Interdisciplinaritatea, reprezintă o abordare globală, complexă a unui fenomen, abordare care implică transferuri de cunoştinţe, concepte, metode de abordare astfel încât ceea ce rezultă să poată fi contextualizat şi aplicabil în situaţii de viaţă reală. La nivel interdisciplinar, se presupune transferul metodelor dintr-o disciplină în alta, căutându-se teme comune mai multor discipline, care pot conduce la realizarea competenţelor (luarea de decizii, rezolvarea de probleme, însuşirea tehnicilor şi metodelor de învăţare eficientă), care, indiferent de disciplină, implică aceleaşi principii, prin utilizarea unor strategii de predare – învăţare problematizate.
Organizarea interdisciplinară a conţinuturilor constituie o dominantă a politicilor educaţionale, fiind o caracteristică a epocii noastre. Un conţinut şcolar proiectat, elaborat şi utilizat în manieră interdisciplinară corespunde mult mai bine realităţii prezentate, conducând la o înţelegere cât mai bună şi unitară din partea elevilor.
În aria curriculară „Matematică şi ştiinţe ale naturii”, interdisciplinaritatea este obligatorie având în vedere aplicabilitatea directă în practică a matematicii, fizicii, chimiei şi biologiei. Biologia are numeroase tangenţe cu disciplinele din această arie curriculară cât şi cu disciplinele altor arii curriculare.
În ceea ce priveşte aspecte din fizică ilustrate în biologie menţionez câteva exemple: muşchii, oasele şi articulaţiile lucrează după sistemul pârghiilor învăţate de elevi la fizică. O pârghie prezintă: punctul de sprijin (S) realizat de articulaţie, forţa activă (F) reprezentată e muşchii care se contractă, rezistenţa (R) reprezentată de oase. În organismul uman se întâlnesc toate cele trei feluri de pârghii. Exemplele pot continua: peştii au pielea acoperită cu mucos, fapt ce condiţionează micşorarea forţei de frecare a apei în timpul mişcării lor (Forţa de frecare); peştii marini de talie mică se mişcă în grupuri, iar forma spaţială a grupului aminteşte de o picătură. Prin aceasta se atinge cea mai mică forţă de rezistenţă a mediului de trai în timpul deplasării (Hidrodinamica – Legea lui Bernoulli); în timpul înotului peştele împinge apa în urmă cu ajutorul înotătoarei codale, astfel deplasându-se înainte (Legea a treia a lui Newton).
În prezent, relaţia dintre biologie şi fizică poate fi pusă în evidenţă odată cu studierea stării fizice a citoplasmei, a forţei de sucţiune a rădăcinii, a elasticităţii tulpinii, a influenţei luminii asupra fotosintezei, a fiziologiei analizatorului vizual şi acustico-vestibular, a factorilor fizici (temperatura, umiditatea şi lumina) specifici biotopului unor ecosisteme terestre şi acvatice etc.
Galileo Galilei afirma că “natura este o carte scrisă în limba matematicii”. Operaţiile de împărţire şi înmulţire, iar într-o măsură mai mică şi cele de rang superior, sunt frecvent folosite în biologie pentru stabilirea unor rapoarte sau a unor indici. În funcţie de natura mărimilor implicate în măsurători, distingem indici morfologici, fiziologici, biochimici.
Raportul dintre volumul nucleului şi al citoplasmei este un indiciu al stadiului de creştere şi chiar al stării de sănătate a celulei. Când acest raport atinge o valoare critică, celula se divide pentru restabilirea unui raport nucleo – citoplasmic adecvat cerinţelor sale funcţionale.
Cunoştinţele de matematică sunt folosite pentru exprimarea numerică (de exemplu, celulele cu bastonaşe sunt celule nervoase modificate, în număr de circa 125 de milioane), pentru menţionarea formei, dimensiunii, greutăţii (de exemplu: hipofiza are forma rotunjită şi diametrul de 1.3 cm; cântăreşte 500g), a suprafeţei (de exemplu: Rezervaţia Biosferei Delta Dunării ocupă o suprafaţă de aproape 6.000 km2), a proporţiei (de exemplu: vederea furnizează peste 90% din informaţiile asupra mediului înconjurător. Din întreaga suprafaţă a ţării, circa 30% este acoperită cu păduri), a raportului (de exemplu: în cazul monohibridării, raportul de segregare fenotipic dominant: recesiv este de 3:1, iar cel genotipic este de 1:2:1 ), a volumului (de exemplu: volume şi capacităţi pulmonare).
