Использование межпредметных связейв обучении биологии

.  
г) Философские межпредметные связи:

С помощью межпредметных  связей биологии и обществоведения  учитель формирует у школьников умения использовать биологические  знания для доказательства материальности, познаваемости и диалектического  характера природных процессов. Для более основательного ознакомления школьников старших классов с  философскими проблемами теоретической  биологии целесообразно использовать межпредметные конференции и  факультативы.  
Ф.Энгельс в своём определении жизни создал основу для построения общей биологической теории, опирающейся на диалектическую концепцию развития. Открытый молекулярной биологией принцип комплементарности «обеспечивает матричный синтез молекул, который есть не что иное, как воспроизведение себе подобного, - молекулярное выражение общего и универсального свойства живого».

Обмен веществ, самовоспроизведение  и саморегуляция – основные свойства биологических систем всех уровней их организации, включая организмы «Организм – это коллоидная открытая система, сохраняющая систему вида, элементом которой она является, путём активного поддержания подвижного равновесия в изменяющихся условиях среды». Организмы образуют сообщества, в которых изменяются условия их существования. Так в материнской горной породе почти нет многих химических элементов, которые необходимы для жизни растений (азота, фосфора, серы, калия, и др.). Они концентрируются в почве лишь благодаря деятельности растений и микроорганизмов. Обмен веществ является основой организмов и условием их существования. Обмен веществ называют основным законом жизни. 
Лишь при наличие межпредметных связей возможно углублённое понимание учащимися закона единства материи и формы движения, подтверждаемого конкретными доказательствами преобразования форм в химические, химических – в физические, а физических и химических – в биологические. Например, общее понятие об энергии как мере движения материи в различных её видах (механической, тепловой, электрической, световой, атомной) глубоко раскрыто и обоснованно физическими науками. Физики же открыли и доказали существование диалектического закона сохранение и превращения энергии. Химические науки обосновали наличие химической энергии во всех известных веществах и установили возможность её перехода в электрическую энергию и во внутреннюю.

Биологи доказали, что важнейшее  проявление жизни любого организма  состоит как в непрерывном  внутреннем энергетическом обмене. Так  и в обмене энергией с внешней  средой. Закон сохранения и превращения  энергии в полной мере распространяется и на живые тела. Разносторонние взаимосвязи физики, химии и биологии создают необходимые предпосылки  для осознанного понимания школьниками  и других диалектических законов  природы: перехода количественных изменений  в качественные, единства и борьбы противоположностей, отрицания отрицания, которые изучаются как на примерах физических, химических и биологических явлений и процессов, так и на примерах индивидуального и исторического развития организмов. 
Таким образом, биологические законы подчиняют себе действие физико-химических закономерностей жизнедеятельности организма. Нельзя сводить биологические процессы к физическим и химическим процессам, которые приобретают специфику в живой природе. Организм надо изучать всесторонне, не забывая, что механические, физические процессы в нём взаимосвязаны и что изменение одних неизбежно ведёт к изменению других и организма в целом. В то же время биологические процессы зависят от физико-химических процессов. Организм испытывает существенные изменения под воздействием на него физических и химических факторов среды. Законы физики и химии действуют в живой и неживой природе, а биологические законы – только в соответствующей форме движения материи.

Одной из наиболее острых философских  проблем теоретической биологии является проблема соотношения социального  и биологического в человеке. Исследования этологов обнаружили « в животном мире ряд явлений, прежде считавшихся  уникальным достоянием человека, таких, как зачатки трудовой деятельности и разделения труда, звуковая коммуникация, элементы «социализации» и научения детёнышей, иерархия господства-подчинения и др». Эти интересные научные данные вместе с тем использованы буржуазными учёными для необоснованных выводах о том, что природа человека и присущие ему как биологическому виду генетически наследуемые психофизиологические детерминанты поведения не могут быть устранены в процессе обучения и воспитания. К. Лоренц и другие утверждают, что агрессия и связанные с ней войны, насилие, преступность – неизбежные спутники человеческой цивилизации, так как у человека отсутствуют врождённые ограничительные механизмы агрессии. Возникла наука «социобиология человека», которая претендует на синтез социальных и биологических наук о человеке, но в центре выдвигает изучение биологических основ всех форм социального поведения, игнорируя качественное своеобразие человеческой культуры.

