Роль межпредметных связей в обучении биологии

       Развитие общих естественнонаучных понятий о телах и веществах необходимо предусмотреть и при изучении строения клетки. Учитель предлагает учащимся привести примеры тел живой природы и отмечает, что внутри одних,  более крупных тел могут находиться более мелкие тела. На вопрос "Есть ли такие тела в клетке?" учащиеся отвечают:  "Ядро - это небольшое тельце в  цитоплазме  клетки.

Пластиды - это также мелкие тельца в цитоплазме".  Расширение понятия о веществах происходит,  когда учитель, обобщая знания учащихся из курсов природоведения и ботаники, отмечает, что вещества могут быть органическими (сахар,  крахмал) и неорганическими (вода, минеральные  соли);  твердыми (соль,  сахар),  жидкими (вода, раствор соли, раствор иода) и газообразными (кислород, углекислый газ); растворимыми  и нерастворимыми в воде;  бесцветными и иметь цвет (иод,  вещества,  окрашивающие пластиды, содержащиеся в клеточном соке); цитоплазма представляет собой живое бесцветное вязкое вещество.  Такие знания имеют пропедевтическое значение:  они подготавливают учащихся к изучении химии и физики, а также позволяют им увидеть связь биологических и физико-химических процессов в природе. [3]

     Развитие  общих естественнонаучных понятий в сочетании с  цитолого-физиологическими и  на основе последовательных фактических и понятийных связей с курсом  природоведения  позволяет  учащимся глубже понять единство живой и неживой природы на уровне клетки.

     Важнейшим  экологическим понятием, широко используемым в курсе биологии,  является "среда обитания". Начиная с темы "Водоросли", учитель формирует у учащихся понятие о водной  среде обитания, опираясь  из понятия об агрегатном состоянии веществ и о воде, известные из курса природоведения.  Учитель может  предложить учащимся вопросы репродуктивного и поискового характера: вспомни те из курса природоведения, какие существуют агрегатные состояния вещества. Что  такое  вода?  Какие она имеет физические свойства? Каковы свойства кислорода,  который находится в воде в растворенном состоянии?  Какое значение имеют физические свойства воды для жизни водорослей?  Важно,  чтобы учащиеся осознали основные физико-химические закономерности,  определяющие  воздействие среды на организм. [13 ]

     Углубление знаний  учащихся о единстве живой и неживой природы происходит при  изучении  растений  на  организменном  уровне.

      Центральным понятием  при этом является сложное понятие "растение- целостный организм".  Оно формируется постепенно  при  изучении

каждого органа  растения  на основе развития морфолого-физиологических и экологических понятий. Знания о питании и дыхании растений учащиеся  приобретают с использованием изученных в курсе природоведения понятий о почве, воде, воздухе, веществе. Эти понятия привлекаются при изучении поглощения воды и минеральных веществ и дыхания корня,  фотосинтеза и дыхания в листе, передвижения минеральных и органических веществ по стеблю, дыхания семян и питания проростка и др.

     Экологические понятия  о факторах неживой природы  и связанных с деятельностью человека,  раскрывающие взаимосвязи  растительных организмов с внешней средой,  также требуют для своего формирования фактических и понятийных связей с  курсами  природоведения  и физической географии.  В курсе природоведения изучаются темы, которые создают у учащихся базис эмпирических знаний о взаимосвязях растений с факторами среды: "Ветер", "Образование облаков и осадков", "Вода в природе" и др. Учебный материал этих тем необходимо полнее использовать при изучении ботаники, привлекая полученные в них знания учащихся. Так, в теме "Растения - обитатели суши" учащиеся изучают  такие вопросы,  как "Разнообразие условий жизни на суше", "Растения влаголюбивые и засухоустойчивые", "Растения светолюбивые и теневыносливые". Эти экологические понятия подкреплены конкретными фактами о жизни различных растений. На эти знания учитель биологии может опираться при  изучении внешнего строения листа, листьев световых и теневых, листьев растений влажных и засушливых мест, видоизменений листьев, испарения воды листьями,  размножения и опыления растений, их условий жизни в природе. Раскрытию условий жизни растений в природе способствуют и  знания  учащихся из курса физической географии о литосфере, гидросфере, атмосфере, природном комплексе.

      Популяционно-видовой уровень организации жизни раскрывается при изучении видового многообразия растений на Земле,  их приспособленности к окружающей среде.  Эти вопросы следует изучать, используя ранее полученные знания учащимися о распределении солнечного света и тепла на земной поверхности в зависимости от географической широты, о природных богатствах Мирового океана, о растительности различных  природных зон из курсов физической географии  и географии материков. [15 ]

    II.2 Межпредметные связи на уроках зоологии

    Использование межпредметных связей в процессе развития биологических понятий при изучении животных  учащимися  7-8  классов направлено на формирование научного мировоззрения,  политехническое образование и экологическое воспитание школьников.

