Одновременно с интегрированными курсами существовали и учебные предметы — основы соответствующих дисциплин (их часто не упоминают, говоря о развитии школьного образования в конце 20-х годов). Это были «Строение и жизнь человеческого тела» (VII класс), «Основы эволюционного учения» (IX класс).
Постановления ЦК ВКП(б) 1931—1932 г. прекратили развитие интегрированных курсов и потребовали возврата к дисциплинарной системе обучения. Преподаватели должны были систематически, последовательно излагать те или иные дисциплины, а все программы должны обеспечить «точно очерченный круг систематизированных знаний».
Современная биология включает ряд интегрированных разделов, которые стали органической частью ее структуры.
Проблемы энциклопедичности и дисциплинарности отражают взаимодействие науки с общей системой культуры. Сама по себе наука, особенно в той форме, как она развивается в новое время, не представляет единого целого, ее единство «не уловимо». Точнее сказать, науку в какой-то мере объединяют те характеристики, которыми она отличается от других форм общественного сознания, представленных в культуре (стиль мышления, методология, методы, дисциплинарная организация, способы упорядочения и интерпретации знаний, особенности резонанса на другие явления культуры и др.).
Членение окружающего мира на предметные области и предметы исследований привело к тому, что все более точным и адекватным становится видение все более мелких фрагментов мироздания. Как уже отмечалось, дисциплины стремительно «разбегаются» друг от друга. Научная картина мира, несмотря на ее цементацию философскими идеями и категориями, остается в значительной мере мозаичной, ибо отражает расчлененность мира как предмета исследования. Однако было бы неправильно считать, что дифференциация науки не сопровождается одновременно идущими процессами интеграции в ней. Дисциплинарная интеграция в большей мере обеспечивается вненаучными факторами, чем связями между разными науками и дисциплинами. На уровне дисциплины ее целостность обусловливается единством предмета, методологии, методов, языка; результатами познания (теориями, законами, правилами, обобщениями); поддерживается организационными связями между учеными одного и разных поколений.
Единство науки, расчлененной на отдельные дисциплины, обеспечивается спецификой предметной области, общностью понятийного аппарата, интегрирующими теориями и законами; нормами и идеалами научности, комплексно-проблемными исследованиями, относительной целостностью соответствующего фрагмента картины мира. Межнаучные связи поддерживаются этими же факторами в единстве с философско-методологическими и мировоззренческими концепциями. Они-то и служат интеграторами, центрами кристаллизации круга знаний (энциклопедии) каждой эпохи.
Разработаны проекты интегрированных курсов «Окружающий мир» (I - IVклассы) и «Естествознание» (V—VII классы) Курс «Окружающий мир» содержит концентрически построенный учебный материал о природе, человеке и обществе, вполне достаточный для вводного курса энциклопедического характера.
Биология не может «раствориться» ни в каком интегрированном курсе, а должна остаться самостоятельным предметом изучения. Однако самостоятельность биологии не препятствует формированию курсов, тем и разделов, включающих тот или иной биологический материал. Сам курс биологии, в свою очередь, может включать интегрированные темы и разделы.
2. Отражение естественно-научной
картины мира в содержании современного
естественно-научного образования.
Как говорил К.Д. Ушинский, логика природы – самая полезная и доступная логика для детей. Необходимо, чтобы она была понятна учащихся при получении ими предметов, на которые мы расчленили знание о мире природы. Как соединить получаемые при изучении знания в сознании учащихся? Мировосприятие, миропонимание целостно, его формирование не должно уподобляться сборке механизма на конвейере: "ввинчиванию", подобно деталям, знаний по физике, химии, биологии и другим предметам.
В существующем курсе биологии начиная с 6 класса учитель биологии неизбежно "забегает вперед" и до изучения основ соответствующих наук в урезанной и поверхностной форме знакомит школьников с теми физическими, химическими, математическими понятиями и схемами, которые необходимы для понимания живой природы.
Современное биологическое образование может и должно быть основано на фоне межпредметной координации.
На основе анализа содержания школьных естественно-научных знаний установлено, что, например, в курсе физики, химии, биологии изучается более 1000 понятий. Они сводятся примерно к 50 частным законам и закономерностям (таблица 1).
