"Горизонты межпредметности на уроках биологии и физики"
статья
Автор: Петкович Вера Петровна, учитель биологии, МБОУ лицей 15, город Химки, Московская область
В раздел основное общее образование
Познавательные горизонты межпредметности на уроках биологии
и физики
Всё, что находится во взаимной связи, должно
преподаваться в такой же связи
.
Я.А.Каменский
«Знания и идеи, сообщаемые какими бы то ни было науками,
должны органически строиться в светлый и,
по возможности, обширный взгляд на мир и его жизнь»
К. Д. Ушинский
Окружающий человека мир изменяется все быстрее и быстрее. Новые условия жизни
выдвигают новые требования и открывают новые горизонты. Ведущая тенденция нового
общества – движение от узких специалистов к “фундаменталистам”.
Современный человек находится в контексте всеобщей интеграции, интегрируется все:
экономики, науки, культура, подходы и концепции.
В настоящее время необходимыми становятся не сами знания, а знание о том, где и как
их применять. Но еще важнее – знание о том, как эту информацию добывать,
интегрировать или создавать.
На мой взгляд, в решении вышеизложенных целей поможет
реализация межпредметных связей как одно из направлений повышения качества
образования.
Обучение в школах, продолжает оставаться узкопредметным, что не способствует
созданию в сознании учащихся целостной картины мира и, как следствие, целостной
личности. Разрешить названное противоречие, по крайней мере отчасти, может
межпредметная интеграция в образовательном процессе. Интеграция необходима в
современной системе образования.
Учебный процесс, построенный на межпредметной основе, способствует решению еще
одной важной педагогической задачи - повышению уровня личностного развития
учащихся. Межпредметная интеграция способна придать личностный смысл одним
областям знаний за счет удовлетворения интересов учащихся в других областях знаний.
По пространственному расположению межпредметная интеграция может быть
горизонтальной либо вертикальной.
1. Горизонтальная связь будет осуществляться, когда интегрируемые предметы
изучаются одновременно.
2. Вертикальную связь можно наблюдать, если интегрируемые предметы изучаются в
разных временных рамках. В таком случае будет складываться метапредметность.
Согласно философским и научным представлениям законы по степени общности
разделяются
на
три
группы:
частные,
общие
законы
природы
и
универсальные
закономерности мира.
Частные законы характеризуют отдельные этапы, но не сущность свойств в целом. Они фиксируют тот или иной вид явлений без их причинных объяснений: в физике – это законы Паскаля, Ома, Бернулли, в биологии – законы Менделя, биогенетический закон Геккеля-Мюллера. Первая группа законов - это как раз то, с чем работает каждый учитель предметник. Эти законы и составляют суть предметной системы образования. Традиционная система образования позволяет обеспечить сообщение системы знаний в области отдельных наук. Общие законы природы, раскрывая свойства материи, объясняют явления, изучаемые целым рядом наук естественно-математического цикла. К общим законам природы в первую очередь можно отнести периодический закон – он является основой для объяснения предвидения свойств веществ, законы сохранения энергии, электрического заряда, массы, а также экологические законы. Вторая группа законов предполагает взаимосвязь предметов естественно-научного цикла: физики, химии, биологии, географии и др. На практике изучение общих законов выражается в осуществление межпредметных связей в обучении. Универсальные, фундаментальные законы распространяются на все сферы нашей жизни как на ЕДИНОЕ целое, включая взаимоотношения людей. Закон ЕДИНСТВА и БОРЬБЫ противоположностей, раскрывающий источник самодвижения и развития объективного мира и познания. Закон ОТРИЦАНИЯ ОТРИЦАНИЯ характеризует направление, форму и результат процесса развития. Закон перехода КОЛИЧЕСТВЕННЫХ изменений в КАЧЕСТВЕННЫЕ вскрывает общий механизм развития. Третья группа законов - они соединяют в себе идею предметности и одновременно НАДпредметности, идею рефлексивности по отношению к предметности. По мнению ГРОМЫКО Нины Вячеславовны (кандидат философских наук, заместитель директора Института инновационных стратегий развития общего образования при Департаменте образования г. Москвы). «Новое содержание образования – это ход на обнаружение базисных принципов, которые позволяют формировать мышление у школьников, прежде всего теоретическое мышление. Именно на это и направлена мыследеятельностная педагогика в целом и метапредметная технология в частности». Использование