1.2 Биология в системе межпредметных связей

Биологическое образование - существенная часть общего естественнонаучного образования школьников. Формирование научного мировоззрения в обучении биологии основано на усвоении учащимися ведущих мировоззренческих идей: материальное единство мира и диалектические закономерности его развития, всеобщая связь явлений и процессов, познаваемость объективного мира и его отражение в общественном сознании, единство теории и практики. Задача биологического образования в школе состоит в раскрытии; научной картины мира живой природы, в ознакомлении учащихся с основными принципами диалектико-материалистической методологии познания живых систем (системности, историзма и др.). [3]

Формирование правильных диалектико-материалистических взглядов на природу опирается на принцип научности обучения, отраженный в содержании естественнонаучного образования. Ведущие идеи курса биологии - идеи эволюции органического мира, разноуровневой организации живой природы, взаимосвязи строения и функций, взаимосвязи биологических систем с природной средой, целостности и саморегуляции биологических систем, связь теории с практикой - определяют содержание, структуру школьного курса биологии, последовательность развития основных понятий. Курсы природоведения, биологии, физики, химии, географии, изучаемые во взаимосвязи, показывают учащимся единство и развитие материального мира.

1.2.1 Межпредметные связи биологии и физики

Ядром современной естественнонаучной картины мира является физическая картина мира. Биология существенно дополняет и преобразует физическую картину мира, внося в нее обобщенные знания об особенностях протекания физических процессов в биологических системах разного уровня сложности (клетках, организмах, биоценозах). В окружающем нас мире происходят всевозможные изменения, или явления. В физике изучают механические, тепловые, электрические, световые явления. Все эти явления называются физическими. В живых организмах происходят физические процессы и явления. Влага поднимается от земли к растению по стеблю, кровь течет по сосудам в теле животного, по нервным волокнам передаются от мозга сигналы телу животного. При помощи знаний по физике в зоологии объясняют, как происходит движение животных на земле и рыб в воде, как разные животные издают и воспринимают звуки, как устроены их органы зрения и многое другое.

1.2.2 Межпредметные связи биологии и химии

Химия относится к естественным наукам. Она изучает состав, строение, свойства и превращения веществ, а также явления, сопровождающие эти превращения. Химия тесно связана с физикой и биологией. Между химией и биологией сформировались науки - биохимия, бионеорганическая и биоорганическая химия. В живых организмах изучаются химические процессы, состав веществ и другое. При помощи знаний о кислотах, катализаторах, о щелочных и нейтральных средах проводится изучение ферментов. Легочный и тканевый газообмен и транспортная функция крови изучаются на базе знаний об окислении.

1.2.3 Связь биологии и математики

Биология широко использует математический аппарат при проведении тех или иных исследоаний. Любое исследование предполагает статистическую обработку результатов: построение графиков и диаграмм, подсчёт среднего арифметического, среднеквадратичного отклонения, процентной доли, коэффициентов корреляции.

При изучении генетических законов, решении задач по генетике, биохимии и популяционной генетике математический аппарат необходим как при освоении теоретического материала, так и при решении конкретных задач.

В частности, на уроках ботаники обращается внимание на то, что очередное листорасположение подчиняется правилу золотого сечения: дробь, числитель которой — это число оборотов на стебле, а знаменатель — число листьев в цикле, соответствует рядам Фибоначчи, например, 3/8 или 5/13. Подобную же логарифмическую спираль можно обнаружить в расположении семян в корзинках сложноцветных, чешуй — в шишках голосеменных, колючек на стебле кактусов. Во всех этих случаях спирали заворачиваются навстречу друг другу, а число правых и левых спиралей всегда относится друг к другу как соседние числа в ряду Фибоначчи.

Переходя к курсу зоологии, мы вновь сталкиваемся с логарифмической спиралью в строении раковины моллюска. По законам золотого сечения построены тела бабочек, стрекоз и ящериц, этому же правилу подчиняется форма яиц птиц.

Та же логарифмическая спираль обнаруживается и в строении костного лабиринта (улитки) внутреннего уха. Золотую пропорцию можно обнаружить в строении человеческого тела и в чертах лица. Отношение продолжительности систолы и диастолы сердечного цикла также составляет дробь из соседних чисел ряда Фибоначчи. Чем больше сердечный ритм отклоняется от идеальной частоты, тем больше энергетические затраты организма и тем ниже эффективность работы сердца.

В курсе общей биологии обязательно отмечается, что двойная спираль молекулы ДНК почти полностью соответствует числам ряда Фибоначчи. Таким образом, на протяжении всего курса биологии учитель имеет возможность с математической точностью обосновать гармоничность природы и единство всех проявлений жизни.