Эти вопросы обсуждаются  в темах « Развитие органического  мира», «Происхождение человека», «Возникновение жизни на Земле» и др., используя  перспективные и ретроспективные  связи с курсом обществоведения. При этом важно поднять философские  связи до уровня идеологических. Целесообразно в каждой учебной теме курса общей биологии, где особенно важны философские межпредметные связи, сформулировать мировоззренческие задачи и спланировать обеспечивающие их решение связи с курсом обществоведения.  
Итак, межпредметные связи представляют собой отражение в содержании учебных дисциплин тех диалектических взаимосвязей, которые объективно действуют в природе и познаются современными науками, поэтому межпредметные связи следует рассматривать как эквивалент связей межнаучных.

Взаимовлияние учебных  дисциплин

Для исследования взаимовлияния  естественнонаучных дисциплин в  процессе обучения, я изучила «Программы для общеобразовательных школ»  и попыталась оформить модель, отражающую направление действия межпредметных  связей. В этой модели отражена внутрицикловая связь между пятью учебными дисциплинами – физикой, химией, биологией, физической географией и природоведением.

Модель показывает, как  межпредметные связи объединяют естественнонаучные дисциплины и координируют их в единый учебный цикл, в виде многоуровневой системы, но эти связи  не вполне последовательны. Если на уровне 5, 6, 7 классов эти связи взаимодействуют  во всех направлениях, то на последующих  уровнях их действие в должной  мере не проявляется. Возможно причина  такова: при составлении программ действующих сейчас межпредметные  связи не всегда учитываются, поэтому  их отражение в содержании современных  естественнонаучных дисциплин не имеет  оптимальной последовательности и  формирование учащимися фундаментальных  понятий в полной мере не обеспечивается. Однако ряд межпредметных связей и при современном состоянии  курсов природоведения, физики, химии, биологии проявляет себя последовательно  и на эффективном уровне способствует формированию ряда фундаментальных  естественнонаучных понятий. Например, понятие о структуре и свойствах  различных веществ развивается  последовательно и полно, поскольку  на первом этапе оно формируется  на уроках биологии (6класс), физики (7класс), химии (8класс), на втором – развивается  в последующих классах на уроках по тем же предметам. Последовательно  развивается понятие о биогеоценозе, формируемое в процессе уроков природоведения, биологии, физической географии, понятие  об обмене веществ также развиваются  на уроках физики, химии, биологии, понятие  об энергии при действии межпредметных  связей физики, химии, биологии и другие. 
 
Взаимовлияние естественных дисциплин

Завершая характеристику межпредметных связей, следует обратить внимание на то, что в зависимости  от учебной информации, содержащейся в школьных курсах физики, химии  и биологии, межпредметные связи  проявляются по-разному. Есть в программах по каждой естественнонаучной дисциплине разделы и большие темы, включающие в себя факты, понятия, теории межпредметного характера и позволяющие широко и последовательно использовать в обучении межпредметные связи. Но немало и таких тем, содержание которых не способствует осуществлению  межпредметных связей. Например, анализ курса физики показывает, что в  содержании раздела «Механика» имеется  сравнительно мало межпредметных понятий  и теорий, зато разделы «Теплота», «Электричество», «Оптика» очень богаты межпредметными понятиями и теориями. При анализе курса биологии выяснилось, что курс «Классификация органического мира», темы «Основные группы растений», «Основные группы животных» и др. совершенно лишены межпредметных понятий. Исключить из программы их нельзя, поскольку это разрушило бы главную образовательную роль учебных дисциплин как основ соответствующих наук. Темы, не способствующие реализации межпредметных связей, должны занимать в программах соответствующее место, поскольку учебные дисциплины являются основами наук, полнота и целостность которых не могут быть нарушены.

Вместе с тем многие темы и научные понятия, имеющиеся  в содержании биологических дисциплин  – биология растений, биологии животных, анатомии и физиологии человека, общей  биологии, эффективно координируется межпредметными связями с понятиями и теоретическими вопросами курсов физики, химии, физической географии.