в работе уроков с межпредметными связями оказалось для меня наиболее реальным путем обеспечения положительной мотивации учащихся к изучению биологии и физики, формирования устойчивого познавательного интереса к этим предметам, повышению качества знаний, создание педагогических условий для развития способностей учащихся. Эти уроки создают ситуацию успеха у каждого ребёнка. Свой опыт расширяю внесением в процесс обучения метода проектов… Уроки с межпредметными связями помогают детям не только учиться, они позволяют детям видеть мир как единое целое, видеть прекрасное в точных науках и точное в прекрасном. Ученик, успешный в гуманитарных областях и менее успешный в физике имеет возможность раскрыться и на моих уроках. Для некоторых ребят это может быть единственная возможность почувствовать себя успешными. Доля таких уроков в общем процессе обучения невелика, а значение их огромно. Подтверждение тому победа в отборочном туре Ломоносовской олимпиады по биологии ученика 7 класса Моторина Ивана. Вопросы были интегрированного характера. Один из вопросов хочу привести в качестве примера. Некоторые растения способны увеличивать свою температуру (обычно только в отдельных органах). Как вы думаете, с чем это может быть связано и для чего может
быть нужно растению? В этом задании ключевые моменты «растения» и «температура». Это компоненты каких природных явлений? Из области каких знаний? Две цепочки биологическая (растение – запах – насекомое), физическая (температура – скорость движения молекул – диффузия). Единая система этих цепочек. Растение - температура – скорость движения молекул – усиление запаха - улетучивание веществ (диффузия), привлекающих, насекомых - опылителей. В курсе физики 7 класса на уроке по теме «Диффузия» межпредметность применялась фрагментарно, в виде проблемного вопроса «Какое физическое явление помогает нам чувствовать аромат цветов?». Постановка вопроса иная, но ключевые моменты те же. Какие? Межпредметные связи способствуют глубокому пониманию законов природы, становится возможным их применение в науке и во многих отраслях производства, то есть имеют политехническое значение. Опыт показал, что тесная связь с другими предметами позволяет более интересно строить уроки, повышать активность учащихся. В самих межпредметных связях уже заложен проблемно-интегративный подход. В своей деятельности я стараюсь показать, как физика, химия, биология взаимосвязаны. Чтобы при ответе на вопрос в курсе биологии, содержащий элементы физических или химических понятий, у учащихся не возникали затруднение. Использование межпредметных связей формируют у учащихся УУД (универсальные учебные навыки), которые в свою очередь развивают у детей умение анализировать, самостоятельность и креативность, качества так необходимые в информационном обществе. В качестве примера хочу привести курс «Биология 8. Человек». К этому курсу всегда повышенный интерес у учащихся, как личностнозначимый Мне курс интересен тем, что богат на использование межпредметных связей: биология, химия, физика. Кроме того, учащиеся уже располагают базовыми знаниями по физике и химии. Особого внимания заслуживают вопросы о взаимосвязи строения и функции, которые не только заставляют логически размышлять, но и использовать знания из других предметных областей. Например: 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 из географии - о свойствах разных горных пород, из курса химии - о свойствах солей и кислот, из курса физики - о кристаллических и аморфных телах. 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. Изучение состава и свойств крови также сопровождается актуализацией знаний всех предметов естественно-научного цикла. Почему цвет венозной крови у жителей жаркого климата более яркий и алый, чем цвет крови у жителей холодной Европы? Вследствие высокой температуры организму в жарком климате приходится вырабатывать меньше теплоты. Ведь в жарком климате люди никогда не мерзнут. Поэтому в жарких странах артериальная кровь меньше насыщается углекислым газом и остается почти такой же алой, когда переходит в вены. Помимо проблемных вопросов обязательно использую количественные задачи межпредметного содержания, требующие для своего решения применения знаний по математике, физике, химии, 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 2,5см)". 