Межпредметные связи при обучении биологии

Использование межпредметных связей при обучении биологии.

Наша страна обладает уникальной национальной культурой. Её сила в исключительном интеллектуальном динамизме, который воплощается в оригинальной, не имеющей аналогов в мире, продукции в любой сфере человеческой деятельности. Роль российской школы – в приумножении главного богатства страны – её творческого потенциала.

В настоящий момент главной задачей школы остаётся обеспечение учащихся определённой суммой знаний. Это, безусловно, важно, но не менее значимо формирование навыков интеллектуального труда, полезного в любой сфере деятельности, навыков анализа проблем и путей их решения. А также в воспитании любви ко всякого рода изобретательства. И не только техническому. Проблема только в одном – кого мы воспитываем из наших учеников – творцов или «плотно набитые информацией чемоданы». К сожалению, как естественнонаучно, так и гуманитарно «набитый чемодан» равно бесполезен.

Биологи в техническом лицее занимает особое место. Прежде всего по тому, что между биологическими и техническими системами очень много общего, например общие понятия (такие, как информация, сигнал, управление и т.д.). Не мало общего можно усмотреть в эволюции жизни и в развитии техники. Такие понятия, как ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация, можно использовать не только в биологии, но и истории техники. А технические аналогии позволяют глубже понять многое в биологии.

Взаимоотношения между живой природой и созданной человеком техникой – одна из ключевых тем экологического образования. Человек XXI века должен быть готов к выходу из очень сложных ситуаций. Именно по этому необходимо определённые интеллектуальные навыки, которые может и должна формировать политехническая школа.

Все задачи, которые ставит перед человечеством экологический кризис, носит комплексный характер. При их решении необходимо владеть и учитывать биологическую, географическую, техническую, экономическую и социальную информацию. Экологически образованный специалист должен находить общий язык со специалистами любого профиля. Стержнем образования должно быть понимание комплексности проблем.

Образование неизбежно должно быть очень широким. Но эта широта должна определяться на разнообразим предметов и большим объёмом материла, предлагаемого ученикам, а тесным взаимодействием между предметами. Идеально, если бы на одном уроке ученик мог получить несколько оценок: одну – по биологии; другую по физике; третью по химии; четвертую по географии и т.д.

Биология, как известно, это изучение закономерностей строения и изменения строения живого на разных уровнях организации – молекулярном, клеточном, тканевом, организменном, популяционном, биогеоценотическом и, наконец, на уровне биосферы в целом. Математика – мир точных законов и строгих количественных отношений. Живая природа слишком разнообразна и сложна для математического описания. Все е капли дождя – одинаковы, но все деревья в лесу разные. Результаты биологических экспериментов, поставленных, казалось бы, в строго контролируемых условиях, могут расходиться очень значительно. Возникает необходимость в математическом моделировании биологических процессов.

Наиболее доступной математической задачей для учащихся старших классов является определение различных характеристик биологических систем. Каждая биологическая система является очень сложным комплексом взаимосвязанных элементов, имеет множество характеристик (например, к характеристикам провесной системы относится минутный объём крови, её вязкость, скорость пульсовой волны, концентрация сахара в крови и т.д.). Основным математическим аппаратом является решение дифференциальных уравнений.

Задачи, возникающие при изучении сложных биологических систем, бесконечно разнообразны. В качестве подобной задачи: каковы механизмы и закономерности адаптации организма теплокровных животных к изменениям в окружающей среде, например, к изменению температуры воздуха?

При решении множества вопросов различной сложности возникают идеальные условия для взаимопроникновения биологи и математики, для закрепления биологических и математических знаний.

Очень важной, значимой задачей для биологии является изучение совокупности и однородных биологических объектов. Вот приме такой задачи: сколько птичьих гнёзд имеется на единице площади в пределах данного ареала? Сколько в среднем имеется яиц в каждой кладке? Решение подобных задач важно при планировании экспериментов, наблюдений, а также при анализе их результатов. Это позволяет не только сделать заслуживающее доверие выводы, но и максимально прояснить полученную информацию. Ни одна экспериментальная работа по биологии не воспринимается всерьез, если статистически не обоснован объём проделанных экспериментов и не проведена оценка полученных результатов.