При составлении программ по предметам авторы в некоторых  темах (в старших, 10 и 11 классах) указывают  на межпредметные связи, т.е., с каким  предметом и какими темами они  прослеживаются.

Межпредметные связи  с географией. Изучение биологии в 11 классе, пожалуй, в наибольшей степени связано именно с курсом географии. Не секрет, что современная экология начальные этапы своего развития проходила в рамках таких наук, как география растений и зоогеография. В самом начале изучения курса биологии учащиеся сталкиваются с изучением экологических факторов, среди которых важная роль принадлежит абиотическим факторам среды. В данном вопросе приходится в значительной степени актуализировать географические знания о характере климата и его динамике в различных частях земного шара, типах и структуре почвенного покрова, характере рельефа и др. Все это в совокупности расширяет представление и об особенностях существования живых организмов на конкретных участках территории. Кроме того, в данном контексте становится понятным, почему различные части нашей планеты имеют столь индивидуальный видовой состав организмов. При характеристике свойств и структуры природных популяций следует опираться на знания учащихся о демографических показателях населения (о рождаемости и смертности, половой и возрастной структуре), полученных в курсе географии России. В данном курсе дается также описание структуры сельского хозяйства в России, которое может быть использовано для формирования более полного представления о разнообразии агроэкосистем. Другой пример такого междисциплинарного взаимодействия очевиден при изучении биосферы как живой оболочки Земли. При рассмотрении основных сред распространения живого вещества (атмосферы, гидросферы, литосферы) следует учитывать, что учащиеся уже владеют знаниями о структуре, химическом составе, зональности данных сред из курса географии. Это позволяет не детализировать данный аспект в курсе биологии, но в тоже время более детально описать характер жизнедеятельности и распространение в этих оболочках живых организмов. Безусловно, стоит остановиться и на преемственности географии в биологии при изучении темы о происхождении человеческих рас. В курсе биологии указываются основные ареалы возникновения человеческих рас, к примеру, Европа, Северная Африка. Поэтому учителю следует предложить учащимся самостоятельно проанализировать особенности внешнего строения современных человеческих рас, исходя из особенностей их исторического происхождения, распространения и современного существования с учетом географического положения местности и особенностей условий среды. Так же предшествующими межпредметными связями здесь будут знания об охране недр, которые опираются на учебный материал о взаимосвязи живых организмов с окружающей средой, знания о геологическом времени и геохронологической шкале, которые необходимы для понимания происхождения и эволюции человека, а также становления эволюционной теории Чарльза Дарвина.

Межпредметные связи  с химией. Начальные знания из курса химии, которые учащиеся получают в седьмом классе, способствуют более глубокому пониманию вещественного состава Земли, свойств минералов и горных пород, использования полезных ископаемых. Данный формат полученных знаний позволяет в курсе биологии в более полном объеме получить представление о биогеохимическом круговороте основных элементов в биосфере. Ученики способны анализировать характер миграции атомов химических элементов в различных средах биосферы и прогнозировать ее динамику в зависимости от меняющихся абиотических и антропогенных факторов среды. Именно в связи с растущими масштабами антропогенной деятельности, химические знания крайне необходимы в понимании процессов влияния химического загрязнения на все компоненты биосферы и принятия мер по его предотвращению. 

Межпредметные связи  с физикой. В связи с тем, что физику школьники начинают изучать, имея первичные знания о живой природе, большое значение здесь приобретают перспективные межпредметные связи. В данном аспекте, знания физики необходимы при изучении строения оболочек биосферы, понимания процессов, связанных с действием ультрафиолетового излучения Солнца на живые организмы, и роли озонового слоя в защите от этого воздействия. С другой стороны, при изучении биологии физические знания необходимы для понимания того, что существование живых организмов возможно только при непрерывном притоке энергии – это изучается в темах, посвященных круговоротам веществ. В темах курса, где речь идет об энергетических ресурсах, их использовании и охране, знания физики также очень актуальны. Несомненно, условия существования каждого человека, так же как и человечества в целом, в значительной мере определяются доступными для использования источниками энергии. Потребление энергии человеком – важный показатель жизненного уровня. Значение энергии для жизнедеятельности человека, ее виды, перспективы использования альтернативных источников энергии – важная тема для обсуждения, особенно на внеклассных занятиях.