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. Подобные задачи дают возможность закрепить материал по физике при изучении биологии, а также являются показателем познавательной самостоятельности учащихся. А на уроках физики нестандартные задачи заинтересовывают всех учеников, в том числе и далеких от физики. Сначала дается информация вызывающая интерес, затем условия самой задачи, содержащий в себе качественный вопрос и количественный: Согласно исследованиям французских невропатологов, у плачущего человека задействованы 43 мышцы лица, в то время как смеющегося – всего 17. Что выгоднее смеяться или плакать? Почему? Самые сильные мышцы, отвечающие за сжатие челюстей, способны развить усилие около 700 Н. Груз какой массы равномерно смог бы поднять человек, действуя такой силой? Внеклассная работа открывает дополнительные возможности для осуществления межпредметных связей, стимулирующих самообразование учащихся: их обращение к дополнительным источникам информации, повторение учебного материала по разным предметам под новым углом зрения, расширение кругозора в результате организованного общения, формирование дивергентного мышления. Пример из практики. На Рождественских чтениях, традиционных в нашем лицее, ученица 9 класса выступила по теме своего проекта «Рождественский пост – дар древний». Проект был подготовлен в сотрудничестве с учителями литературы, духовного краеведения и биологии. Цель показать, что такое истинный пост. Поставленные задачи: знакомство с историей и традициями рождественского поста, сформировать понимание того, что православные посты, помимо их важнейшего духовного значения, являются чрезвычайно мощной, комплексной и при этом естественной системой полного очищения организма. Реализация проекта позволила Марине Шустерман сделать профессиональный выбор. Она решила стать врачом. Однажды мудрец шел по берегу и вдруг увидел мальчика, который поднимал что-то с песка и бросал в море. Он подошел ближе и увидел, что мальчик поднимает с песка морские звезды. Они окружали его со всех сторон, берег был буквально усеян ими. — Зачем ты бросаешь эти морские звезды в воду? - спросил он мальчика. — Если они останутся на берегу до завтрашнего утра, когда начнется отлив, то погибнут, - ответил мальчик, не прекращая своего занятия. — Но оглянись, здесь миллионы морских звезд, думаешь, ты что-то можешь изменить? Мальчик поднял следующую морскую звезду, бросил ее в море и сказал: — Да, я могу изменить очень много... для этой звезды! Тот, кто ждет возможности сделать сразу много хорошего, никогда ничего не сделает. Жизнь состоит из мелочей. Очень редко появляется возможность сделать сразу очень многое. У меня около 300 учеников, я смогла привести в качестве примера только двоих. Не без моей помощи они проявили свою талантливость. Выявление одаренных
детей есть дальняя перспектива моей деятельности при реализации межпредметности. Именно одаренные и талантливые дети потенциал общества, именно они обеспечат его интенсивное развитие. Каждый ребенок талантлив по-своему, но выявить этот талант непросто. И в этом и призвание и великое искусство учителя. С помощью многосторонних межпредметных связей не только на качественно новом уровне решаются задачи обучения, развития и воспитания учащихся, но также закладывается фундамент для комплексного видения, подхода и решения сложных проблем реальной действительности. 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. Межпредметность придает практическую направленность получаемым знаниям, формирует понимание того, что ценны не сами знания, а умение их применять. Коль ты, мудрец, других мудрей, сто человек учи. Зажечься смогут сто свечей лишь от одной свечи - Катран
Частные законы характеризуют отдельные этапы, но не сущность свойств в целом. Они фиксируют тот или иной вид явлений без их причинных объяснений: в физике – это законы Паскаля, Ома, Бернулли, в биологии – законы Менделя, биогенетический закон Геккеля-Мюллера. Первая группа законов - это как раз то, с чем работает каждый учитель предметник. Эти законы и составляют суть предметной системы образования. Традиционная система образования позволяет обеспечить сообщение системы знаний в области отдельных наук. Общие законы природы, раскрывая свойства материи, объясняют явления, изучаемые целым рядом наук естественно-математического цикла. К общим законам природы в первую очередь можно отнести периодический закон – он является основой для объяснения предвидения свойств веществ, законы сохранения энергии, электрического заряда, массы, а также экологические законы. Вторая группа законов предполагает взаимосвязь предметов естественно-научного цикла: физики, химии, биологии, географии и др. На практике изучение общих законов выражается в осуществление межпредметных связей в