Интеграция биологии с другими предметными дисциплинами
материал на тему

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

лицей №1 г. Усмани Липецкой области имени Героя Советского Союза Б.А. Котова

Интеграция  биологии с другими предметными дисциплинами посредством системного использования межпредметных связей на уроках и внеурочной деятельности.

Учитель биологии первой категории

Леоновой И.В.

Г. Усмань

 2014

Под интеграцией мы понимаем согласованную, целостную, взаимосвязанную деятельность всех педагогов лицея, направленную на  развитие всесторонне развитой, творческой личности обучающегося.

Интеграционные процессы в лицее осуществляются сразу в нескольких направлениях: внутрипредметно; межпредметно; межцикловом; между двумя системами образования: основным и дополнительным; в системе воспитательной работы классов и всего лицея. Предполагаем, что осуществление интеграции в лицее – согласование между учителями принципов, подходов, приемов педагогической деятельности – приведет к новому качеству образовательного процесса. В такой системе ученик не окажется в эпицентре разнонаправленных, порой противоречивых, педагогических воздействий. Работа учителей будет совместно направлена на поддержку ученика, развитие его знаний, умений и навыков, реализацию его способностей, склонностей и интересов.

Различаются разные виды интеграции, прежде всего содержательная и деятельностная. В рамках  содержательной интеграцией мы  осуществляем:

• формирование единого понятийного аппарата школьников разных ступеней обучения;
• всестороннее использование межпредметных связей при изучении учебных дисциплин;
• проведение интегрированных и бинарных уроков и внеклассных занятий (в том числе факультативов, классных часов и т.п.);
• разработка и введение в образовательный процесс различных интегрированных курсов, элективов;
• создание авторских предметных образовательных программ.

В рамках деятельностной интеграции осуществляется:

• использование сходных согласованных современных педагогических технологий педагогами разных учебных дисциплин, а также отдельных методик и методов, форм и приемов организации образовательного процесса;
• выработка единых требований к различным формам работ и видам деятельности обучающихся;
• выработка единых критериев оценивания труда учащихся и учителя.

Таким образом, в лицее сложилась система интеграционных процессов, каждый из которых может быть как самостоятельным направлением педагогической деятельности учителей школы, так и частью целой образовательной системы.

Перестройка школьной системы образования вносит свои коррективы и в биологическое образование. В соответствии с современной концепцией развития биологического образования в качестве главной цели выступает новая парадигма, в которой образование рассматривается как неотъемлемая часть культуры. Формирование личности ученика осуществляется путем введения его в мир культурного опыта, созданного в ходе исторического развития человечества.

Цели биологического образования:

• овладение компонентами научных знаний и методологией научного познания, составляющими основу целостного миропонимания и научного мировоззрения обучающихся;
• осознание жизни как наивысшей ценности, умение строить свои отношения с природой, обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;
• овладение знаниями методов, понятий, теорий, концепций, моделей, стилей мышления и областей практического применения биологических закономерностей как средства развития плодотворной деятельности и культуры;
• разностороннее развитие личности учащихся: памяти, наблюдательности, устойчивого познавательного интереса, творческих способностей, теоретического мышления средствами биологии, стремления к самообразованию и применению знаний биологии на практике.

Несмотря на важность и значимость биологического образования, при организации образовательного процесса в массовой школе, можно выделить ряд проблем, которые отрицательно сказываются на качестве образования.

1. Современные программы и государственные образовательные стандарты по биологии для общеобразовательных школ очень насыщены специальными понятиями, научными терминами, трудными для понимания и запоминания. Дополнительного времени на их детальную, планомерную  проработку этими нормативными документами не предусмотрено.  Кроме того, в новых учебных планах сокращается количество часов, отводимое на изучение биологии. Ребенок «тонет» в этом трудном, быстром понятийном потоке, чувствует свою неуспешность, тратит дополнительные силы и время на изучение предмета или теряет интерес к обучению.
2. В массовой школе образование построено таким образом, что каждый учитель освещает только свою область предметных знаний общенаучной картины мира. Практика интегрированных курсов распространена не широко из-за отсутствия согласованных образовательных программ, мало квалифицированных педагогов, которые в достаточной степени владеют содержанием не одной, а нескольких научных дисциплин. Вместе с тем, важно показать ребенку целостность современной картины мира, взаимосвязанность всех процессов и явлений, происходящих в ней, научность ее познания.
3. Учителя – биологи, работающие в непрофильных классах, сталкиваются и с проблемой мотивации к обучению. Как показывает практика, сегодня востребованными для поступления в ВУЗы и ССУЗы являются такие предметы, как математика, русский язык, обществознание. Детей же, собирающихся поступать на биологические специальности немного (2-3 человека в классе). Завоевать интерес немотивированных обучающихся на уроке, активизировать их учебную деятельность становиться довольно сложно.

