Что общего между физикой и химией и биологией

Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия

Лекция № 1

Тема: Введение

План

1. Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия.

2. Естественнонаучный метод познания и его составляющие: наблюдение, измерение, эксперимент, гипотеза, теория.

Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия.

Слово «естествознание» означает знание о природе. Поскольку природа чрезвычайно многообразна, то в процессе ее познания формировались различные естественные науки: физика, химия, биология, астрономия, география, геология и многие другие. Каждая из естественных наук занимается изучением каких-то конкретных свойств природы. При обнаружении новых свойств материи появляются новые естественные науки с целью дальнейшего изучения этих свойств или, по крайней мере, новые разделы и направления в уже имеющихся естественных науках. Так сформировалась целая совокупность естественных наук. По объектам исследования их можно разделить на две большие группы: науки о живой и неживой природе. Важнейшими естественными науками о неживой природе являются : физика, химия, астрономия.

Химия– наука о веществах, их составе, строении, свойствах и взаимных превращениях. Химия изучает химическую форму движения материи и делится на неорганическую и органическую химию, физическую и аналитическую химию, коллоидную химию и т.д.

Астрономия– наука о Вселенной. Астрономия изучает движение небесных тел, их природу, происхождение и развитие. Важнейшими разделами астрономии, которые сегодня превратились, по существу, в самостоятельные науки, являются космология и космогония.

Космология– физическое учение о Вселенной как целом, ее устройстве и развитии.

Космогония– наука, которая изучает вопросы происхождения и развития небесных тел (планет, Солнца, звезд и др.). Новейшим направлением в познании космоса является космонавтика.

Биология– наука о живой природе. Предметом биологии является жизнь как особая форма движения материи, законы развития живой природы. Биология, по-видимому, является самой разветвленной наукой (зоология, ботаника, морфология, цитология, гистология, анатомия и физиология, микробиология, вирусология, эмбриология, экология, генетика и т.д.). На стыке наук возникают смежные науки, такие как физическая химия, физическая биология, химическая физика, биофизика, астрофизика и т.д.

Итак, в процессе познания природы формировались отдельные естественные науки. Это необходимый этап познания – этап дифференциации знаний, дифференциации наук. Он обусловлен необходимостью охвата все большего и все более разнообразного числа исследуемых природных объектов и более глубокого проникновения в их детали. Но природа – это единый, уникальный, многогранный, сложный, самоуправляющийся организм. Если природа едина, то единым должно быть и представление о ней с точки зрения естественной науки. Такой наукой является естествознание.

Естествознание– наука о природе как единой целостности или совокупность наук о природе, взятая как единое целое. Последние слова в этом определении еще раз подчеркивают, что это не просто совокупность наук, а обобщенная, интегрированная наука. Это означает, что сегодня дифференциация знаний о природе сменяется их интеграцией. Эта задача обусловлена, во-первых, объективным ходом познания природы и, во-вторых, тем, что человечество познает законы природы не ради простого любопытства, а для использования их в практической деятельности, для своего жизнеобеспечения.

2. Естественнонаучный метод познания и его составляющие: наблюдение, измерение, эксперимент, гипотеза, теория.

Метод— это совокупность приемов или операций практической или теоретической деятельности.

Особенности естественнонаучного метода познания:

1. Носит объективный характер

2. Предмет познания типичен

3. Историчность не обязательна

4. Создает только знание

5. Естествоиспытатель стремится быть сторонним наблюдателем

Источник

Интегрированный урок-конференция по теме: «Перекрестки физики, химии и биологии»(10—11-й класс)

«Природа производит все из основ, незначительных по величине, но мощных по своему качеству.

… как верно то, что мир состоит из четырех элементов (видоизменяющихся только по своим формам), так, несомненно, и научное образование состоит из немногих начал, из которых, если только знать способы их различия, возникает бесконечное множество положений, подобно тому, как на дереве из основательно укрепившегося корня могут вырасти сотни ветвей, тысячи листьев, цветов и плодов.

Да умилосердится Бог над нашим веком и откроет у кого-либо мысленные очи, чтобы тот правильно понял связи вещей и сообщил это другим».

Я.А. Каменский (Великая дидактика гл.XVII. Основоположение III).

