Межпредметные связи в школе. Взаимосвязь биологии и математики в школьном образовании

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.

Воспитательная 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. 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, математики; посещения открытых уроков, совместного планирования уроков и т.д. Учитель биологии с учётом 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 системы межпредметных связей с использованием  тематических планов;

3) разработка средств  и методических приёмов реализации межпредметных связей на конкретных уроках;

4) разработка методики  подготовки и проведения комплексных  форм организации обучения;

5) разработка приёмов контроля и оценки результатов осуществления межпредметных связей в обучении.

 

 

3. Межпредметные связи в преподавании биологии и математики

Как было сказано ранее, учебный процесс представляет собой систему органического единства деятельности учителя и ученика. В этой системе под руководством учителя происходит овладение учеником системой знаний и способов деятельности его развития. Эффективное овладение знаниями и способами деятельности предполагает такую организацию познавательной деятельности школьников, при которой учебный материал становится предметом их активных действий.

  Активное обучение всегда связано с его мотивом. Каждому педагогу важно помнить, что если нет мотива, то не может быть деятельности. Этот закон, нарушение которого приводит к бесплодности всей работы учителя. Особое место среди способов формирования мотива активной познавательной деятельности занимает осуществление исследовательского подхода в обучении. Организация действий учащихся по осознанию темы урока как учебной проблемы, по разрешению этой проблемы является одним из путей формирования активной познавательной деятельности. Процесс обучения строится как совместная исследовательская деятельность учащихся.

Биология и математика — что может быть общего у этих столь различных областей знания?

Математика является наукой, которая родилась из практики и обслуживает практику, поэтому важно показать практическую значимость изучаемого материала. Одна из важнейших сфер, где математика демонстрирует себя во всей своей силе – это описание законов и явлений окружающего мира.

Биология — наука о жизни во всем многообразии ее проявлений: от субклеточных и клеточных структур до популяций и биогеоценозов. В настоящее время математика широко вторгается в биологическую науку, ранее от неё далёкую. Использование математических знаний в биологии позволяет по-новому взглянуть на многие традиционные проблемы этой науки, способствует единому естественнонаучному взгляду на мир, так необходимого всем нам в наше время.

Большинство учёных до начала XX века считали, что между биологией и математикой лежит если не пропасть, то, по крайней мере, труднопреодолимая преграда. Правда, отдельные физики и математики делали попытки в этом направлении. Это и Леонардо да Винчи, рассмотревший в рамках ещё зарождавшейся в XV-XVI веках механики движение животных, и выдающийся математик XVIII века Л. Эйлер, создавший математическую модель сердца. Более близки по времени к нам работы по физиологии зрения и слуха знаменитого физика XIX века

Г. Гельмгольца. Однако во всех этих случаях биологическая основа рассматривалась учёными лишь как повод для разработки новых математических методов. Но еще в XIX века биология начала превращаться из науки наблюдательной в науку экспериментальную.

До середины XIX века учёные-естествоиспытатели были, по сути дела, натуралистами. Своей основной задачей они считали наблюдение за живыми организмами, описание и систематизацию всего их многообразия. По мере решения этих задач биологи всё глубже и интенсивнее вторгались в область эксперимента. В результате было накоплено большое количество фактов той степени точности и абстрактности, которая допускает применение математического аппарата. Первоначально биологи применяли в основном методы математической статистики для обработки результатов своих экспериментов.

 Следствием этого  было создание целого научного направления — биометрии. В дальнейшем биометрическое направление существенно преобразилось, что связано с более широким распространением методов многомерных статистик. Сейчас математическая статистика используется как средство, позволяющее корректно спланировать эксперимент и получить с наименьшими затратами труда и средств достоверную количественную информацию об изучаемом объекте. Теоретической основой для такого подхода стала новая отрасль статистики — теория планирования оптимального эксперимента.

 И всё же, хотя эта теория и позволяет получать количественные зависимости между изучаемыми явлениями, такие модели большей частью оказываются формальными и дают возможность скорее управлять процессами, чем познавать их механизмы. Более содержательны такие математические модели, которые отражают структуру и внутренние связи исследуемых процессов и явлений, раскрывают их движущие силы и законы функционирования.

 Одним из первых  приёмов именно такого подхода к применению математики в биологии оказалась генетика. Уже работы основоположника этой науки Грегора Менделя стали прекрасной иллюстрацией того, каким плодотворным может быть применение математических идей для проникновения в самую суть биологических явлений. Сформулированные на строгом математическом уровне законы наследования Г. Менделя лежат в основе современной генетики, являющейся, пожалуй, наиболее математизированной из всех биологических дисциплин.

 В ХХ веке началось бурное вторжение математических методов и идей в биологические исследования. С биологией связаны  алгебра, теория вероятностей, математическая статистика, дифференциальное и интегральное исчисление. С полным основанием можно говорить о возникновении особой отрасли биологической науки — математической биологии.