Решение выше обозначенных проблем позволит:

• Повысить мотивацию школьников к изучению предмета;
• Активизировать их познавательную деятельность на уроке;
• Облегчит понимание учащимися сущности изучаемых явлений и процессов;
• Осуществить  целостное научное восприятие окружающего мира.

Разрешению данных проблем способствует осуществление содержательной и деятельностной интеграции и системное использование межпредметных связей на уроках биологии и внеклассной деятельности по предмету.

Цель работы: 

Повышение качества биологического образования через осуществление содержательной и деятельностной интеграции биологии и других предметных дисциплин посредством системного использования межпредметных связей на уроках.

Для  достижения данной цели необходимо решение следующих задач:

1. Согласование с педагогами других предметов возможные темы или вопросы для их совместного изучения.
2. Определения перечня межпредметных связей биологии с другими научными дисциплинами и учебными предметами.
3. Внесение изменений в тематическое и поурочное планирование по биологии в соответствии с договоренностью с другими предметниками.
4. Изучение интересов школьников к предмету. Повышение их активности в познавательной деятельности.
5. Пополнение педагогического опыта различными технологиями,  методиками, формами и методами организации познавательной деятельности на уроке.

Перечислим принципы, необходимые при разработке и организации учебных занятий:

• Принцип свободы выбора: в любом обучающем или управляющем действии, где только возможно, предоставить ученику право выбора. С одним только важным условием – право выбора всегда уравновешивается осознанной ответственностью за свой выбор.
• Принцип открытости: - не только давать знания – но еще и показывать их границы. Ставить перед учениками с проблемы, решения, которых лежат за пределами изучаемого курса. Использовать в обучении проблемные вопросы и открытые задачи, задачи, не имеющие однозначного ответа.
• Принцип деятельности: освоение учениками знаний, умений, навыков преимущественно в деятельностной форме. «Напичканный знаниями, но не умеющий их использовать ученик напоминает фаршированную рыбу, которая не может плавать», - говорил академик А.Л. Минц. А Бернард Шоу утверждал: «Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность».
• Принцип обратной связи: обеспечить мониторинг процесса обучения с помощью развитой системы приемов обратной связи.
• Принцип идеальности: максимально использовать возможности, знания, интересы самих учащихся, с целью повышения результативности обучения и уменьшения учителем затрат времени и материалов в процессе образования.

Пути осуществления данных направлений могут быть самыми разнообразными. А выбранные формы и методы организации учебного процесса способствуют разностороннему использованию межпредметных связей. Последние побуждают к поиску новых методик, требующих взаимодействия учителей разных предметов. Учитель не должен действовать в одиночку в предметной системе обучения, а работать в содружестве со своими коллегами.

Биология – это такая научная дисциплина, которая интегрируется со многими предметами школьного курса (смотри схему и таблицу 1).

Опираясь на знания этих наук, учитель сможет в полном объёме представить обучащимся объект изучения, достигнуть более глубокого осмысления изучаемого явления.

Межпредметные связи, используемые на уроках биологии, помогут доказать взаимосвязь и единство живой и неживой природы. Они позволят провести урок по любой, даже самой удаленной от реальной жизни, теме интересно и актуально, с яркими запоминающимися примерами.

«Всё, что находится во взаимной связи, должно преподаваться в такой же связи», -  рекомендовал ещё Я.А. Коменский. И в наше время К.Д. Ушинский утверждал, что «знания и   идеи, сообщаемые какими бы то ни было науками, должны органически строиться в светлый и, по возможности обширный взгляд на мир».

После согласования изучаемых тем и вопросов разных предметных дисциплин был составлен примерный перечень межпредметных связей и вопросов интеграции, которые можно использовать на уроках биологии. Однако, считать его полным и окончательным нельзя, так как новые научные факты, данные биологии и других смежных дисциплин ежегодно вносят в него свои коррективы.

Схема. Связь биологии с другими науками.

Примерный перечень межпредметных связей,

 используемых в курсе биологии.

Таблица 1.