Таблица 1
| Закон или закономерность | Фундаментальный закон или идея |
| Физика | |
| 1. Закономерности, определяющие положение тела в пространстве (для равномерного, неравномерного, криволинейного движения) 2. Закономерности действия на тело сил (законы Ньютона, Гука, проявления сил трения) 3. Закон сохранения импульса 4. Закономерности, определяющие механическую работу и мощность 5. Закон взаимопревращения потенциальной и кинетической энергий 6. Закономерности движения жидкостей и Газов 7. Закономерности колебательного движения (механического и электромагнитного) 8. Закономерности волнового движения (механического «электромагнитного) 9. Закономерности газового состояния 10. Основное уравнение МКТ 11. Закономерности жидкого состояния 12. Закономерности строения свойств твердого тела 13. Законы электростатики 14. Законы постоянного тока 15. Закономерности электромагнитной индукции и магнитного поля 16. Законы переменного тока 17. Постулаты СТО 18. Закон взаимосвязи массы и энергии 19). Закономерности волновых и квантовых свойств света 20. Закономерности ядерных реакций | Идея относительности и через нее - идея сохранения; Идея однородности, пространства, «выход» через нее к идее сохранения Идея однородности пространства Идея сохранения, закон сохранения механической энергии Идея сохранения -//- Идеи сохранения и периодичности -//- Идея сохранения, выражаемая законами сохранения массы вещества и энергии -//- Идея направленности природных процессов, выражаемая через диалектическое единство принципа минимума потенциальной энергии и II начала термодинамики Идеи сохранения, направленности, процессов и периодичности свойств: простых веществ Идея сохранения, выражаемая через законы сохранения энергии и электрического заряда; идея направленности процессов Идеи сохранения и направленности, процессов -//- Идеи сохранения и периодичности Идея сохранения -//- Идея сохранения Идея направленности |
| Химия | |
| 1. Атомно-молекулярное учение 2. Закономерности, определяющие правила составления уравнений химических реакций 3. Закономерности в свойствах металлов 4. Закономерности в свойствах неметаллов 5. Закономерности химических реакций 6. Закономерности свойств элементов в группах и подгруппах. Определение свойств элементов по их месту в таблице 7. Закономерности химических связей 8. Закономерности электролитической диссоциации 9. Закономерности строения органических веществ 10. Закономерности строения атома | Идея дискретности и через нее - идея сохранения Идея сохранения, выражаемая через законы сохранения энергии, массы вещества, электрического заряда Периодический закон . -//- Идея сохранения и идея направленности процессов, выражаемая через принцип минимума потенциальной энергии и II начало термодинамики Периодический закон Идеи сохранения и направленности процессов Идея сохранения, выражаемая, через законы сохранения; идея направленности процессов Идеи сохранения, направленности : процессов, периодичности -//- |
| Биология | |
| 1. Закономерности строения растений 2. Закономерности развития растительного мира 3. Закономерности питания и дыхания живых организмов (растений, животных, человека) 4 Законы опорно-двигательной системы животных и человека 5. Закономерности обмена веществ в живых организмах 6. Закономерности действия нервной системы, желез внутренней секреции, органов чувств 7. Закономерности размножения и развития, животных и человека 8. Законы, лежащие в основе эволюционного учения 9. Закономерности развития органического мира 10. Закономерности существования биосферы 11. Законы цитологии 12. Закономерности наследственности | Идея сохранения, выражаемая через понятия симметрии и взаимодействия в природе Идея сохранения (через основные положения МКТ, закономерности химических реакций, законы сохранения) Идея направленности процессов (че-рез основные положения МКТ, II начало термодинамики), идея сохранения (зако-ны сохранения массы вещества, энергии) Идея сохранения, понятия равновесия и симметрии Идея направленности процессов и сохранения Идея сохранения (законы сохранения энергии, электрического заряда, взаимодействия) Идея сохранения (понятия одно мости пространства и времени, понятие симметрии) Идея направленности процессов Идея направленности процессов, идея сохранения Идея сохранения и направленности процессов -//- -//- |
Возможности осуществления внутри – и межпредметного интегрирования по физике, химии, биологии с 6 по 11 класс показаны в таблице № 2.