Межпредметные связи  с математикой. В последнее время методы математического моделирования и математической статистики все шире находят использование в биологии. Использование математических моделей в биологии позволяет учащимся предметно понимать и представлять абстрактный математический материал. Так, в экологии моделируется характер роста численности популяций в виде логарифмических выражений, где в качестве переменных, вместо принятых в математике буквенных обозначений, выступают реальные переменные, представленные свойствами популяции, экологическими факторами и др. Умения составлять и решать пропорции, находить процент от целого числа и выполнять различные математические расчеты необходимы для успешного решения экологических задач. Связь с математикой прослеживается и в оценке хозяйственной деятельности человека, где актуален расчет современного состояния природных ресурсов и его прогнозирование в будущем при помощи математических методов. 

Межпредметные связи  с историей. Кроме предметов естественнонаучного цикла биология тесно связана с гуманитарными предметами, в частности с историей. В курсе истории рассматриваются вопросы происхождения человека и его предков, влияние природных условий на жизнь первобытных людей, происхождение ремесел и зарождение культуры. В данном случае предшествующие межпредметные связи широко должны находить свое применение в разделе биологии «Происхождение и эволюция человека» Кроме того, во всем курсе биологии очень много внимания уделяется историческим событиям и фактам, связанным с именами великих ученых-первооткрывателей. В данном контексте знания истории помогают учащимся сформировать представления о временных рамках и социально-экономических предпосылках, в которых жили и творили ученые, оставившие значимый след в биологии.  
Исходя из перечисленных особенностей межпредметных связей курса биологии в 11 классе со знаниями других школьных предметов, наиболее эффективными могут быть следующие формы реализации данных взаимосвязей:

1. Постановка вопросов  на решение задач межпредметного  характера. Например, «Составьте  схему распределения живых организмов  в биосфере с указанием границ  и лимитирующих факторов», «Распределите  перечисленные организмы (приводится  список организмов) по климатическим  зонам, учитывая их пределы  выносливости к температуре» (связь  с географией).

2. Организация межпредметных  контрольных работ. Например, по  темам «Понятие биосферы. Границы  биосферы» (связь с химией, географией), «Решение задач на балансовое  равенство в экосистеме» (связь  с математикой).

3. Задания для подготовки  рефератов. К примеру, темы  докладов могут быть следующими  «Человеческие расы, их происхождение  и единство» (связь с географией  и историей), «Становление эволюционных  взглядов в жизни и творчестве  Ч. Дарвина» (связь с географией  и историей).

4. Комплексные экскурсии  в природу. Например, «Поверхностные  водоемы вашей местности» (связь  с химией), «Проблема бытового  мусора. Экологически чистые способы  его утилизации и переработки» (связь с химией и физикой).  
5. Интегрированные уроки, особенно с физикой, химией, географией. Темами таких уроков могут быть: ««Круговорот веществ в биосфере»» (связь с химией и географией), «Структура популяций» (связь с географией Беларуси). 
6. Проведение межпредметных вечеров, олимпиад и викторин. Например, викторина «Истории жизни знаменитых ученых» или вечер «Рациональное природопользование».

Таким образом, реализация межпредметных  связей в процессе преподавания биологии в 11 классе очевидна из положения биологии в системе наук. Для оптимального восприятия всех особенностей междисциплинарных  взаимодействий в процессе обучения школьников важно единство классной и внеклассной работы, с широким  привлечением дополнительной научно-популярной литературы. Воспитательная функция  этой работы проявляется в создании условий для обеспечения положительного эмоционального характера процесса обучения (привлечение яркого фактического материала, опора на явления окружающей жизни и опыт учащихся, побуждение их к оценке и выражению собственного отношения к изучаемым явлениям, событиям, фактам и т.д.). С другой стороны, межпредметные связи, формируя мировоззрение учащихся и целостную  картину мира, способствуют уменьшению отрыва знаний школьников от реальной жизни.