Многолетняя практика показывает, что на вопрос: «Какие вы знаете основные законы, объясняющие явления природы, и почему считаете их основными?» учащиеся на уроках физики перечисляют все законы, которые им встречались при изучении этого предмета: законы Паскаля, Архимеда, закон сохранения энергии, закон Ома, законы Ньютона и т.д. На уроках химии соответственно перечисляются законы химии: закон сохранения массы веществ, периодический закон, закон Авогадро и т.д., а на уроках биологии – закон естественного отбора, законы Менделя, закон зародышевого сходства, законы необратимости эволюции и др. Учащиеся не понимают, что к основным законам природы следует отнести наиболее общие законы, изучаемые различными науками. Например, закон сохранения и превращения энергии является основой для объяснения явлений, которые изучаются и механикой, и молекулярной физикой, и термодинамикой, и электродинамикой, и химией, и биологией. Казалось бы, ничего страшного нет в том, что ученики не могут назвать основные законы природы. Но ведь это означает, что они не понимают роль этих законов в объяснении явлений и фактов, изучаемых на уроках, не обращаются к ним при объяснении физических, химических, биологических явлений, знания о природе у них состоят из множества фактов, явлений, формул, правил, не объединенных на единой основе. В сознании человека знания об окружающем мире не просто преломляются, как «солнце в малой капле вод», они во многом формируют отношение человека к миру, влияют на его нравственные качества, особенно в детском возрасте.

В связи с этим урок ставит следующие задачи:

1. Объединение знаний, полученных на уроках физики, химии, биологии вокруг некоторых основополагающих понятий этих наук, понятий, которые входят в состав ядра естественных наук, в «золотой фонд» естественнонаучного образования, составляют знания, которые помогут молодому человеку создать единый взгляд на мир.

2. Глубокое проникновение в тайны природы, через которое раскрывается обаяние науки.

3. Закрепление представлений учащихся о некоторых биологических процессах с точки зрения физики и химии.

В кабинете – плакаты с высказываниями великих людей:

«Естествознание так человечно, так правдиво, что я желаю удачи каждому, кто отдается ему…» И.В. Гёте

«Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удается связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые» Д. Хевеши

«Сведение множества к единому – в этом первооснова Красоты» Пифагор

Стихи должны помочь более эмоциональному восприятию информации:

Не то, что мните вы, природа,
Не слепок, не бездушный лик.
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык. Ф. Тютчев

«Невозмутимый строй во всем,
Созвучье полное в природе» Ф. Тютчев

Подготовка к конференции:

Раздел «Молекулярно-кинетическая теория»

Молекулярно-кинетическая теория – одна из фундаментальных научных теорий, утверждающая древнейшую научную идею – идею о дискретности вещества. Она служит основой для объяснения многих физических, химических, биологических явлений, без нее не может обойтись ни одна из естественных наук. О значении этой теории образно сказал известный американский физик Р. Фейнман. Он задал вопрос: «Какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, содержало бы наибольшую информацию для передачи грядущим поколениям, если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными?»

И сам ответил: «Это – атомная гипотеза: все тела состоят из атомов – частиц, которые находятся в непрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из тел плотнее прижать к другому». В этой фразе содержится огромная информация о мире.

При объяснении большинства физических и химических явлений на уроках физики и химии вы обращались к основным положениям молекулярно-кинетической теории. А какую роль играет эта теория при объяснении биологических явлений?

Cообщение учащегося «О растворах и химических реакциях в них» с точки зрения химии и физики.

Каждый живой организм может рассматриваться как водный раствор, вода – поистине живая. Представьте себе, что вы находитесь у озера летом и вам захотелось попить воды. Но прежде вспомните андерсеновскую «Каплю воды»: «Если через увеличительное стекло посмотреть на каплю воды, взятой из пруда, то увидишь тысячи диковинных зверьков, которых вообще никогда не видно в воде, хотя они, без всякого сомнения, там есть». Невидимые нами существа без голов, без глаз, без ртов. Как они едят, пьют? Питательные вещества, как и вода, в одноклеточные организмы поступают через всю поверхность их тела благодаря явлению диффузии. Без диффузии не обходятся процессы питания и во всех других организмах. Рассмотрим, например, схему всасывания питательных веществ в кишечнике млекопитающих.

Сообщение учащегося «Диффузия в процессах питания и дыхания»

Итак, мы убедились, что без диффузии… Каким вообще был бы мир без диффузии? Прекратись тепловое движение частиц – и вокруг все станет мертвым. Превратятся в безжизненные, оледеневшие фигуры растения, животные. Не станет вокруг Земли атмосферы – с прекращением теплового движения молекулы воздуха притянутся к Земле. Вокруг ни звука, ни ветра.. На черном небе еще несколько минут будет видно Солнце – столько, сколько времени будут идти от него последние лучи… Какая страшная сказка! Хорошо, что она невозможна даже в мыслях, потому что мы знаем – тепловое движение частиц в окружающем мире вечно.

