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.

Похожие статьи:

Возрастные проявления одаренности
Каждый период детства по-своему эмоционален и чувствителен, и каждую возрастную ступень отличает своя, не свойственная ни предыдущим, ни последующим возрастам, готовность к подъему определенных сторон интеллекта. Такого рода предпосылки развития, обусловленные эмоциональными периодами, можно рассма ...

Сведение матричной игры к задаче линейного программирования
Теория игр находится в тесной связи с линейным программированием, так как каждая конечная игра двух лиц с нулевой суммой может быть представлена как задача линейного программирования и решена симплексным методом и, наоборот, каждая задача линейного программирования может быть представлена как конеч ...

Реализация личностно ориентированного подхода при организации физического практикума
Ведущей идеей педагогической теории и практики образования на современном этапе является личностно ориентированное образование (В.В. Сериков, К. Роджерс, И.А. Зимняя, Е.Н. Богданов, М.С. Красин, И.П. Краснощеченко, Е.Я. Дядиченко, Н.А. Алексеев, М.В. Кларин, В.В. Давыдов, И.М. Агибова и др.). Для р ...