Межпредметные связи на уроках химии и биологии

Межпредметные связи на уроках химии и биологии

1.  Введение.

За последние годы в биологии уделяется все больше внимания проблеме взаимосвязей между живым и неживым. Успешное развитие современных исследований на грани живого и неживого в области таких биологических дисциплин, как молекулярная биология, генетика, физиология растений и животных, экология, биохимия, биофизика, бионика, космическая биология, убедительно подтверждает необходимость более всестороннего изучения в школе закономерностей процессов жизни. В связи с приближением содержания учебного курса биологии к современному уровню биологической науки в дидактике биологии также усиливается внимание к установлению последовательных связей между преподаванием биологии, химии, физики, астрономии и физической географии. Такие межпредметные связи целесообразны на всех этапах обучения биологии.

На первом этапе (в IV классе) - при изучении курса природоведения следует уделить особое внимание элементарным знаниям по физике и химии, чтобы обеспечить пропедевтическую естественнонаучную основу для более полноценного усвоения школьниками знаний о процессах жизнедеятельности растений и животных в последующих классах На втором этапе (в средних классах) - в процессе изучения биологии растений и животных важно устанавливать межпредметные связи биологии с химией и физикой для более углубленного осмысления школьниками физиологических и экологических знаний. На третьем этапе (в старших классах) - при изучении биологии человека и общей биологии необходимо широко реализовать знания учащихся по химии, физике и географии.

2. Межпредметные связи в обучении биологии и химии, функции межпредметных связей.

а) Межпредметные связи выполняют в обучении ряд функций.

Методологическая функция выражена в том, что только на их основе возможно формирование у учащихся диалектико-материалистических взглядов на природу, современных представлений о ее целостности и развитии, поскольку межпредметные связи способствуют отражению в обучении методологии современного естествознания, которое развивается по линии интеграции идей и методов с позиций системного подхода к познанию природы. Образовательная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель биологии формирует такие качества знаний учащихся, как системность, глубина, осознанность, гибкость. Межпредметные связи выступают как средство развития биологических понятий, способствуют усвоению связей между ними и общими естественнонаучными понятиями. Развивающая функция межпредметных связей определяется их ролью в развитии системного и творческого мышления учащихся, в формировании их познавательной активности, самостоятельности и интереса к познанию природы. Межпредметные связи помогают преодолеть предметную инертность мышления и расширяют кругозор учащихся. Воспитывающая функция межпредметных связей выражена в их содействии всем направлениям воспитания школьников в обучении биологии, Учитель биологии, опираясь на связи с другими предметами, реализует комплексный подход к воспитанию. Конструктивная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель биологии совершенствует содержание учебного материала, методы и формы организации обучения. Реализация межпредметных связей требует совместного планирования учителями предметов естественнонаучного цикла комплексных форм учебной и внеклассной работы, которые предполагают знания ими учебников и программ смежных предметов.

б) Виды межпредметных связей в содержании обучения биологии и химии.Совокупность функций межпредметных связей реализуется в процессе обучения тогда, когда учитель биологии осуществляет все многообразие их видов. Различают связи внутрицикловые (связи биологии с физикой, химией) и межцикловые (связи биологии с историей, трудовым обучением) . Виды межпредметных связей делятся на группы, исходя из основных компонентов процесса обучения (содержания, методов, форм организации) : содержательно-информационные и организационно-методические. Содержательно- информационные межпредметные связи делятся по составу научных знаний, отраженных в программах биологических курсов, на фактические, понятийные, теоретические, философские. Межпредметные связи на уровне фактов (фактические) - это установление сходства фактов, использование общих фактов, изучаемых в курсах физики, химии, биологии, и их всестороннее рассмотрение с целью обобщения знаний об отдельных явлениях, процессах и объектах природы. Так, в обучении биологии и химии учителя могут использовать данные о химическом составе человеческого тела. Типичным примером служит теория строения вещества, которая представляет собой фундаментальную связь физики и химии, а ее следствия используются для объяснения биологических функций неорганических и органических веществ, их роли в жизни живых организмов.