Пока мы рассуждали о диффузии, ее роли в живой и неживой природе, паук-серебрянка (обитатель нашего озера) построил себе дом – воздушный замок. Как он красив – настоящий водолазный колокол. В нем паук сможет спокойно провести зиму: кислород, который всегда есть в воде, вследствие диффузии будет проникать через пленку колокола и таким же путем будет выходить углекислый газ. Более двух часов он трудился только над тем, чтобы сплести паутину, натянуть ее между стеблями трав. Потом много раз поднимался на поверхность, нырял под воду с пузырьками воздуха между волосков на теле и под паутиной снимал их с себя. Вот они собрались под паутиной в один большой пузырь, благодаря выталкивающей силе паутина прогнулась, поэтому форма дома получилась в виде колокола. Наверное, дом показался пауку тесным, и он снова поднялся на поверхность за новой порцией воздуха. Посмотрите, вот паук нырнул под воду, окруженный как бы целлофановым блестящим мешочком… А что, если бы ему действительно приходилось воздух «упаковывать»? Из какого вещества он мог бы образовать пленку? Давайте об этом подумаем.

Сообщение учащегося «Воздушный замок (о гидрофильных и гидрофобных связях»

Раздел «Квантовая теория»

Говоря о теориях, которые с успехом используются в физических, химических, биологических науках, мы не можем не упомянуть квантовую теорию. Началась она с гипотезы Планка, согласно которой атомы и молекулы излучают и поглощают энергию не непрерывным потоком, а отдельными порциями – квантами. Дальнейшее развитие этой теории связано с именами Резерфорда и Бора. Квантовые представления являются основой объяснения явлений в современной научной картине мира. Например, нас окружает потрясающий своим разнообразием многокрасочный мир. А почему мы видим его объекты?

Посредством зрения мы получаем около 90% информации о мире. Поэтому вопрос о механизме зрения интересовал человека всегда.

Сообщение учащегося «О зрении» с точки зрения биологии и физики.

Учитель: Вывод: в механизме зрения используются квантовые свойства света.

Учитель: «А задумывались ли вы над вопросом, зачем цветку красота?»

Выступление учащегося с сообщением по теме «Об окраске цветков».

Как красивы лепестки нежно-фиолетового венчика сон-травы! И ведь он как чудесная чашечка, в которую льются лучи неяркого весеннего солнца. Форма цветка нам понятна сразу: он, как вогнутое зеркало, фокусирует отраженные от лепестков пучки света в центральной части цветка – там происходит оплодотворение.

Даже если температура воздуха около 0°С, внутри цветка сравнительно тепло (около 8°С).

«В каждом растении ты видишь влияние вечных законов, громче и громче с тобой каждый цветок говорит»
И. В. Гете

Раздел «Периодический закон»

Всем вам из школьных курсов химии и физики известны периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Но периодичность в природе представлена не только периодическим законом.

Выступление учащегося по теме «О периодичности в природе»

Изучением космических процессов, их влияния на развитие жизни многие годы занимался выдающийся российский ученый, биолог, один из основоположников гелиобиологии Александр Леонидович Чижевский (1897-1964). К примеру, он исследовал и установил влияние периодической изменяемости активности Солнца на такие процессы, как рост древесины, интенсивность размножения и миграции насекомых, время цветения растений, вековой и годовой ход смертности и др.

Уместно было бы закончить рассказ о периодичности явлений и процессов в природе словами великого Гераклита: «Этот мировой порядок не создан никем из богов и никем из людей, но он был, есть и будет вечно живым огнем, мерами угасающим и мерами вспыхивающим».

Раздел «Закон сохранения массы вещества»

Этот закон – первый закон сохранения в истории науки, он утверждал важнейшую научную идею – идею сохранения. Закон сохранения массы веществ неразрывно связан с именем выдающегося русского ученого М.В. Ломоносова, который им был экспериментально доказан на основе опытов по обжигу металлов в запаянных сосудах.

Совершим небольшой экскурс в историю: именно представления о сохранении массы вещества, которые бытовали в науке еще до открытия закона сохранения массы вещества, помогли опровергнуть господствовавшее на протяжении многих веков в науке мнение, что земля – единственная пища растений. Сделал это голландский естествоиспытатель Гельмонт. Его знаменитый опыт длился 5 лет. В горшок насыпали тщательно просушенную и взвешенную землю. В нее посадили тщательно взвешенную ветку ивы. Горшок был накрыт крышкой, чтобы в него не попадали пыль и сор, иву поливали дождевой водой. Через 5 лет растение увеличило свою массу на 65,675 кг, а масса земли в горшке уменьшилась только на 60 г. Таким образом, земля никак не могла являться единственной пищей растений. Этот опыт дал толчок к проведению множества других опытов, благодаря которым была раскрыта сущность фотосинтеза.