Использование интеграционных тем и межпредметных связей отражается в тематическом планировании (смотри приложение) и встраивается в проект урока.

При конструировании урока важно понимать, что интеграционные темы и межпредметные связи можно использовать на разных этапах современного урока: актуализации знаний, изучения нового материала, проверки и закрепления изученного материала, домашнего задания и даже при контроле знаний.

Приведем несколько примеров использования межпредметных связей на уроке:

Актуализация знаний.

 Привлекательная цель: перед учеником ставится простая и привлекательная цель, осуществляя которую он волей-неволей выполняет учебное действие, планируемое педагогом. 

• Собрать открытки, картинки, фотографии животных или растений определенной среды обитания (это может быть и летнее задания для ребят, которые увлекаются фотографированием).

Удивляй: учитель находит такой угол зрения, при котором даже обыденное становится удивительным (как правило, используется при переходе к изучению новой темы).

• В давние времена в Японии случилась такая история. Во дворец императора был отправлен ценнейший груз. Несколько шхун везли вазы из тончайшего фарфора. По дороге их застиг шторм, и все шхуны до единой затонули. Это произошло недалеко от берега, где стояли хижины бедных рыбаков.

Вазы стоили баснословных денег, поэтому неудивительно, что многие смельчаки пытались достать их. Но это не удавалось никому – слишком велика была глубина. Никакой удочкой, сетью или веревкой дна не достать, а подводных аппаратов тогда, конечно, не знали.

Но спустя год вазы стали появляться в хижинах рыбаков. Вопрос классу: Как же вазы оказались на берегу?..

Речь идет о головоногих моллюсках, обыкновенном осьминоге.

(биология – география: приливы, отливы).

Отсроченная отгадка:  в начале урока учитель дает загадку (удивительный факт), отгадка к которой (ключик для понимания) будет открыта на уроке при работе над новым материалом.

- загадку (удивительный факт) дать в конце урока, чтобы начать с нее следующий урок.

• В 1383 году в небольшом германском городе Вильснаке гостии (лепешки из пшеничного теста), оставшиеся в заброшенной полуобгоревшей церкви, покрылись кровавыми пятнами. Пятна эти смыли, но они появились вновь в еще большем количестве. Слух об этом «чуде» быстро распространился. Церковники взвалили вину на еретиков, началось сжигание людей на кострах.

Кто такие еретики? Почему с ними так жестоко расправлялись?

Как бы вы объяснили причину появления пятен?

Это пример введения в тему «Бактерии»: они в подходящих условиях образуют колонии на подходящем субстрате – пшеничном тесте; эти колонии были красного цвета,  т.е. «кровавые пятна».

(биология – история: эпоха средневековья)

Получение новых знаний.

«Колесо будущего»:  школьникам предлагается какая-либо глобальная проблема, решение которой требует от учеников межпредметных знаний.  Как правило, данный прием начинается со слов: «Что произойдет, если….» Учитель записывает все предположения на доске, оформляя их в схему причинно-следственных связей.

• …Исчезнут все растения?
• …Исчезнут бактерии?
• …Закончатся запасы полезных ископаемых? И т.д.

Учебный мозговой штурм (УМШ):  решение творческой задачи организуется в форме УМШ, способствующего развитию творческого мышления обучающихся. Это активная форма работы. Учащиеся тренируют умение кратко и четко выражать свои мысли, учатся слушать и слышать друг друга. Наработанные идеи часто дают новые подходы к изучению темы, в том числе и межпредметные. Методика проведения УМШ достаточно широко описана в методической литературе. Поэтому остановимся лишь на нескольких  примерах тем, которые можно решить с помощью учебного мозгового штурма.

• Ужасный человеческий недуг – слепота. Слепые люди идут по земле  и неуверенно определяют свой путь палкой, не замечая многих препятствий. Как помочь слепому человеку? Чем можно заменить палку? Предложите несколько вариантов.

(Это задание пересекается с вопросами обществознания, социального положения инвалидов в обществе, имеет воспитательное значение.)

• «Почему комар не летит». Предложите гипотезу.

В электрическом поле ЛЭП (линии электропередач), напряженность которого может достигать нескольких десятков кВ/м, нарушаются многие формы поведения, а такие электрические поля есть на многих территориях, попадающих в полосу отчуждения ЛЭП. Так, что ЛЭП становится экологическим барьером.

(биология – физика: влияние электромагнитных волн на организмы)

• Найдите возможные причины вымирания динозавров.