в) Планирование и пути реализации межпредметных связей в обучении биологии.Использование межпредметных связей - одна из наиболее сложных методических задач учителя биологии. Она требует знаний содержания программ и учебников по другим предметам. Реализация межпредметных связей в практике обучения предполагает сотрудничество учителя биологии с учителями химии, физики, географии; посещения открытых уроков, совместного планирования уроков и т.д. Учитель биологии с учетом общешкольного плана учебно-методической работы разрабатывает индивидуальный план реализации межпредметных связей в биологических курсах. Методика творческой работы учителя включает ряд этапов: 1) изучение раздела "Межпредметные связи" по каждому биологическому курсу и опорных тем из программ и учебников других предметов, чтение дополнительной научной, научно-популярной и методической литературы; 2) поурочное планирование межпредметных связей с использованием курсовых и тематических планов; 3) разработка средств и методических приемов реализации межпредметных связей на конкретных уроках; 4) разработка методики подготовки и проведения комплексных форм организации обучения; 5) разработка приемов контроля и оценки результатов осуществления межпредметных связей в обучении.

3. Межпредметные связи вкурсе биологии 6 – 9 классов.

С изучения растений начинается в биологии последовательное формирование естественнонаучной картины мира. Растительный мир изучается как составная часть природы на клеточном, организменном, видовом, биогеоценотическом и биосферном уровнях организации жизни. Мировоззренческие идеи эволюции и уровней организации живой материи могут получить более глубокое развитие при изучении растений с помощью межпредметных связей. Растительная клетка изучается как мельчайшая частица строения организма растения, и одновременно у учащихся формируются первичные представления о клетке как элементарной структурно-функциональной единице жизни. Понять строение и процессы жизнедеятельности клетки и научно объяснить их учащиеся могут лишь тогда, когда учитель раскрывает закономерные связи строения и функций клетки, ее жизнедеятельности и внешней среды. Понятия внешней среды и условий жизни учащиеся усваивают в курсе природоведения 5 класса. Внешней средой называют все, что окружает растения (солнечный свет, воздух, вода, почва, другие растения, животные и др.) , а условиями жизни - то, без чего растение не может жить (вода, воздух, свет, тепло) . Эти понятия целесообразно повторить, опираясь на знания учащихся из курса природоведения, при освещении вопроса "Растительный мир как составная часть природы". Под углом зрения этих понятий важно раскрыть и процессы жизнедеятельности клетки. Учитель подчеркивает, что питание и дыхание клеток могут происходить лишь тогда, когда во внешней среде есть необходимые для этого условия: вода, воздух, минеральные вещества, свет и тепло. Из воздуха и почвы поступают внутрь клетки необходимые для питания и дыхания вещества: вода, минеральные вещества, кислород, углекислый газ и др. С этими понятиями учащиеся также знакомы из курса природоведения. Они знают, что все тела природы состоят из веществ. Учитель может поставить перед ними вопросы: является ли растение телом природы? Из чего оно состоит? Отличаются ли вещества, из которых состоит растение, от веществ неживых тел природы? Последний вопрос является для учащихся проблемным. Он позволяет учителю ввести понятие об органических веществах как веществах, которые образуются в клетках в процессе питания (сахар, крахмал) . "Диффузия - это распространение одних веществ в других, движение молекул одного вещества между молекулами другого вещества. Молекулы газа и жидкости движутся из области большего давления в область меньшего. Значит, кислород поступает в цитоплазму клетки водоросли потому, что его давление постоянно уменьшается по сравнению с окружающей водой, а давление углекислого газа постоянно увеличивается, так как он образуется в процессе дыхания".

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 физических свойствах 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 доя курсов биологии, географии материков и физической географии России. Создается проблемная ситуация: как же происходит погружение и всплытие акул?

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.

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.