Сообщение учащегося о значении закона сохранения массы вещества на примере обмена белков.

Раздел «Закон сохранения и превращения энергии»

Рассмотрим возможности применения закона в биологии. Популяризаторы науки Н.Н. Дроздов и П.П. Второв так проиллюстрировали превращения вещества и энергии в биосфере – круговорот веществ в биосфере, движущей силой которого является энергия Солнца, сравнивается с колесом водяной мельницы, которое крутится под напором воды. Как же распределяется энергия Солнца, попадающая на Землю?

Сообщение учащегося «О превращении энергии в биосфере»

Раздел «Закон сохранения электрического заряда»

Поговорим о применении этого закона в химии и биологии.

Сообщение учащегося «Почему надо чистить зубы?»

Итак, можно сказать, что все превращения в микромире происходят с учетом закона сохранения электрического заряда. Вспомним хотя бы реакции фотосинтеза. Посмотрите, сколько вокруг зелени, сколько электронов покидают молекулы хлорофилла в этот миг, получив квант света! Что было бы, если бы некоторые из них «потерялись?» Молекулы хлорофилла выключились бы из «работы». Но такого не случается, т.к. действует закон сохранения электрического заряда. Молекула хлорофилла, потеряв электрон, приобретает положительный электрический заряд, иначе говоря, в ней есть место для электрона, называемое в физике дыркой. Долго оно не остается вакантным. Его занимает электрон иона гидроксила, образовавшегося при диссоциации молекулы воды. И молекула хлорофилла снова готова принять следующий квант. Покинувший ее электрон и ион водорода, образовавшийся вместе с ионом гидроксила при фотолизе воды, попадают в ферментную систему, где происходят реакции фотосинтеза. Ни один электрический заряд из бесчисленного множества участвующих в биохимических реакциях зарядов не пропадает. Вот у кого надо учиться бережливости – у природы…

А теперь поговорим о симметрии в природе, проявление которой мы можем найти сколько угодно.

Сообщение учащегося «О симметрии в природе»

Таки образом, закон естественного отбора, закон всемирного тяготения способствовали тому, что мы видим ель такой прекрасной, что она не может не поразить наше воображение. Действие любого закона природы не зависит от времени, все они симметричны по отношению к переносу в пространстве и времени. Симметрия живых организмов связана с симметрией законов природы. Можно сказать, что на симметрии держится мир. Когда мы видим проявление симметрии в форме тел живой и неживой природы, невольно испытываем чувство удовлетворения тем всеобщим порядком, который царит в природе.

Список используемой литературы

В.Р. Ильченко «Перекрестки физики, химии и биологии». М.: Просвещение.1986

Источник

Педагогический проект. Межпредметные связи на уроках химии, физики и биологии.

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

учитель химии и физики

ГБОУ СОШ с. Новое Ганькино

Иванова Светлана Николаевна

Межпредметные связи на уроках химии, физики и биологии.

