Все в единстве сплетено»… Интеграция математики и биологии

Интегрированный подход в обучении на современном этапе развития школьного образования имеет принципиально важное значение для построения всего учебно-воспитательного процесса. Прежде всего он отражает реально существующие в науках проблемы и тенденции.

Актуальной является как проблема интеграции компонентов содержания учебных дисциплин, так и методов, средств и форм обучения. Однако наиболее доступной и привлекательной в практической реализации является интеграция по компонентам содержания, обеспечивающая взаимопроникновение и синтез знаний, формирование целостного восприятия законов развития природы, общества и мышления человека.

Для многих очевиден интегрированный подход в обучении математике и физике, математике и черчению, математике и химии, математике и географии. Я же остановлюсь на вопросе проведения интегрированных уроков по математике и биологии.

Существующие программы по математике, биологии, экологии очень тесно связаны по многим разделам. Это и позволяет выйти на реализацию интегрированных уроков и на создание интегрированных курсов.

Важнейшей целью этой образовательной линии является показ красоты как главной категории эстетики биологии и математики. Такие уроки, раскрывая эффективность применения математических методов в различных областях биологии, помогают увидеть мир в единстве и многообразии. Сейчас при изучении живой природы широко применяется метод математического моделирования. Биолог планирует эксперимент, формирует его цель, наконец, проводит сам эксперимент и делает выводы. Сфера деятельности математики – это умелое обращение с переменными величинами, входящими в эксперимент.

Так, при изучении темы «Испарение воды листьями» целесообразно организовать исследовательскую работу учащихся по определению площади листа и всего листового аппарата растения, сравнить ее с занимаемой тем же растением площадью земли и сделать вывод о значении большой поверхности листьев для питания растения и для испарения большого количества воды. Данная работа не только развивает расчетно-измерительные умения, но и стимулирует интерес к количественной оценке биологических явлений, формирует мировоззренческие представления учащихся о единстве живой и неживой природы.

При изучении темы «Осевая и центральная симметрия» вопрос о наличии видов симметрии в природе способствует формированию целостного представления о симметрии. В ходе беседы нужно выявить причины появления разных типов симметрии у животных в процессе развития животного мира и причины симметрии у растений. Целесообразно показать опыт с проросшими клубнелуковицами гладиолусов в темном помещении и проросшим семенем томата в трубке на свету. В виде контрпримера симметрии можно привести пример асимметрии (показ раковин брюхоногого моллюска). «Противопоставление облегчает и ускоряет наше здоровое мышление», – указывал великий русский физиолог И.П.Павлов.

В заключение урока, на мой взгляд, просто необходимо обратить внимание учащихся на мнение французского микробиолога Луи Пастера, который считал, что именно асимметрия отличает живое от неживого, что стоит «узнать способ, которым природа ввела асимметрию в органические соединения, – и до разгадки жизни один шаг».

Подведя итог, следует отметить, что симметрия связана с устойчивостью организма, со стабилизацией этого состояния и, значит, с сохранением самого организма, вида. Так можно подчеркнуть единство идей сохранения и симметрии.

В школьном курсе математики существует достаточно много тем, которые способствуют осознанному восприятию биологических понятий и известных биологических законов. Например, «Золотое сечение и гармония форм природы», «Геометрическая прогрессия и потенциальные возможности размножения организмов», «Вариационный ряд и вариационная кривая при изучении модификационной изменчивости», «Теория вероятностей и генетика популяций. Закон Харди – Вайнберга».

Современные математика и биология определенно свидетельствуют, что сложное похоже на случайное. В самом деле, живое на любом уровне организации жизни (клеточном, организационном, популяционном, биогеоценотическом) представлено даже не сложными, а сверхсложными системами, охарактеризовать которые невозможно без математических приемов, формул и методов.

Необходимо, чтобы, заканчивая школу, выпускники были проникнуты важностью точных определений и строгих выводов; желанием знать, о чем они говорят; чтобы умели строить свои рассуждения строго логически по образцу математических, рассматривать окружающий мир с точки зрения математики. И тогда, я уверена, они не будут бояться творить новую действительность и таким образом обогащать старую.

Елена КЕВЕРИК, учитель математики СШ №5 г. Гусева, учитель года Калининградской области-2003