Таблица 2
| Физика | Химия | Биология |
| 7 класс 1. Молекулы. Диффузия (1, 2, 4б) 2. Связь температуры тела со скоростью движения молекул (1, 3, 4б) 3. Различные состояния вещества и их объяснение на основе молекулярно-кинетических представлений. Понятие о направленности процессов в природе (1, 2, 4, 5б) 4. Масса тел (1, 2б) 5. Сила тяжести (6б) 6. Объяснение давления газа (3ф, 2, 4б) 7. Условие равновесия рычага (6б) 8. Понятие о симметрии тел | 6 класс 1. Поступление веществ в клетку 2. Поглощение воды и минеральных солей корнем. 3. Фотосинтез 4. Дыхание. Испарение воды листьями 5. Передвижение органических и минеральных веществ по стеблю 6. Цветок и его строение 7. Питание и рост проростка 7 класс 8. Жизнедеятельность бактерий (1ф) 9. Многообразие животного мира (8ф) 10. Питание, дыхание, выделение амебы (1, 2, 6ф) | |
| 9. Превращение механической энергии. Понятие о принципе минимума потенциальной энергии (8ф) | 11. Особенности жизнедеятельности простейших (1, 2ф; 6х) 12. Понятие о направленности процессов в природе (1 – 3ф; 2, 6х) 13. Лучевая симметрия гидры (8ф) 14. Двусторонняя симметрия дождевого червя (13б; 8ф). | |
| 8 класс 10. Тепловое движение (1 – 6б) 11. Внутренняя энергия. Способы ее изменения. Понятие о направленности процессов в природе. 12. Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества. Теплота сгорания топлива (11ф, 6х) 13. Плавление и отвердевание тел. Удельная теплота плавления (6х, 11ф). Закон сохранения массы вещества. 14. Испарение и конденсация. Удельная теплота парообразования (6х, 4, 7б) 15. Объяснение агрегатных состояний вещества. Единство принципов минимума потенциальной энергии и направленности процессов в системах с большим количество частиц (6х) 16. Превращение энергии в механических и тепловых процессах (10 – 16ф; 2х; 10, 11б) 17. Взаимодействие заряженных тел 18. Объяснение его на основе понятия об энергии и принципа минимума потенци-альной энергии (9ф) 19. Дискретность электрических зарядов. Закон сохранения электрических зарядов (6х) 20. Строение атомов. Электризация тел (19ф) 21. Источники тока (20; 7х) 22. Количество теплоты, выделяющейся в проводнике с током. Объяснение взаимопревращения энергии выделения теплоты (16ф) | 8 класс 1. Вещества. Молекулы. Чистые вещества и смеси (1ф) 2. Признаки химических реакций (10ф) 3. Относительная атомная масса. Относительная молярная масса (5ф) 4. Атомно-молекулярное учение (1, 2ф) 5. Закон сохранения массы вещества (1, 5ф) 6. Типы химических реакций (2,9, 11ф) 7. Окисление. Оксиды. Применение кислорода (9ф, 1б). Направленность процессов. 8. Круговорот кислорода в природе (4ф; 5х) 9. Тепловой эффект химической реакции. Сохранение и превращение энергии при химических реакциях (11, 12ф) 10. Химические свойства водорода. Реакции обратимые и необратимые (5ф) 11. Состав кислот. Валент-ность кислотных остатков (20, 21ф) 12. Понятие о вытесняемом ряде металлов (15, 17ф) 13. Вода – растворитель (17,20ф) 14. Характеристика элементов главных подгрупп по положению в периодической таблице (13ф) 15. Химическая связь, ее сущность. Понятие о принципе минимума потенциальной энергии (15, 17ф) 16. Ионные, атомные, молекулярные кристаллические решетки (17ф; 15х) 17. Окислительно-восстановительные реакции (19ф; 5х; 10б) | 8 класс 15. Особенности процессов жизнедеятельности насекомых (9х; 16ф) 16. Приспособленность рыб к среде (5, 9х;, 16ф) 17. Особенности обмена веществ птиц, связанные с полетом (16ф; 7х) 18. Обмен веществ млекопитающих (15, 16ф; 9х) 19. Усложнения строения и жизнедеятельности животных основных групп в процессе исторического развития животного мира (8ф; 7, 9х) |
| 9 класс 23. Инерциальная система отсчета. Закономерности механического движения. Идея относительности. 24. Масса. Закон сохранения массы вещества. 