Подходы к определению сущности дидактической категории межпредметных связей и их видов весьма многообразны. Научные позиции исследователей в понимании сущности межпредметных связей и классификации их видов определяются такими факторами, как конкретные педагогические задачи исследования, решение которых осуществляется на основе межпредметных связей; изучаемые аспекты проблемы межпредметных связей и уровни их решения; используемые научные методы выделения конкретных связей. Исходя из общности структуры учебных предметов и структуры процесса обучения, которые являются объективными основаниями классификации межпредметных связей, можно выделить три их основных типа: содержательно- информационные, операционно-деятельностные и организационно-методические.
Межпредметные связи этого типа обогащают методы, приемы и формы организации обучения. Они обеспечивают эффективные пути усвоения учащимися общепредметных знаний и умений. Объединение знаний (действие синтеза) имеет в каждом конкретном случае определенную познавательную функцию – объяснение причинно-следственных связей в общих объектах, обобщение и выведение нового обобщенного знания, конкретизацию общих понятий, классификацию смежных явлений, доказательство обобщенных идей и др. Межпредметная связь в логически завершенном виде представляет собой выраженное во всеобщей форме, осознанное отношение между элементами структуры различных учебных предметов. Таким отношением может быть новое знание, которое сформировалось благодаря усвоению связей между знаниями из разных предметов. Это знание по своему содержанию и способу формирования в учебном познании носит межпредметный характер (Например, физико-химические, биохимические, историко-географические, политико-экономические, литературно-исторические понятия). Таким отношением может быть и новое обобщенное умение, сформированное в результате усвоения связей между способами учебно- познавательной деятельности, применяемыми в разных предметах. Новое умение является межпредметным, поскольку может использоваться в разных учебных предметах при оперировании общими для них межпредметными знаниями
(например, умения устной и письменной речи, расчетно-измерительные, художественно-изобразительные, графические, обобщенные умения мыслительной деятельности и др.). Таким отношением могут быть и новые, обобщенные на межпредметной основе, аксиологические, ценностные аспекты знаний, которые формируют идейно-нравственное сознание ученика. Эффективность формирования межпредметных знаний, умений и ценностных отношений школьников определяется способами осуществления межпредметных связей в процессе обучения (методическими приемами, методами учебной работы, условиями организации учебного процесса и т. п.): в преподавании, в их усвоении учащимися и применении в новых познавательных ситуациях. В результате осуществления всесторонних межпредметных связей вырабатывается магистральная педагогическая линия, общая тенденция, стратегия действий учителей. Таким образом, как справедливо отмечает М. М. Левина, «речь идет о дидактической организации учебного процесса, о конструктивной разработке системы педагогической работы. », поэтому межпредметные связи «есть принцип конструирования дидактической системы». Итак, межпредметные связи выступают в процессе обучения как условие реализации его основных функций (образовательных, развивающих, воспитательных) и сами выполняют методологические, конструктивные и формирующие функции. В соответствии с различным функциональным значением изменяется их содержательно-смысловое значение, их соотнесенность с понятийным аппаратом. Как уже отмечалось, в изучении феномена межпредметных связей можно выделить аспекты: философский, общепедагогический, собственно дидактический, методический, психологический. Будучи конкретной дидактической формой проявления философского принципа системности, межпредметные связи выполняют методологические функции. Играя роль дидактического принципа, на основе которого строятся системы межпредметного обучения (в рамках учебной темы, учебного предмета, учебной проблемы, внеклассной деятельности и др.) межпредметные связи выполняют конструктивные функции. Формирующая функция межпредметных связей заключена в том, что как общепедагогическое средство комплексного подхода к обучению они создают условия для формирования мировоззрения, познавательной активности и самостоятельности учащихся. Эту функцию межпредметные связи осуществляют в обучении под влиянием методических и психологических факторов перестройки учебно-познавательной деятельности учащихся и обучающей деятельности учителей. Таким образом, углубление педагогической науки в сущность дидактической категории межпредметных связей приводит к выводам о полифункциональности, подвижности, относительности их смысловых значений в общей организации процесса обучения. В единстве методологических, конструктивных и формирующих функций межпредметные связи создают современный дидактический (межпредметный) подход к построению содержания и организации процесса предметного обучения с позиций всеобщих принципов системности и комплексности.

С целью изучения современного состояния проблемы реализации межпредметных связей в основной, средней и высшей школах были организованы и проведены в период с 1996 по 2001 годы три научно-практические конференции Всероссийского и Международного уровней.

В настоящее время необходимо:

рассматривать межпредметные связи как дидактический принцип, имеющий свою специфику в различных педагогических системах современного образования;

активно внедрять в учебный процесс как школ, так и педагогических вузов активные формы обучения, способствующие практической реализации принципа межпредметных связей;

разрабатывать новые подходы к процессу обучения с учетом принципа межпредметных связей;

скоординировать условия, способствующие формированию у учащихся межпредметной структуры учебных знаний и т.д.

И.Д. Файзиев конкретизирует эту мысль: «Для осуществления единого подхода в формировании естественнонаучных знаний необходимо обеспечивать следующие условия:

выделение основы изучаемого материала межпредметного содержания;

определение нижнего уровня материала межпредметного содержания, который удовлетворяет государственный стандарт образования и который способствует его реализации на уровне потребного к моменту окончания школы;

формулирование требований к уровню знаний учащихся к каждому элементу знаний;

определение основных этапов формирования содержания изучаемого материала и вклада каждого предмета в их развитие»

Эффективность образования школьников зависит от следующих факторов:

единство и непрерывность представленного в соответствующих учебных программах экологически ориентированного материала и практических заданий;

всемерное развитие межпредметных связей и системного подхода в освоении экологических знаний;

