Тема: “Тип губки”
В параграфе учебника рассказывается о защитных действиях, которые применяют губки (с. 23): “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”
На с. 34 дан рис. 22, на котором показаны различные приспособления для прикрепления к телу хозяина, расположенные на головном конце ленточных червей. При рассмотрении данного рисунка следует напомнить учащимся о силе трения и спросить о способах увеличения и уменьшения силы трения. Вопрос: Зачем делают протектор на автомобильных шинах? Ответ: Для увеличения силы трения. Вопрос: Почему быстрее развязывается шелковый шнурок, а не хлопчатобумажный или шерстяной? Ответ: У шелкового шнурка более гладкая поверхность и поэтому сила трения меньше, чем у хлопчатобумажного или шерстяного.
Тема: “Классы кольчецов”
В параграфе рассказывается, как ведут себя черви при неблагоприятных условиях: диапауза, анабиоз. Можно спросить учащихся о внутренней энергии и способах изменения внутренней энергии. Например, какое количество теплоты получило тело, если его внутренняя энергия увеличилась на 168 кДж?
Тема: “Тип Моллюски”
Рассматривая пищеварительную систему, кроме вопросов о диффузии можно спросить о силе трения, описывая ротовую полость моллюсков (с.46). На с. 48 говорится о хорошо развитых органах обоняния (диффузия), а также о том, что моллюски чувствительны к температуре окружающей среды. Вопрос: Как взаимосвязаны скорость движения частиц вещества и температура тела? Ответ: Прямая зависимость. Чем больше скорость движения частиц вещества, тем выше температура тела.
Глава 3: “Строение, индивидуальное развитие, эволюция”.
Тема: “Опорно-двигательная система”
В данной теме изучается скелет животных, и можно провести связь с темой по физике: “Простые механизмы. Рычаги”. Эта тема изучается в курсе физики также в 7 классе. В учебнике биологии за 7 класс на страницах 196, 197 и 198 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 приписывает Архимеду, гениальному механику древности, открывшему законы рычага.
Архимед знал, что нет такого груза, который нельзя было бы поднять самой слабой силой, если воспользоваться рычагом: стоит только приложить эту силу к очень длинному плечу рычага, а короткое плечо заставить действовать на груз….
Но если бы великий механик древности знал, как огромна масса земного шара, он, вероятно, воздержался бы от своего горделивого восклицания. …
… для “поднятия Земли” на 1 см потребуется тридцать тысяч биллионов лет! За всю свою долгую жизнь Архимед, напирая на рычаг, не “поднял бы Земли” даже на толщину тончайшего волоса.
Снова к рычагам на уроках биологии 7 класса возвращаются при изучении темы “Органы пищеварения”, а на странице 211 дается схема строения органов пищеварения птицы. Рассказывая о ротовом отверстии, можно обратить внимание на точку опоры и плечо силы, а также задать следующие вопросы:
- Почему для резки бумаги и ткани применяются ножницы с короткими ручками и длинными лезвиями, а для резки листового металла – с длинными ручками и короткими лезвиями? Ответ: Для ответа на этот вопрос нужно воспользоваться правилом рычага: “Рычаг находится в равновесии, если приложенные к нему силы обратно пропорциональны их плечам”. Чтобы разрезать бумагу, не надо прикладывать большую силу, поэтому и лезвия длинные, а чтобы разрезать металл, нужно приложить большую силу, поэтому и лезвия короткие.
Как легче резать ножницами картон: помещая его ближе к концам ножниц или располагая ближе к их середине? Ответ: Лучше ближе к середине, в этом случае плечо силы становится меньше, а сила, действующая на картон, больше.
Рассматривая способы передвижения животных, можно вспомнить о силе трения и преложить представить детям, что было бы, если бы не было силы трения. Дети указывают, что при отсутствии трения гвозди и винты выскальзывали бы из стен, ни одной вещи нельзя было бы удержать в руках, никакой вихрь никогда бы не прекращался, никакой звук не умолкал бы, а звучал бы бесконечным эхом, неослабно отражаясь, например, от стен комнаты. Необходимо сказать о том, что трение способствует устойчивости. Плотники выравнивают пол так, чтобы столы и стулья оставались там, куда их поставили. Блюда, тарелки, стаканы, поставленные на стол, остаются неподвижными без особых забот с нашей стороны.
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 и по обычной программе, поэтому им можно предложить ответить на следующие вопросы:
- Почему дым от костра по мере его подъема перестает быть видимым даже в безветренную погоду? Ответ: Объясняется это тем, что частицы дыма проникают между частицами воздуха и дым перемешивается с воздухом, т.е. наблюдается явление диффузии.
- 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.
На уроках физики учащиеся изучают атмосферное давление и поэтому могут объяснить процесс дыхания, основываясь на перепадах давления в легких во время вдоха и выдоха. Можно предложить решить следующую задачу: “Ученик подсчитал, что за истекшие сутки масса воздуха, прошедшего через его легкие, составляет 15 кг. Какой объем при нормальном давлении и температуре занимает воздух, прошедший через легкие ученика?”.
Решение: V = m/p. Объем равен отношению массы тела к его плотности. Плотность воздуха 1,29 кг/м. Объем равен 11,6м3.
К явлению диффузии как физическому явлению следует обратиться и при изучении темы “Органы пищеварения". Обмен веществ и превращение энергии” и задать учащимся следующие вопросы:
- На каком явлении основана засолка овощей? Ответ: на явлении диффузии. Частицы соли проникают между частицами овощей.
- Одинаково ли быстро протекает диффузия в газах, жидкостях и твердых телах? Ответ: Нет. В газах диффузия протекает быстрее, т.к. в газах расстояние между частицами на много больше, чем в жидкостях и твердых телах.
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:
- Почему мокрые руки плохо вытираются шелковой тканью? Ответ: Потому что шелковая ткань не содержит капилляров, которые имеются, например, у бумаги или ваты.
- 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. Мною на уроках физики, в качестве иллюстрации, приводятся примеры по биологии не только 7 класса, но и биологии 6 класса, что способствует формированию у ребенка единой картины мира. Аналогичная связь прослеживается на многих уроках предметов естественного цикла что, несомненно, 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.
Используемая литература:
- Громов С.В., Родина Н.А. Физика: Учеб. для 7 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2000.
- Даммер М.Д. Физика – 6. Учебное пособие по физике для учащихся 6 класса. Под редакцией А.В. Усовой. Челябинск, издательство ТОО “Версия”, 1994 г.
- Латюшин В.В., Шапкин В.А. Биология. Животные: Учеб. для 7 кл. общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2000.
- Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2000.
- Перельман Я.И. Занимательная физика. В 2-х кн. Кн. 2/ Под ред. А.В. Митрофанова. М.: Наука, Гл. ред. физ-мат. лит., 1986.