Решая подобные задачи, учащиеся совершают сложные познавательные и расчетные действия: 1) осознание сущности межпредметной задачи, понимание необходимости применения знаний из других предметов; 2) отбор и актуализация (приведение в "рабочее состояние) нужных знаний из других предметов; 3) их перенос в новую ситуацию, сопоставление знаний из смежных предметов; 4) синтез знаний, установление совместимости понятий, единиц измерения, расчетных действий, их выполнение; 5) получение результата, обобщение в выводах, закрепление понятий. Систематическое использование межпредметных познавательных задач в форме проблемных вопросов, количественных задач, практических заданий обеспечивает формирование умений учащихся устанавливать и усваивать связи между знаниями из различных предметов. В этом заключена важнейшая развивающая функция обучения биологии.

4. МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ В КУРСЕ ХИМИИ.

По определению Д.П. Ерыгина: “Межпредметные связи можно рассматривать как дидактическую систему, которая отражает в школьных курсах объективно существующие взаимосвязи, обеспечивает посредством согласованного взаимодействия ее учебных компонентов осуществления целенаправленного процесса обучения школьников”.

Использование межпредметных связей – одна из наиболее сложных методических задач учителя химии. Она требует знания содержания программ и учебников по другим предметам. Реализация межпредметных связей в практике обучения предполагает сотрудничество учителя химии с учителями других предметов.

Использование межпредметных связей для формирования основ диалектико-материалистического мировоззрения

Использование опорных знаний других предметов при изучении отдельных тем курса химии – важнейшее средство формирования диалектико-материалистического мировоззрения, целостного представления о явлениях природы и взаимосвязи между ними.

Решение этой задачи успешно осуществляется при совместной согласованной работе учителей различных дисциплин: природоведения, химии, физики, географии, биологии, математики, обществоведения, истории и др. Рассмотрим те межпредметные связи курса химии, которые касаются формирования основ научно-материалистического мировоззрения учащихся. Рассмотрим это на отдельных примерах.

Изучению курса химии в 8 классе предшествуют курсы природоведения и ботаники, в которых учащиеся получают первоначальные представления о живой и неживой природе. Эти знания считаю опорными при рассмотрении различных разделов темы: “Первоначальные химические понятия”. Так, в курсе природоведения учащиеся изучали вещества: кислород, углекислый газ, воду и смеси веществ, песок, глину. В процессе обучения, они получили некоторые сведения об использовании угля, руды, нефти, способах разделения смесей. Для углубления и расширения этих знаний предлагаю восьмиклассникам вопросы:

1. Какие вещества, изученные вами в предыдущих классах, относятся к чистым веществам, а какие к смесям?

2. Почему не имеют смысла выражения “молекула воздуха”, “молекула гранита”, “молекула нефти”?

3. Как отделить речной песок от опилок?

4. Почему нельзя фильтрованием выделить из раствора поваренную соль?

Обсуждение этих вопросов позволяет приступить к формированию понятий “тело”, “вещество” (как один из основных видов материи). Предлагаю учащимся самостоятельно, используя знания из курса физики, природоведения, географии привести примеры тел и веществ, обращаю внимание на их разнообразие, сходство и различие по свойствам. Вещества, отличающиеся по составу молекул, по разному ведут себя при химических реакциях.

При изучении простых и сложных веществ предлагаю ученикам вспомнить, с какими из них они ранее познакомились в курсе природоведения, каких веществ в природе больше – простых или сложных. Обращаю их внимание на разнообразие простых и сложных веществ.

Сообщая учащимся, что химические элементы делятся на две группы: металлы и неметаллы, мы отличаем наличие в них противоположных свойств и в то же время отсутствие резких границ между ними. Так формируется понятие о взаимосвязях веществ.

При рассмотрении понятия о валентности как свойстве атомов химических элементов, повторяем постоянство состава веществ и формируем понятие “количество”. Разъясняем, что количественные данные характеризуют отношения масс между элементами в сложном веществе в соотношении с их валентностью, относительной атомной и молекулярной массой, числом атомов в молекуле (для веществ с молекулярным строением), а также физические величины: плотность, температура кипения, замерзания и т.д. Через количественные соотношения входящих в состав данного вещества элементов выражается постоянство состава чистых веществ.

При изучении первоначальных химических понятий представляется возможность развить полученные в курсе природоведения 5 класса знания о веществе, в курсе физики 7 класса – физических и химических явлениях. Подчеркиваем реальность (объективное существование) атомов и молекул, существование веществ независимо от нашего сознания, объективность свойств веществ.