Как считают А.В. Петров и А.Н. Чинин, «путь к истине в научном поиске идет не только через увеличение информации в своей исследуемой области, но и через обмен информацией с другими областями науки. Такой обмен позволяет осуществлять последовательное углубление объективной истины и вырабатывать научный стиль мышления. Учитывая необходимость выработки у учащихся научного стиля мышления, связанного с концепцией квантования, следует спроектировать межнаучные связи на связи межпредметные и выделить в них основополагающие условия, определяющие развитие стиля мышления. Для этого необходимо:

раскрыть учащимся те методологические черты, которые в своей совокупности представляют лицо современного научного познания или стиль научного мышления на данном этапе развития науки;

показать, что учет межпредметных связей эквивалентен межнаучным связям и поэтому является регулятивом развития теоретических и практических знаний в учебном процессе;

учить анализировать связи изучаемого предмета со «здравым смыслом», чтобы раскрыть преимущество научных знаний;

на примере межпредметных связей со «здравым смыслом» показать, что прогресс познания реализуется в движении мысли от отражения менее глубоких и менее общих связей к установлению более глубоких и постоянных связей и отношений между явлениями и процессами;

исследовать в учебном процессе, как, благодаря межпредметным связям, можно «примерять на себя» чужие концепции, которые впоследствии принимают глобальный характер, определяя научный стиль мышления;

показать, как межпредметные связи с логикой и методологией превращаются в общий прием научного познания;

раскрыть основополагающую мысль о том, что познание мира возможно лишь на основе всестороннего системного исследования объектов, выделения всех существенных связей и отношений, а также законов проявления данных связей;

за межпредметными связями учить находить причинные связи в становлении и развитии каждой системы;

реализуя межпредметные связи, учить видеть постоянные связи, определяющие автономность и специфику исследуемой системы и другие типы связи, которые делают эту автономность относительной» образовательных технологий»

П.П. Головин, анализируя причины поверхностных знаний у учащихся школ, говорит, что «в результате сокращения финансирования образования со стороны государства в трудный период перехода к новым социально-экономическим условиям:

1) во-первых, учебные заведения оказались неспособными закупать дорогостоящие радиоэлектронные и электротехнические учебно-наглядные пособия;

2) во-вторых, в условиях конкурентной борьбы за выживаемость заводы по выпуску учебно-наглядных пособий были вынуждены перепрофилировать свои производства на другие виды продукции.

О практике реализации межпредметных связей говорится в статье А.А. Зиновьева «По реализации проблемы межпредметных связей и интеграции учебных предметов намечаются определенные шаги:

в содержательной части программ по физике, химии, биологии и географии по классам приводились ссылки на другие предметы; в методической литературе рассматривались примеры проведения комплексных уроков;

разработаны программы и учебники по интегративным курсам (физика и астрономия; физика и химия; естествознание);

разработаны пропедевтические курсы физики для обучения учащихся на раннем этапе (5-6 классы)»

Более содержательно эту проблему рассматривают Н.Н. Тулькибаева и З.М. Большакова: «Содержание процесса междисциплинарных связей определяется сущностью методологического подхода к осуществлению процесса:

Определение функции самого процесса. Ведущая функция межпредметных связей видится в формировании целостных знаний у обучающихся о мире.

Многообразие определений межпредметных связей (как принцип обучения; как условие воспитывающего и развивающего обучения; как дидактическое условие, обеспечивающее качество усвоения знаний, развития мышления, творческих способностей и сформированности мировоззрения).

Способы реализации межпредметных связей (фрагментарное рассмотрение фактического материала из различных учебных дисциплин; выделение метазнаний в предметах единого цикла; постановка учебных проблем и проблемных ситуаций межпредметного характера; формирование общеучебных и обобщенных умений, обеспечивающих перенос знаний из одного предмета в другой, способов выполнения учебных действий; решение задач межпредметного содержания; проведение интегральных и комплексных занятий; использование специальных педагогических технологий).

Назначение межпредметных связей (обеспечивают формирование научной партии мира, определяя взаимосвязь между различными формами движения материи; осуществляют координацию учебного материала, построенную на принципах преемственности и развития; задают межпредметный уровень усвоения знаний и развития мышления, обеспечивающий широкий перенос знаний, обобщенный характер сформированности познавательных умений; предполагают единое определение общенаучных понятий, координацию процесса их формирования).

Невостребованность научных знаний о межпредметных связях практикой. На практике существует определенное отторжение одной дисциплины другой.

Необходимость дальнейшего развития научных знаний о межпредметных связях, как дидактической теории.

Выделение способов обособления научных дисциплин (1. Дисциплины конкретно-предметной ориентации, создающие системы знаний о явлениях различной природы. 2. Дисциплины программно-методической ориентации, содержанием которых являются подходы, методы, способы получения знаний об изучаемых явлениях).

