Психологические основы межпредметных связей были заложены учением академика И.П. Павлова о динамическом стереотипе и второй сигнальной системе. Физиологическим механизмом усвоения знаний И.П. Павлов считал образование в коре головного мозга сложных систем временных связей, которые он отождествлял с тем, что в психологическом плане ассоциации — это связи между всеми формами отражения объективной действительности, в основе которых лежат ощущения. «Все обучение заключается в образовании временных связей, — пишет он, — а это есть мысль, мышление, знание»1. Для установления наиболее дифференцированных и прочных временных связей решающее значение имеет образование в коре головного мозга очагов оптимальной возбудимости. Образование этих очагов зависит от интенсивности раздражителя. Эта интенсивность, по И.П. Павлову, зависит, в свою очередь, от воздействий, которым подвергался индивидуум ранее. Центральная нервная система реагирует на раздражитель не только в зависимости от его характера, но и от подготовленности действиями предшествующих раздражителей.

Таким образом, усвоенные ранее знания, привлекаемые учителем или учениками при изучении нового материала, выступают в роли дополнительных раздражителей, оказывая влияние на функциональное состояние участков коры больших полушарий головного мозга, связанных с предстоящей деятельностью учащихся по усвоению новых знаний.

Как правило, предметы и явления реальной действительности, связанные между собой цепью различных обстоятельств, предстают взаимосвязанными и в памяти человека. Встретившись с одним из данных предметов или явлений, человек по ассоциации может вспомнить и другой предмет, связанный с ним. В жизни каждого встречается случай, когда полностью забывается событие, в котором он принимал самое непосредственное участие. Но достаточно напомнить ему или вспомнить самому одно действующее лицо, как все событие отчетливо воспроизводится в памяти.

Успех обучения во многом будет зависеть от количества необходимых взаимосвязанных фактов, событий, явлений, помогающих развивать способности воспитанников быстро и точно воспроизводить в памяти ранее усвоенные знания. В формировании этой способности межпредметным связям принадлежит важная роль.

В результате отражения объективной действительности в мозгу человека складывается сложная система постоянных и временных связей, обеспечивающая единство поведения человека, системность его знаний о мире, — динамический стереотип. Эта система динамична, изменяется под новыми воздействиями. Вместе с тем она обладает и относительной устойчивостью, необходимой для функционирования человека как биологического и социального существа.

Системный принцип в работе головного мозга обнаруживается в свойстве образовывать условный рефлекс не только на какой-то один конкретный раздражитель, но и на взаимодействие этих раздражителей. Этот важный факт позволяет объяснить явление «переноса» ранее выработанных реакций на совершенно новые раздражители, если они находятся между собой в тех же отношениях, что и раздражители, на которые ранее были выработаны рефлексы.

Раскрыв нейродинамическую основу ассоциаций и показав ее системный характер, И.П. Павлов всю психическую деятельность вплоть до высшего ее проявления — мышления — трактовал в плане своей концепции как ассоциативную деятельность. «Наша умственная деятельность, — писал он, — главнейше основана на длинной цепи раздражений, на ассоциациях»[1].

Всякое обучение сводится к образованию новых связей, ассоциаций. Новые знания вступают в многообразные связи (ассоциации) с уже имеющимися в сознании сведениями, которые были получены в результате обучения и опыта. В свое время Л.С. Выготский в работе «Исследование развития научных понятий в детском возрасте» писал, что «всякая новая ступень в развитии обобщения опирается на обобщение предшествующих ступеней. Новая ступень обобщения возникает не иначе, как на основе предыдущей»1 . Л.С. Выготский экспериментально установил, что предшествующая мыслительная деятельность, способствовавшая формированию обобщений, «не аннулируется и не пропадает зря, но включается и входит в качестве необходимой предпосылки в новую работу мысли»[2].

Таким образом, необходимость межпредметных связей заключена в самой природе мышления, диктуется объективными законами высшей нервной деятельности, законами психологии и физиологии.

Психологи и педагоги нашей страны, продолжая разработку плодотворных идей И. П. Павлова об ассоциативной природе умственной деятельности, рассматривают процесс усвоения знаний в теснейшей связи с их применением, т. е. усвоение и применение знаний трактуются как две стороны единого процесса, ибо учащийся может в полной мере усвоить только то, что он пытался реализовать в своей учебной и практической деятельности, а применение знаний в свою очередь требует аналитического отбора материала нескольких различных учебных предметов.