(биология – география – астрономия)

Технология решения исследовательских задач (ТРИЗ)  также хорошо известна учителям школ. Напомню, что исследовательские (изобретательские, открытые, творческие и т.п.) задачи -  это задачи, не имеющие прямого ответа. Они требуют от обучающихся нестандартного, креативного  мышления.

• На цветных фотоснимках, сделанных со вспышкой, зрачки глаз людей часто получаются красными. Это происходит, если их размер в момент съемки  достаточно велик. Тогда значительное количество света проникает в глазное яблоко и отражается от его насыщенных кровью внутренних тканей. Как быть?

(биология – физика: световые явления)

• В спортивных состязаниях существует одна деликатная проблема. Отдельные представители сильного пола пытаются соревноваться с…женщинами. У слабого пола пытается выиграть мужчина… в женском обличье! Выиграть – не в споре равных, а у тех, кто ему заведомо уступает. Оказывается, такое плутовство возможно. Существуют способы обмануть судей. Как не допустить появления на женских соревнованиях мужчин?

Предложите способ определения пола, который бы исключал любые ошибки. Ведь, как известно, внешность часто обманчива.

(биология – физкультура: тест – контроль перед спортивным состязанием)

Деловые игры:  сюда можно отнести уроки, организованные в форме научных конференций, исследовательских лабораторий и т.п. Как правило, обучающиеся класса делятся на группы, каждая из которых изучает или объясняет свою часть изучаемой проблемы, внося свой вклад в решение общей задачи урока.

• Урок конференция о вреде никотина: класс делится на несколько групп:

- историки – освещают вопрос о ввозе табака в Россию;

- географы – освещают вопрос о путешествии Колумба;

- биологи, медики – о влиянии никотина на организм человека;

- химики – о составе табачного дыма;

- социологи или обществоведы – о законодательных актах в отношении курильщиков.

Театрализация:  разыгрывается сценка на учебную тему.

• Постановка басни И.А. Крылова «Листы и корни».
• Постановка экологической сказки «О рыбаке и рыбке» и т.д.

В нашей школе действуют театральные кружки и студии. В них занимается большое количество обучающихся.  Ребята с удовольствием участвуют в различных постановках. Здесь речь идет об интеграции между основным и дополнительным образованием.

Вопросы к тексту:  перед изучением предметного текста ребятам ставится задача - составить к нему список вопросов: 3- репродуктивных и 3-5 расширяющих и развивающих.

• Предлагается следующий текст при изучении отряда Китообразные, их приспособлений к среде обитания:

На глубинах под водой животные дышат воздухом при повышенном давлении. Кровь их насыщается при этом газами воздуха, особенно азотом. При подъеме с глубин азот выделяется в виде пузырьков и может привести к закупорке небольших сосудов (т.н. газовая эмболия), что имеет серьезные последствия для организма. Кашалот способен пребывать, под водой не дыша час – полтора и нырять на глубину до 1 км. Давление огромного столба воды должно было бы расплющить кита и раздавить. Однако этого не происходит. Дело в том, что тело китов на 90% состоит из жиров, которые почти не сжимаются. Легкие  должны бы у кашалота лопаться при быстром подъеме. Но объем их у кашалота в 2 раза меньше, чем у сухопутных животных. Оттого, что легкие по отношению к общей массе невелики, эмболия китам не опасна, так как они уносят в легких мало воздуха, а с ним и азота. Кроме того, кровь кита и жировые массы обладают повышенной способностью растворять азот, при этом пузырьки не образуются. Причина столь длительных погружений кашалота при малом объеме легких объясняется следующим. Во-первых, имеется дополнительный резервуар для воздуха в голове, занимающий более 1/3 длины тела. В нем хранится почти столько же воздуха, сколько и в легких. Во-вторых, легкие кашалота устроены таким образом, что вентиляция их при выдохе происходит на 85-90% их объема, а у человека и наземных животных – только на 15%. В-третьих, у ныряющих животных значительное количество кислорода связывается с гемоглобином мышц и крови, что создает значительное депо кислорода.

(биология – физика: давление жидкости и газов.

Деятельностная интеграция – формирование умений работать с текстом)

Проверка и контроль знаний.

Лови ошибку: Учащимся предлагается текст, рассказ, в котором намеренно допущены ошибки.