Оценка с позиции выделенных способов обособления научных дисциплин содержания научных знаний (1. Система организованных знаний: эмпирические факты, понятия, законы, принципы, гипотезы, теории. 2. Система методов познания различной абстракции: от конкретно предметных до методологически обобщенных).

Мобильность научной дисциплины обеспечивается необходимостью наличия обязательно двух составляющих содержания знаний.

Комплекс дисциплин обеспечивает проявление каждой из дисциплин комплекса различных функций.

Выделение научной дисциплины реализуется на принципе дифференциации знаний. Дифференциация научных знаний предполагает интеграцию учебных дисциплин.

Дисциплинарные комплексы выступают одним из средств реализации процесса интеграции знаний.

Выше названные дисциплинарные комплексы могут выступать видами рефлексивной симметрии знания».

Вследствие этого учащиеся школ получают явно недостаточные и весьма поверхностные предметные и межпредметные знания»

Говоря о готовности учителя к межпредметной деятельности, Г.Д. Орехова выделяет следующие дидактические условия:

Понимание учителем значимости межпредметных связей для учебного процесса по физике, химии и биологии;

Знание сущности понятия межпредметных связей и их функций, типов и видов;

Умение выделять и наполнять конкретным содержанием межпредметные связи внутри циклов дисциплин и межцикловые межпредметные связи;

Умение реализовать межпредметные связи в рвзличных формах учебных занятий по физике и во внеклассной работе по предмету;

Умение вести научно-исследовательскую работу по проблеме межпредметных связей.

Проведенный обзор материалов международной конференции дает возможность сделать следующие выводы, позволяющие оценить роль межпредметных связей в развитии современной системы образования:

Главное стратегическое направление развития системы образования определяется проблемой организации личностно-ориентированного развивающего обучения, которое отражает гуманистическое направление в философии, психологии, педагогике и является не только развивающей, но и развивающейся педагогической системой образования.

Новые педагогические технологии обучения требуют новых принципов и переосмысления, углубления уже известных дидактических принципов, так как они наполняются содержанием лишь в конкретных педагогических системах.

Поиски эффективных путей формирования целостной картины мира всё больше привлекают внимание педагогов, учёных и практиков к проблеме межпредметных связей. В исследованиях известных учёных – педагогов. (И.Д.Зверева., В.М.Коротова., Э.И.Моносзона, М.Н.Скаткина. и других.) Межпредметные связи выступают как условие единства обучение и воспитания, средство комплексного подхода к предметной системе обучения прочно утвердившейся в школе. Прогрессивные педагоги различных эпох – Я. А. Каменский, К.Д. Ушинский – подчеркивали необходимость взаимосвязей между учебными предметами для отражения целостной картины природы «в голове ученика» для создания истинной системы знаний и правильного миропонимания.

Актуальность межпредметных связей в школьном обучении очевидна. В программах по биологии, особенно по курсу «Биология», «Человек» и «Общая биология», мы видим широкое использование знаний учащихся из химии об органических и неорганических веществах, о типах химических реакций окисления, катализаторе и катализе, об окислительно-восстановительных реакциях и др. Рекомендуется также использовать понятия из физики о потенциальной и кинетической энергии, о механическом движении, давлении, плотности веществ, о диффузии, законе превращения и сохранения энергии и др. Физические и химические понятия необходимы, чтобы объяснять учащимся взаимосвязь физико-химических и биологических процессов; раскрыть физико-химические условия осуществления биологических функций в клетках, тканях, органах, в организме в целом; показать сущность отдельных биофизических (например биопотенциалы) и биохимических (ассимиляция и диссимиляция) процессов.

Оперирование материалом смежных предметов обеспечивает развитие познавательной активности и самостоятельности обучающихся, побуждает их к творческому системному мышлению. Межпредметные связи важны как для углубления общего и политехнического образования, так и для патриотического и духовно-нравственного воспитания молодого поколения.

Межпредметность вносит системный подход к отбору и структуре содержания учебного предмета и учебного материала, к постановке общих учебно-воспитательных задач; ориентирует преподавателей на организацию комплексных экскурсий, семинаров, летних заданий, межпредметных конференций; выступает важнейшим фактором интенсификации обучения, поскольку позволяет рационально использовать все внутренние резервы учебно-воспитательного процесса: высвободить резервы учебного времени, устранить дублирование учебного материала, ёмко в виде схем-моделей структурировать его на основе ведущих идей, понятий, комплексных проблем. Иными словами, опираясь на знания и интересы обучающихся в области различных предметов, с помощью установления межпредметных связей можно комплексно решать задачи образования, развития и воспитания.