обучении. Универсальные, фундаментальные законы распространяются на все сферы нашей жизни как на ЕДИНОЕ целое, включая взаимоотношения людей. Закон ЕДИНСТВА и БОРЬБЫ противоположностей, раскрывающий источник самодвижения и развития объективного мира и познания. Закон ОТРИЦАНИЯ ОТРИЦАНИЯ характеризует направление, форму и результат процесса развития. Закон перехода КОЛИЧЕСТВЕННЫХ изменений в КАЧЕСТВЕННЫЕ вскрывает общий механизм развития. Третья группа законов - они соединяют в себе идею предметности и одновременно НАДпредметности, идею рефлексивности по отношению к предметности. По мнению ГРОМЫКО Нины Вячеславовны (кандидат философских наук, заместитель директора Института инновационных стратегий развития общего образования при Департаменте образования г. Москвы). «Новое содержание образования – это ход на обнаружение базисных принципов, которые позволяют формировать мышление у школьников, прежде всего теоретическое мышление. Именно на это и направлена мыследеятельностная педагогика в целом и метапредметная технология в частности». Использование в работе уроков с межпредметными связями оказалось для меня наиболее реальным путем обеспечения положительной мотивации учащихся к изучению биологии и физики, формирования устойчивого познавательного интереса к этим предметам, повышению качества знаний, создание педагогических условий для развития способностей учащихся. Эти уроки создают ситуацию успеха у каждого ребёнка. Свой опыт расширяю внесением в процесс обучения метода проектов… Уроки с межпредметными связями помогают детям не только учиться, они позволяют детям видеть мир как единое целое, видеть прекрасное в точных науках и точное в прекрасном. Ученик, успешный в гуманитарных областях и менее успешный в физике имеет возможность раскрыться и на моих уроках. Для некоторых ребят это может быть единственная возможность почувствовать себя успешными. Доля таких уроков в общем процессе обучения невелика, а значение их огромно. Подтверждение тому победа в отборочном туре Ломоносовской олимпиады по биологии ученика 7 класса Моторина Ивана. Вопросы были интегрированного характера. Один из вопросов хочу привести в качестве примера. Некоторые растения способны увеличивать свою температуру (обычно только в отдельных органах). Как вы думаете, с чем это может быть связано и для чего может
быть нужно растению? В этом задании ключевые моменты «растения» и «температура». Это компоненты каких природных явлений? Из области каких знаний? Две цепочки биологическая (растение – запах – насекомое), физическая (температура – скорость движения молекул – диффузия). Единая система этих цепочек. Растение - температура – скорость движения молекул – усиление запаха - улетучивание веществ (диффузия), привлекающих, насекомых - опылителей. В курсе физики 7 класса на уроке по теме «Диффузия» межпредметность применялась фрагментарно, в виде проблемного вопроса «Какое физическое явление помогает нам чувствовать аромат цветов?». Постановка вопроса иная, но ключевые моменты те же. Какие? Межпредметные связи способствуют глубокому пониманию законов природы, становится возможным их применение в науке и во многих отраслях производства, то есть имеют политехническое значение. Опыт показал, что тесная связь с другими предметами позволяет более интересно строить уроки, повышать активность учащихся. В самих межпредметных связях уже заложен проблемно-интегративный подход. В своей деятельности я стараюсь показать, как физика, химия, биология взаимосвязаны. Чтобы при ответе на вопрос в курсе биологии, содержащий элементы физических или химических понятий, у учащихся не возникали затруднение. Использование межпредметных связей формируют у учащихся УУД (универсальные учебные навыки), которые в свою очередь развивают у детей умение анализировать, самостоятельность и креативность, качества так необходимые в информационном обществе. В качестве примера хочу привести курс «Биология 8. Человек». К этому курсу всегда повышенный интерес у учащихся, как личностнозначимый Мне курс интересен тем, что богат на использование межпредметных связей: биология, химия, физика. Кроме того, учащиеся уже располагают базовыми знаниями по физике и химии. Особого внимания заслуживают вопросы о взаимосвязи строения и функции, которые не только заставляют логически размышлять, но и использовать знания из других предметных областей. Например: 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 из географии - о свойствах разных горных пород, из курса химии - о свойствах солей и кислот, из курса физики - о кристаллических и аморфных телах. 