Александр Никишов - Методика обучения биологии в школе

Во время ознакомления с сезонными явлениями в жизни птиц, их экологическими группами физические знания могут быть использованы учащимся в ответах на такие, например, вопросы: почему яйца, отложенные кайрами, при сильном ветре не скатывается с уступов скал; почему дятлы во время питания и выдалбливания дупла хорошо удерживаются на стволах на деревьев; почему основным сигналом перелета для птиц служит уменьшение продолжительности дня, а не понижение температуры воздуха или сокращение численности насекомых; в связи с чем крупные и средние по величине птицы летят на зимовку клином, вожжой или другим видом строя.

Ко времени изучения млекопитающих школьники из курса географии получают знания о внешнем облике, распространении и образе жизни многих видов животных этого класса. Например, им известны утконос и ехидна из яйцекладущих, кенгуру и коала из сумчатых, сурки, суслики, полевые мыши, бобры, нутрии, шиншилла из грызунов, зайцы и кролики из зайцеобразных, кабан, бегемот, антилопы, северные олени и благородный олени из парнокопытных, зебра, кулан и лошадь Пржевальского из непарнокопытных, шакал, песец, леопард, гепард, ягуар, соболь, дикая собака динго из хищных и представители других отрядов. Поэтому при изучении внешнего строения, образа жизни, размножения, многообразия и распространения зверей учитель актуализирует и систематизирует имеющиеся у учащихся знания, обогащая их новыми сведениями.

Используются и межпредметные связи с физикой. Например, при ознакомлении с особенностями зубной системы грызунов учитель может предложить учащимся объяснить, почему у грызунов и зайцеобразных при питании происходит самозатачивание резцов, в связи с чем киты, выброшенные волнами на берег моря, погибают от сдавливания внутренних органов тела, в связи с чем шерсть у млекопитающих северных широт после осенней линьки становится более густой, в связи с чем звери, впадающие в зимний сон или спячку накапливают много жира и т. п.

При изучении раздела «Человек и его здоровье» происходит дальнейшее расширение и углубление знаний учащихся о строении и функционировании живого на организменном уровне его организации и необходимость использования в этом процессе межпредметных связей, и прежде всего с химией и физикой, приобретает особое значение.

Актуализация химических и физических знаний важна при изучении всех систем органов и организма человека в целом. Так, при ознакомлении учащихся с химическим составом клетки и костей необходимо привлечение знаний о свойствах воды и солей, при разъяснении механизма движения костей в суставе – знаний о рычагах, механической работе и силе трения, при изучении работы мышц – знания по химии об экзотермических и эндотермических реакциях и по физике о превращениях одних видов энергии в другие.

Изучение легочного и тканевого газообмена и транспортной функции крови проводится с использованием знаний об окислении и диффузии, разъяснения механизмов вдоха и выдоха, кровяного давления – с опорой на знания о закономерностях движения жидкостей и газов в зависимости от разности давления в начале и конце пути, а углубление и расширений знаний о пластическом и энергетическом обмене веществ – с привлечением знаний о катализаторах, кислотной, щелочной и нейтральной реакциях среды, законе сохранения и превращения энергии. Вопросы теплорегуляции организма человека рассматриваются с опорой на знания об удельной теплоте парообразования. С функциями органов зрения и слуха учащиеся знакомятся на основе полученных представлений об оптике и звуке.

Межпредметные знания при изучении раздела «Человек и его здоровье» наиболее целесообразно использовать в решении проблемных ситуаций или познавательных задач. Например, при изучении опорно-двигательной системы можно предложить учащимся объяснить, в связи с чем при мышечной работе человеку становится жарко и на его теле появляется пот; почему при беге на короткие дистанции спортсмен опирается только на пальцы ног; почему большая берцовая кость при своей относительной легкости может в вертикальном положении выдержать груз массой до 1500 кг; почему мышцы прикрепляются к костям посредством сухожилий; в связи с чем в скелете человека произошло сращение крестцовых позвонков и увеличение массивности костей таза; почему побуждение 7–9 месячных детей к хождению может привести к неприятным последствиям. В процессе ознакомления с дыхательной и кровеносной системами учащиеся должны объяснить, почему при горном восхождении у человека происходит увеличение числа эритроцитов в крови; в связи с чем при взятии крови из вен предплечья врач накладывает жгут на плечо и предлагает пациенту сжимать и разжимать кисть руки, почему артериальное давление крови у людей с возрастом увеличивается, с чем связана разная толщина стенки сердца и т. п.

При изучении раздела «Человек и его здоровье» учащимся могут быть даны и расчетные задачи, решение которых связано с использованием межпредметных знаний. Например, на уроках или при выполнении домашних заданий они могут вычислить: 1) скорость крови в полых венах, зная их диаметр, скорость крови в аорте и ее диаметр; 2) количество теплоты, выделяемой организмом человека за сутки, если известно, что этого тепла достаточно для нагревания до кипения 33 л холодной воды; 3) количество теплоты, расходуемое организмом человека на испарение пота, если известно, сколько его образуется при физической работе за тот или иной промежуток времени и сколько Дж необходимо на испарение 1 г этой жидкости.

При изучении общей биологии происходит обобщение, углубление и расширение ранее приобретенных учащимися знаний о клеточном и организменном уровнях живого и ознакомление на внутрипредметной и межпредметной основе с процессами, происходящими на популяционно-видовом, биогеоценотическом и биосферном уровнях. Так, функции живого вещества, содержание и значение химических элементов в клетке рассматриваются на основе актуализации знаний учащихся о свойствах кислорода, азота, серы, углерода, типах химических связей (Химия, 8–9 кл.), сложные вещества, входящие в состав клетки, процессы обмена веществ – на основе знаний о свойствах воды, теории химического строения и основных классах органических соединений, окислительно-восстановительных реакциях, электролитической диссоциации (Химия, 8–9 кл.), о применении первого закона термодинамики к изопроцессам (Физика, 10 кл.).

Для выяснения причин потери энергии в цепях питания используются знания об использовании энергии на процессы жизнедеятельности в теплоотдачу (Физика, 8 кл.), законе сохранения и превращения энергии (Физика, 10 кл.).