По широте охвата учебных предметов различают связи внутрицикловые (связи биологии с физикой, химией, математикой) и межцикловые (связи биологии с обществоведением, литературой, медициной). По основным компонентам процесса обучения (содержание, формы организации, методы) межпредметные связи можно разделить на содержательно-информационные и организационно-методические. Содержательно-информационные связи делятся по составу научных знаний на фактические (связи общих фактов), понятийные (взаимосвязь понятий), теоретические (развитие основных положений теорий и учений), философские (конкретизация и обобщение категорий и законов диалектики), идеологические (согласованное раскрытие воспитательных аспектов науки).
При планировании и осуществлении межпредметных связей в процессе обучения биологии важно учитывать их многообразие. Особенно важно систематически реализовывать понятийные межпредметные связи, поскольку именно системы понятий определяют структуру содержания биологических курсов. Понятия об уровнях организации живой природы требуют установления связей с химией, физикой, математикой, основами информатики и вычислительной техники, с физической географией и обществоведением; для раскрытия морфолого-анатомических понятий необходимы знания о составе и видах химических веществ, их физических свойствах; физиологических – знания о физико-химических процессах и явлениях в живом организме; прикладных (агротехнические, зоотехнические, гигиенические, природоохранительные и др.) – связи биологии с сельскохозяйственной практикой, с медициной, с охраной природы, с курсом этики и психологии семейной жизни и т.д.

Важно лишь, чтобы физические и химические процессы рассматривались в единстве с биологическими в «контексте» живой системы.

Важно умение комплексного применения знаний по биологии, физике, химии, географии, математики и информатики к решению практических задач.

Итак, межпредметные связи служат способом раскрытия в содержании обучения современных тенденций развития науки, возникающих под влиянием процессов интеграции; социализации, гуманизации, теоретизации, математизации, формализации и др.

Благодаря межпредметным связям наука предстаёт перед учащимся не только как система знаний, но и как система методов.

Межпредметные связи позволяют полнее раскрыть историю науки и её практическое применение.

С помощью межпредметных связей раскрываются социальные значимости естественнонаучных наук. Представляется возможность приобщать школьников к гуманистической, мировоззренческой и практической ценности естественнонаучных понятий.

Таким образом, межпредметные связи способствуют реализации принципа научности в содержании обучения. Они призваны довести до осознания учащимся общности всех предметов естественнонаучного цикла и показать специфику содержания и методов науки в каждом учебном предмете.

В сознании человека знания об окружающем мире во многом формируют отношение человека к миру, влияют на его нравственные качества. В школе изучается ряд предметов о природе и у каждой науки свои законы, своя специфика. Обучение проходит разрозненно, явления природы рассматриваются с разных точек зрения, но не в единой системе: на уроках химии – только химические процессы, на уроках физики – физические явления, а на уроках биологии то же явление природы – только с позиции биологической науки. В школах практически нет дидактического материала по межпредметным связям. Анализ содержания школьных образовательных областей показывает, что сегодня образование в них представлено педагогически слабо организованной, не скоординированной «россыпью представлений», которые носят, главным образом, информационно-справочный характер.

Создать электронный справочник по межпредметным связям на уроках химии, физики и биологии в виде презентаций.

2. Сформировать у учащихся целостную систему взглядов на окружающий мир, на основе интегрированного материала средств и методов трёх дисциплин, обеспечивающих усвоение знаний по предметам естественного цикла в единстве и целостности.

3. Разработать электронный вариант пособия по межпредметным связям, обобщив тематический материал по химии, физике и биологии, который периодически можно пополнять по мере накопления материала.

Электронное пособие по межпредметным связям на уроках химии, физики и биологии, которое можно пополнять по мере накопления материала, т.е. можно обновлять по усмотрению учителя, пользующегося этим материалом.

В.Н.Максимова «Межпредметная связь и совершенствование процесса обучения». М.: «Просвещение» 1984г.

Ц.Б.Кац «Биофизика на уроках физики». М. «Просвещение»1988г.

В.Р.Ильченко «Перекрестки физики, химии и биологии». М. «Просвещение» 1986г.

С.В.Рянжин «Экологический букварь». Санкт-Петербург «Пит-Тал», 1996г.

Л.В.Тарасов «Физика в природе».М. «Просвещение», 1988г.

И.Б.Литинецкий «Бионика». М. «Просвещение», 1976г.

Источник