«Невозможно сейчас изучать вопросы организации живой природы, не зная её физико-химических основ».

Академик М.В. Келдыш.

Органическая природа, частью которой является человек, очень сложна, многообразна, представляет собой упорядоченный, уравновешенный мир взаимосвязанных организмов. Важнейшей задачей школы является создание в представлении учащихся обшей картины мира с единством и многообразием свойств живой и не живой природы. Целостность и многообразность картины мира достигается, наряду с другими приёмами, и межпредметными связями. Характерными приметами времени является взаимопроникновение смежных наук, образование комплексных отраслей знаний и бурное их развитие. Считаю очень важным в техническим лицее связать курсы физики и биологии, ставлю себе цель ознакомить учащихся с физическими методами исследования и воздействия, которые находят широкое применение в биологии, медицине, с некоторыми элементами бионики, а также показать единство законов природы, применимость законов физики к живым организмам.

Привлечение биофизических примеров служит лучшему усвоению курсов биологии и физики. Биофизический материал стараюсь увязать с программами физики и биологии и отразить наиболее перспективные направления развития науки и техники. По всем разделам курса биологии подбираю биофизические примеры. С другой стороны, рассматривая жизнедеятельность растительных и животных организмов использую физические закономерности и аналогии.

Установление межпрпедметных связей даёт большие возможности для формирования естественнонаучной картины мира. Осуществление связей между предметами обеспечивает учителя разнообразными доказательствами материальности мира, многообразия явлений и причино-следственных связей между ними.

Опыт работы учителем говорит, что биофизический материал является чрезвычайно богатым, насыщенным для мобилизации внимания учащихся, превращения абстрактных формулировок в нечто конкретное, близкое, затрагивающее не только интеллектуальную, но и эмоциональную сфер, что открывает возможности разнообразие форм и содержание уроков.

На мой взгляд, большую роль в ознакомлении с элементами биофизики играет составление и решение задач по физике живой природы. При составлении задач необходимо, чтобы их содержание было не очень узким, а терминология не слишком специальной. Некоторые из них призваны обратись внимание на физические характеристики живых существ, например на скорости и ускорения, которые они способны развивать, в других приводится аналогия строения живых органов растение и животных и конструкций, созданных человеком.

В качестве примеров подобных задач – задача о падении живых существ. Галилео Галилей писал: «Кто не знает, что лошадь упав с высоты трёх – четырёх локтей, ломает себе ноги, тогда как собака при этом не страдает, а кошка остаётся не вередимой, будучи брошена с восьми – десяти локтей, точно также как сверчок, упавший с верхушки башни, или муравей, упавший на землю хотя бы из лунной сферы». Почему мелкие насекомые, падая на землю с большой высоты, остаются невредимыми, а крупные животные гибнут?

Наиболее интересными для учащихся являются семинарские занятия, например такие как «Физика и медицина», «Звуки в природе и технике», конференции «Защита биосферы» (совместно с учителями физики, химии, географии, истории), «Бионика. Живые прототипы – ключ к новой технике» и многие другие. Тематика их самая разнообразная и основана на интересе учащихся.

Биология тесно соприкасается с химией при исследовании закономерности химических взаимодействий в химических системах. Биология, по словам А.Л. Ленинджера, своего рода суперхимия, который включает все традиционные области химии, но в то же время остаётся чем то большим. Ведь молекулы, входящие в состав живых организмов, не только подчиняются всем известным физическим законам, управляющим поведением неорганической материи, на кроме того, взаимодействуют друг с другом в соответствии с особой системой принципов.

Таким образом, знания о химии биологически важных веществ могут быть использованы как опорные при изучении на уроках биологии химической организации клетки и протекающих в ней процессов. Это способствует глубокому пониманию школьниками изучаемых биологических явлений и закреплению химических знаний, уяснению роли химии в познании живой природы.

Российские специалисты являются наиболее востребованы и конкурентно способными в мире на рынке труда, так как они обладают синтетическим, многокомпонентным образованием. Формированию, становлению и упрочению такой многоплановости и служат межпредметные связи.