Пути и методы реализации межпредметных связей при изучении химии.

Вопрос о путях и методах реализации межпредметных связей – это один из аспектов общей проблемы совершенствования методов обучения. Отбор методов обучения провожу на основе содержания учебного материала и на подготовленности учащихся к изучению химии на уровне межпредметных связей.

На первых этапах обучения учащихся приемам установления межпредметных связей преобладает объяснительно-иллюстративный метод. Весь материал межпредметного содержания объясняю сама. Когда у учащихся сформируются умения работы с материалом межпредметного содержания, можно применять репродуктивный и частично-поисковый методы и творческие межпредметные задачи.

Средства реализации межпредметных связей могут быть различны:

· вопросы межпредметного содержания: направляющие деятельность школьников на воспроизведение ранее изученных в других учебных курсах и темах знаний и их применение при усвоении нового материала.

· межпредметные задачи, которые требуют подключения знаний из различных предметов или составлены на материале одного предмета, но используемые с определенной познавательной целью в преподавании одного другого предмета. Они способствуют более глубокому и осмысленному усвоению программного материла, совершенствованию умений выявить причинно-следственные связи между явлениями.

· домашнее задание межпредметного характера – постановка вопросов на размышление, подготовка сообщений, рефератов, изготовление наглядных пособий, составление таблиц, схем, кроссвордов, требующих знаний межпредметного характера.

· межпредметные наглядные пособия - обобщающие таблицы, схемы, диаграммы, плакаты. Они позволяют учащимся наглядно увидеть совокупность знаний из разных предметов, раскрывающую вопросы межпредметного содержания.

· химический эксперимент – если предметом его являются биологические объекты и химические явления, происходящие в них.

Использование межпредметных связей вызвало появление новых форм организации учебного процесса: урок с межпредметными связями, комплексный семинар, комплексная экскурсия, межпредметная экскурсия и др.

Уроки с межпредметным содержанием могут быть следующих видов: урок-лекция; урок-семинар; урок-конференция; урок-ролевая игра; урок-консультация и др.

· уроки межпредметного обобщения или тематические задания – проблема педагогики и методики как соединить знания с полезной практической деятельностью. Научить применять знания.

О связи обучения химии и географии

Помимо межпредметных связей между химией, биологией, учителя используют и сведения из географии. В 8 классе во время объяснения состава воздуха и его применения можно использовать знания учащихся об атмосфере, полученные ими на уроках географии. Восьмиклассники могут дать правильные ответы на вопросы: какое значение имеет атмосфера для живых организмов? Назовите атмосферные слои, расскажите о составе воздуха. Затем учитель сам дополняет рассказ о составе воздуха и его применении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Забота о построении содержания единого курса биологии, усиление его внутренних связей не принижают значения его взаимосвязи с другими учебными предметами. Межпредметные связи в обучении рассматриваются как дидактический принцип и как условие, захватывая цели и задачи, содержание, методы, средства и формы обучения различным учебным предметам.

Межпредметные связи позволяют вычленить главные элементы содержания образования, предусмотреть развитие системообразующих идей, понятий, общенаучных приемов учебной деятельности, возможности комплексного применения знаний из различных предметов в трудовой деятельности учащихся.

Межпредметные связи влияют на состав и структуру учебных предметов. Каждый учебный предмет является источником тех или иных видов межпредметных связей. Поэтому возможно выделить те связи, которые учитываются в содержании биологии, и, наоборот, идущие от биологии в другие учебные предметы.

Формирование общей системы знаний учащихся о реальном мире, отражающих взаимосвязи различных форм движения материи - одна из основных образовательных функций межпредметных связей. Формирование цельного научного мировоззрения требует обязательного учета межпредметных связей. Комплексный подход в воспитании усилил воспитательные функции межпредметных связей курса биологии, содействуя тем самым раскрытию единства природы общества - человека.

В этих условиях укрепляются связи биологии как с предметами естественнонаучного, так и гуманитарного цикла; улучшаются навыки переноса знаний, их применение и разностороннее осмысление.

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.