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. Изучение состава и свойств крови также сопровождается актуализацией знаний всех предметов естественно-научного цикла. Почему цвет венозной крови у жителей жаркого климата более яркий и алый, чем цвет крови у жителей холодной Европы? Вследствие высокой температуры организму в жарком климате приходится вырабатывать меньше теплоты. Ведь в жарком климате люди никогда не мерзнут. Поэтому в жарких странах артериальная кровь меньше насыщается углекислым газом и остается почти такой же алой, когда переходит в вены. Помимо проблемных вопросов обязательно использую количественные задачи межпредметного содержания, требующие для своего решения применения знаний по математике, физике, химии, 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 2,5см)". 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. Подобные задачи дают возможность закрепить материал по физике при изучении биологии, а также являются показателем познавательной самостоятельности учащихся. А на уроках физики нестандартные задачи заинтересовывают всех учеников, в том числе и далеких от физики. Сначала дается информация вызывающая интерес, затем условия самой задачи, содержащий в себе качественный вопрос и количественный: Согласно исследованиям французских невропатологов, у плачущего человека задействованы 43 мышцы лица, в то время как смеющегося – всего 17. Что выгоднее смеяться или плакать? Почему? Самые сильные мышцы, отвечающие за сжатие челюстей, способны развить усилие около 700 Н. Груз какой массы равномерно смог бы поднять человек, действуя такой силой? Внеклассная работа открывает дополнительные возможности для осуществления межпредметных связей, стимулирующих самообразование учащихся: их обращение к дополнительным источникам информации, повторение учебного материала по разным предметам под новым углом зрения, расширение кругозора в результате организованного общения, формирование дивергентного мышления. Пример из практики. На Рождественских чтениях, традиционных в нашем лицее, ученица 9 класса выступила по теме своего проекта «Рождественский пост – дар древний». Проект был подготовлен в сотрудничестве с учителями литературы, духовного краеведения и биологии. Цель показать, что такое истинный пост. Поставленные задачи: знакомство с историей и традициями рождественского поста, сформировать понимание того, что православные посты, помимо их важнейшего духовного значения, являются чрезвычайно мощной, комплексной и при этом естественной системой полного очищения организма. Реализация проекта позволила Марине Шустерман сделать профессиональный выбор. Она решила стать врачом. Однажды мудрец шел по берегу и вдруг увидел мальчика, который поднимал что-то с песка и бросал в море. Он подошел ближе и увидел, что мальчик поднимает с песка морские звезды. Они окружали его со всех сторон, берег был буквально усеян ими. — Зачем ты бросаешь эти морские звезды в воду? - спросил он мальчика. — Если они останутся на берегу до завтрашнего утра, когда начнется отлив, то погибнут, - ответил мальчик, не прекращая своего занятия. — Но оглянись, здесь миллионы морских звезд, думаешь, ты что-то можешь изменить? Мальчик поднял следующую морскую звезду, бросил ее в море и сказал: — Да, я могу изменить очень много... для этой звезды! Тот, кто ждет возможности сделать сразу много хорошего, никогда ничего не сделает. Жизнь состоит из мелочей. Очень редко появляется возможность сделать сразу очень многое. У меня около 300 учеников, я смогла привести в качестве примера только двоих. Не без моей помощи они проявили свою талантливость. Выявление одаренных
детей есть дальняя перспектива моей деятельности при реализации межпредметности. Именно одаренные и талантливые дети потенциал общества, именно они обеспечат его интенсивное развитие. Каждый ребенок талантлив по-своему, но выявить этот талант непросто. И в этом и призвание и великое искусство учителя. С помощью многосторонних межпредметных связей не только на качественно новом уровне решаются задачи обучения, развития и воспитания учащихся, но также закладывается фундамент для комплексного видения, подхода и решения сложных проблем реальной действительности. 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. Межпредметность придает практическую направленность получаемым знаниям, формирует понимание того, что ценны не сами знания, а умение их применять. Коль ты, мудрец, других мудрей, сто человек учи. Зажечься смогут сто свечей лишь от одной свечи - Катран
В раздел основное общее образование