• После изучения темы «Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука» обучающимся предлагается проверить следующий текст:

«… при помещении растительной ткани в гипотонический раствор (раствор с большей концентрацией солей, чем в клетке), вода начала выходить из клеток. Наблюдался плазмолиз. Это явление вызвано разницей осмотического давления. Вода из области высокой концентрации солей переходит в область с низкой концентрацией солей, а соли наоборот. Движение молекул воды происходит через поры цитоплазматической мембраны за счет активного транспорта, на который клетка тратит дополнительную энергию. При помещении ткани в гипертонический раствор (раствор с меньшей концентрацией солей) наблюдался обратный процесс диффузии…»

Интегрированные задачи и вопросы: Учащимся предлагается задача, которую можно решить, используя знания других предметов.

• Рабочая медоносная пчела за 1 мин посещает до 12 цветков, а за день – около 7,2 тыс. В сильной пчелиной семье бывает до 50 тыс. рабочих пчел (в слабой – около 10 тыс.). Подсчитайте и запишите, сколько цветков могут опылить пчелы одной пчелиной семьи в течение одного дня.

(биология – математика)

• Почему дельфины являются быстроходными пловцами?

(биология – физика: сила трения)

Совместные проверочные работы: В случае тесной межпредметной работы при изучении тем используем  совместные проверочные работы, тесты, составленные несколькими учителями разных предметов. Выгода проведения таких работ очевидна: дети пишут не две работы (как планировалось раньше), а только одну. Отметка, полученная за такую работу, выставляется на два предмета. Проверить ее может и один учитель.

• В нашей практике такие работы разработаны в виде тестов по смежным темам: биохимия, биофизика, соответственно при изучении тем «Химический состав клеток», «Энергетическое обеспечение клеток» (смотри приложение).

Домашнее задание.

Может быть самым разнообразным и включать в себя задания разного уровня сложности (репродуктивного, познавательного, творческого). Последние два как нельзя лучше соответствуют поставленной цели и задачам.

Проблемные вопросы: технология ТРИЗ (описана выше). Такие задания хороши для ребят с нестандартным мышлением, их решение требует глубоких разносторонних знаний. Один нюанс – задание может быть задано не наследующий урок, а на более продолжительный срок, который нужен ученику для его качественного выполнения.

Совместные задания: такие задания облегчают затраты на приготовление домашней работы. Ребенок, выполняя одно задание готовиться сразу к двум предметам.

• Приготовить презентацию к теме «Биосинтез белка».

(осваивая компьютерную программу по информатике, ученик выполняет и домашнее задание по биологии). Такие презентации в дальнейшем можно использовать на уроке при начальном знакомстве с темой на этапе актуализации знаний.

• Приготовить сообщение на тему, которая позволит лучше понять смысл изучаемого на уроке нового материала. Например, «Образ Орлеанской девы – Жанны Д Арк в истории».

(история – биология)

Предложенные выше формы и приемы организации учебной деятельности на уроке являются универсальными не только на биологии, но и на других учебных предметах.

Интересными с точки зрения деятельностной интеграции являются отдельные технологии и методики: «ТРИЗ», «Учебный мозговой штурм»,  «Творческие задачи»; работа с рефератами, докладами, сообщениями; проведение на уроках исследовательских, практических и лабораторных работ.

Важно, чтобы учителями были согласованы все подходы к организации подобной деятельности на уроке. Педагоги, как коллектив единомышленников, вместе вырабатывают единый алгоритм для проведения аналогичных работ, формулируют основные требования к ее выполнению, оформлению и написанию выводов. И, главное, оценивают работу обучающихся по одним и тем же критериям.

Ученик, успешно освоив на одном уроке определенные навыки, смело демонстрирует их и на других предметах, получая положительные отметки.

Определенные наработки в этом направлении сделаны и в нашем лицек. Совместно учителями биологии, химии, географии, физики, истории, литературы сформулированы единые требования к написанию и оформлению рефератов, докладов, сообщений, а также выполнению исследовательских работ.

Осуществление содержательной и деятельностной интеграции на уроках позволило повысить интерес обучающихся к урокам биологии.

А это значит, что все педагогические усилия не прошли даром. И направления достижения цели определены верно. Однако останавливаться на сделанном нельзя. Современная наука не стоит на месте - появляются новые научные данные и факты, новые методики и технологии. Завтра ко мне на урок придут другие дети, с другими интересами и запросами. И мне, как педагогу, важно меняться вместе с ними. И заново начинать все сначала.