    Раздел "Межпредметные связи" в программе ориентирует учителя на раскрытие системы экологических, морфолого-анатомических и физиологических понятий  с  опорой  на знания учащихся о физическихсвойствах среды обитания животных. Вопросы происхождения основных групп животных  изучаются с использованием знаний о геохронологической летописи Земли, представленной таблицей в учебнике географии 8 класса;  с опорой на знания учащихся по географии 7-8 классов рассматриваются также вопросы  распространения  животных,  их роли  в природных сообществах и необходимости охраны и рационального использования природы.  Политехнические понятия курса биологии  7-8  классов изучаются с учетом знаний учащихся по трудовому обучению (7 класс) и сведений из курсов географии (7-8 классы). В процессе  изучения зоологии учителю необходимо постоянно актуализировать знания школьников по курсам природоведения  5  класса  и биологии 6-7 классов. Понятия о многообразии и эволюции животного мира,  его рациональном использовании являются общими для  курсов биологии, географии материков и физической географии России. [7 ]

     Одним из основных  методических приемов  реализации  межпредметных связей является использование познавательных задач, содержание которых предусматривает установление и усвоение связей между знаниями и умениями из разных учебных предметов и определяется учебно-воспитательными задачами уроков. Познавательные задачи могут быть  представлены  репродуктивными  и  проблемными вопросами межпредметного содержания,  упражнениями на применение знаний  из разных предметов,  качественными и количественными задачами. Например, Репродуктивные вопросы межпредметного содержания,  направленные на  воспроизведение  учащимися знаний из темы "Гидросфера" курса географии 6 класса:  где расположены коралловые острова? 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?  (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. Так,  при изучении внешнего строения млекопитающих они мо-

гут спросить: какое значение имеет учащенное дыхание собак в жаркую погоду?  (Вопрос на применение знаний об изменении внутренней энергии тела путем теплоотдачи - физика, 7 класс).

     Проблемные вопросы,  содержащие видимое или  подразумеваемое познавательное противоречие,  требуют от учащихся более высокого, поискового или творческого уровня мыслительной  активности.  Учащимся известно,  что рыбы легко меняют плотность тела за счет изменения объема плавательного пузыря и благодаря этому  регулируют глубину своего погружения (физика,  7 класс, тема "Давление твердых тел,  жидкостей и газов. Архимедова сила"). При изучении хрящевых рыб  учащиеся  узнают,  что у них нет плавательного пузыря. Создается проблемная ситуация:  как же  происходит  погружение  и всплытие акул? (Только за счет работы парных плавников.)

     В специально составленных  межпредметных задачах имеется  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 8 класса.) Какой вид полета используют птицы, если имеются постоянные восходящие потоки теплого воздуха?  (Парящий. Значит, переме-

щение птиц в конечном счете осуществляется за счет энергии топлива, частично превращающейся в тепловую энергию.) [5 ]

     Расчетные задачи  можно использовать как из  учебников смежных предметов, так и составлять самому учителю на биологическом материале. Пример: рассчитать давление, производимое жалом осы на кожу животных.

     В ряде  случаев  учитель организует групповую  работу учащихся над комплексным домашним заданием,  требующим синтеза  знаний  из двух или  нескольких предметов.  Группа учащихся должна составить план своего ответа, выделить необходимые знания из учебников биологии и  других  предметов,  подобрать дополнительную литературу, подготовить средства наглядности и составить выступление по данной теме. Так, к уроку "Хозяйственное значение рыб" в классе формируются несколько групп, каждая из которых готовит характеристику рыбных ресурсов в одном из районов Мирового океана.  Например, первая группа - в морях Северного Ледовитого океана,  вторая -  в морях Тихого, третья - в морях Атлантического океана, что требует работы с учебником географии 7 класса и поэтому способствует реализации предшествующих  связей и с учебником географии России,  в котором часть материала школьники изучают с опережением курса географии.

     Для уроков межпредметного  содержания характерно  использование наглядных средств обучения из разных предметов. Так, при объяснении значения обтекаемой формы  тела  рыб  можно  использовать прибор для демонстрации движения тел в жидкости.  Этот прием позволяет создать яркое,  образное представление о процессах, происходящих в  среде  при движении тел разной формы,  и преимуществах обтекаемой формы тела.  На уроках зоологии есть возможность показать кинофрагменты "Байкал", "В Беловежской Пуще" и другие, выпущенные для курсов географии.

     Целесообразно использовать  и комплексные таблицы,  схемы,  в которых для формирования биологических понятий обобщаются  знания учащихся из разных предметов[15]

         II.3        Межпредметные связи на уроках анатомии, физиологии и гигиены человека

      В школьной программе по курсу "Человек и его здоровье" рекомендовано 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.  Плазмам крови при этом нагревается. Кровь уносит образовавшиеся продукты распада двуокись 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).