Математика - это чрезвычайно мощный и гибкий инструмент при изучении окружающего нас мира. В любой научной дисциплине существует своя методология, основанная на выполнении конкретных экспериментов. Любой же эксперимент имеет своей целью сбор сведений об изучаемой системе. Эти сведения, далее, фиксируются и обрабатываются в виде чисел. А поскольку обработкой числовой информации занимается математика, мы наблюдаем связь между биологией и математикой. Можно привести небольшой пример: необходимо решить задачу о наследственности. Используя знания из области комбинаторики, можно просчитать различные варианты распределения хромосом, количество таких вариантов и другую нужную информацию. Поскольку для этого вначале строится математическая модель (функция многих переменных), т.е. "модель человека", описанная языком математики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1. Бинарные уроки в преподавании биологии

 

Взаимопроникновение идей и методов различных наук является отличительной чертой нашего времени. Интеграция, комплексный подход необходим  для решения экологических, экономических и социальных проблем общества. В наше время взаимосвязь природы и человека особенно актуальна. При анализе происходящего пересекаются предметные области географии, физики, химии, математики, биологии, истории, экологии, литературы. Обращение к знаниям в этих областях помогает раскрыть не только вопросы отдельных наук, но и увидеть неразрывную связь между учебными предметами.

В новых программах по биологии и другим предметам введены  специальные разделы о межпредметных  связях. Этим положено начало системе использования межпредметных связей в образовательной и воспитательной работе.

Но каковы бы ни были программные  требования и методические указания, они будут осуществляться на деле лишь при том условии, если учитель  будет достаточно осведомлён о сущности межпредметных связей, убеждён в их необходимости и будет обладать практическими умениями осуществлять их в работе. На мой взгляд, проведение бинарных уроков необходимо. Возникает вопрос: почему они необходимы в современной школе?

Межпредметные связи  иногда рассматривают лишь с точки  зрения рационализации процесса обучения, экономии сил и времени учащихся, более прочного усвоения школьниками  знаний по изучаемым предметам. Между  тем основная задача установления межпредметных  связей заключается в том, чтобы качественно поднять уровень знаний, умений и развития учащихся путём более глубокого проникновения в объективно существующие закономерные связи в явлениях природы и общества. Актуальность проблемы межпредметных связей в обучении обусловлена объективными процессами в современной культуре. Это, прежде всего, тенденция интеграции научных знаний в теоретических исследованиях и практической деятельности.

"Интеграция" в переводе  с латинского языка означает "объединение  в целое каких-либо частей". Интегрированный урок - это тоже объединение знаний из области различных предметов по определённой теме.

В рамках интегрированной  образовательной технологии наиболее интересны бинарные уроки. Бинарные уроки – одна из форм реализации межпредметных связей и интеграции предметов. Это нетрадиционный вид урока. Урок по теме ведут два педагога- предметника. Цель бинарного урока – создать условия мотивированного практического применения знаний, навыков и умений, дать обучающимся возможность увидеть результаты своего труда и получить от него радость и удовлетворение. Интересной стороной урока является выступление учащихся с сообщениями по новой теме, которые они готовят самостоятельно. Использование данного приёма прививает детям умение выступать перед классом, грамотно излагать материал, формирует умения выделять существенные признаки и свойства и доносить их до слушателей. Для успешного проведения бинарных уроков необходимо создавать атмосферу заинтересованности и творчества. На таком уроке получается необычная ситуация: два учителя одновременно - соединение индивидуальностей при нестандартном подходе. Такой подход заинтересовывает учащихся, развивает их творческий потенциал, расширяет и укрепляет знания, полученные на отдельных уроках.

Но подготовка к такому занятию - это очень сложная работа, она предъявляет особые требования к преподавателю:

1. Преподаватель должен  в полной мере, в полном объёме  владеть содержанием своего предмета, чтобы тщательно и целенаправленно  отобрать то, что необходимо по  этой теме урока.

2. Хорошо знать материал  учебного предмета, с которым  предстоит бинарность.

3. Самим преподавателям нужно создать для себя единую картину мира, единое пространство, т.е. быть профессионалами в полном смысле слова.

4. Очень важным моментом  является психология учителей, которые готовят, а затем проводят бинарный урок. Это взаимопонимание друг друга с полуслова, с помощью мимики, жестов. Если этого нет, бинарный урок просто не получится.

Таким образом, можно  предположить, что не каждый преподаватель решится на проведение такого занятия. Передо мной стояла трудная задача, так как на момент разработки и проведения бинарных уроков мой педагогический стаж составлял всего 2 месяца. Мною была изучена дидактическая, методическая литература и, конечно, была оказана методическая помощь более опытных коллег.