25. Сила тяжести. Центр тяжести. Симметрия тел (8, 19ф) 26. Сила упругости (14, 16х; 21б) 27. Закон инерции. Однородность пространства (4ф) 28. Закон сохранения импульса (27ф) 29. Потенциальная энергия. Принцип минимума потенциальной энергии (9ф; 21б) 30. Закон сохранения механической энергии. Понятие об однородности – симметрии времени (27, 29ф) | 9 класс 18. Повторение основных вопросов курса химии 8 класса (15, 16, 17ф) 19. Электролитическая диссоциация (17, 19ф) 20. Реакции ионного обмена (9ф) 21. Зависимость скорости химических реакций от различных факторов. Химическое равновесие (15, 16ф) 22. Круговорот азота в природе (5х) 23. Удобрения (13х; 17, 20ф) 24. Углерод. Аллотропия углерода (15х; 36ф) 25. Металлическая связь. Характерные химические и физические свойства металлов (36ф) 26. Электрохимический ряд напряженный (9, 20ф) 27. Электролиз (20ф) 28. Коррозия металлов, защита от коррозии (19, 20ф) 29. Значение периодичес-кого закона. Обобще-ние сведений о строе-нии вещества (16, 25х) | 9 класс 20. Основные процессы жизнедеятельности клетки (15, 16ф; 9х) 21. Строение скелета человека (6, 8ф) 22. Внутренняя среда организма и ее относительное постоянство (15, 16ф, 9х) 23. Строение скелета человека (6, 8ф) 24. Всасывание (1ф) 25. Пластический и энергетический обмен. Проявление в них законов сохранения энергии и массы вещества (15, 16ф; 5х) 26. Расход энергии (16ф) 27. Роль кожи в теплорегуляции организма (14, 15ф) 28. Функции органа зрения 29. Орган слуха 30. Развитие плода человека. Понятие о времени и пространстве живого организма 31. Сходство и различие организмов человека и животных (1, 15, 16ф 9х, 25б) |
| 10 класс 31. Положения МКТ (17 – 19б, 21х) 32. Основное уравнение идеального газа (21х; 22б) 33. Уравнение Клапейрона – Менделеева (23, 24б) 34. Насыщенный и ненасыщенный пар (27б) 35. Явления смачивания и капиллярности 36. Кристаллические и аморфные тела. Свойства твердых тел. Применение периодического закона для объединения строения и свойств вещества (14, 15х) 37. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики (6, 9х, 26, 25б) 38. Необратимость тепловых процессоров. Второе начало термодинамики (21х, 25, 26б) 39. Принцип действия тепловых двигателей (38ф, 20б) 40. Закон сохранения электрического заряда (20, 27, 28, 30х) 41. Проводники в электрическом поле (40ф; 29х) 42. Законы постоянного тока (40х) 43. Магнитные свойства вещества (29х) 44. Электрический ток в полупроводниках (14, 20, 29х) 45. Электронная эмиссия (14х) 46. Электрический ток в растворах электролитов (27,28х) 47. Разряды в газах (40ф) | 10 класс 30. Повторение основных вопросов курса химии 9 класса (20ф, 25, 26б) 31. Условия, влияющие на скорость химических реакций (31ф) 32. Изомерия (29ф,28б) 33. Состояние электронов в атомах. Энергия и направленность химической связи. Применение принципа минимума потенциальной энергии и понятия о симметрии молекул. 34. Химические свойства предельных углеводородов (20, 33, 38ф) 35. Химические свойства спиртов. Водородная связь (15х) 36. Химические свойства альдегидов (40ф, 33х) 37. Реакция этерификации (29ф) 38. Химические свойства глюкозы (38ф) | 10 класс 32. Учение Ч.Дарвина (31ф) 33. Экологические факторы. Фотопериодизм 37, 38ф) 34. Цепи питания. Правило экологической пирамиды проявление второго закона термодинамики (37, 38ф) |
| 11 класс 48. Электромагнитные колебания 49. Элементы теории относительности. Развитие представлений о пространстве и времени. 50. Закон взаимосвязи массы и энергии (5х, 24ф) 51. Химическое действие света (38х, 28б) 52. Ядерная модель атома 53. Постулаты Бора. Корпускулярно-волновой дуализм 54. Ядерные реакции (40, 50ф, 5х) 55. Поглощенная доза излучения, ее биологическое действие 56. Элементарные частицы и их свойства (40, 50ф) | 11 класс 39. Первичная, вторичная, третичная структуры белка (35ф) 40. Полимеризация и поликонденсация (35ф) 41. Электронная природа химических связей (35ф) 42. Строение электронных оболочек атомов s, p, d-электроны (33х) 43. Периодичность в изменении свойств элементов и простых веществ (36, 41, 43ф) 44. Типы кристаллических решеток (6ф) 45. Законы сохранения массы и энергии при химических реакциях (37, 50ф) 46. Скорость химических реакций (32ф) 47. Обратимые и необратимые химические реакции (37, 38ф) 48. Тепловой эффект химической реакции. Принцип Ле Шателье (37, 38ф) | 11 класс 35. Биомасса (5, 8, 22х) 36. Круговорот вещества и превращения энергии в биосфере (37, 38ф; 5х) 37. Содержание химических элементов в клетке (29х, 35, 37ф) 38. Энергетический обмен в клетке и его сущность. Значение АТФ (29, 37ф) 39. Фотосинтез (51ф) 40. Взаимосвязь процессов энергетического и пластического обмена (37ф, 5х) |
В таблице 2 даны понятия, изучаемые согласно действующим программам и при определенной интерпретации являющиеся выражением содержания основных законов природы. В таблице также показаны связи каждого из выделенных понятий с другими понятиями. Она может быть использована при составлении программ естественных предметов, для введения в них сведений о фундаментальных закономерностях природы как основе интеграции и обоснования знаний.