Relaţia biologiei cu chimia este succint cuprinsă în afirmaţia „celulele respectă legile chimice”.
Chimia si biologia sunt doua discipline fără de care explicarea modificărilor biochimice in organismele vii, existenta vieţii, evoluţia de zi cu zi a tot ceea ce ne înconjoară nu ar putea fi explicat. Utilizăm informaţiile oferite de chimie pentru a prezenta compoziţia chimică a organismelor vii precum şi procesele chimice ce au loc în aceste organisme.
Teme care se pot aborda interdisciplinar sunt extreme de multe: aminoacizi, proteine, acizi nucleici, aldehide, zaharide, procesul de fotosinteză, pH-ul, soluţii tampon cu rol de reglare a pH-ului fluidelor biologice. În experimentele de laborator din cadrul orelor de biologie se folosesc nenumărate substanţe chimice pentru a pune în evidenţă diferite procese.
În predarea noţiunilor de biologie, cunoştinţele de chimie sunt utilizate pentru înţelegerea structurii membranei celulare, a metabolismului proteinelor, glucidelor şi lipidelor în organismul uman, a structurii şi funcţiilor acizilor nucleici (ADN şi ARN), pentru scrierea corectă a simbolurilor diferitelor elemente chimice cu rol important în viaţa plantelor, animalelor şi omului, a compoziţiei chimice a materiei vii, a diferitelor reacţii chimice, pentru studierea factorilor chimici caracteristici biotopului unor ecosisteme naturale sau artificiale etc.
Relaţia biologiei cu celelalte discipline poate depăşi graniţa ariei curriculare Matematica şi ştiinţe ale naturii.
La disciplina geografie un număr impresionant de lecţii este dedicat vieţii pe Pământ. În cadrul zonelor biopedoclimatice se analizează vegetaţia specifică, fauna şi caracteristicile acestora. De asemenea sunt abordate teme ca poluarea şi dimensiunile acesteia, conservarea biodiversităţii, dezvoltarea durabilă.
Relaţia biologiei cu istoria este ilustrată în următoarele exemple:
Vechii istorici greci au realizat studii şi în domeniul biologiei: Tucidide, Herodot.
Regina Victoria a Angliei (supranumită “bunica Europei”), purtătoare sănătoasă a genei mutante pentru hemofilia B (XH), a avut un fiu Leopold şi două fiice Alice şi Beatrice, care erau purtătoare şi care au transmis boala familiilor regale din Rusia, Prusia şi Spania. Una dintre nepoatele reginei Victoria, Alexandra, purtătoare a genei, căsătorită cu Nicolae al II-lea (ultimul ţar Romanov al Rusiei), a avut un fiu cu hemofilie severă. Mult timp, s-a crezut că este vorba despre hemofilia A. Cercetările genetice recente au arătat că era de fapt vorba despre hemofilia B.
Literatura poate sensibiliza elevii şi în acelaşi timp transmite cunoştinţe în domeniul biologiei prin bogăţia de texte literare. Un exemplu sugestiv în acest sens este un fragment narativ din romanul Lupul şi Catedrala de I.D. Sârbu.
Nu este de neglijat nici latura artistică a biologiei. Informaţii din muzică şi pictură se pot folosi şi în orele de biologie.
Auzul muzical se bazează pe auzul fiziologic. Astfel, orice om cu auz fiziologic normal, prin exerciţii poate să-şi formeze auzul muzical. Dirijorii disting sunete extrem de fine. Acesta se datorează unui sunet lung de exerciţii auditive. Vocea umană este dată de sunetele emise de corzile vocale de la nivelul laringelui, care vibrează cu ajutorul unor muşchii proprii şi al coloanei de aer expirat din plămâni în timpul vorbirii.
Numeroşi pictori au imortalizat natura în operele lor: Ştefan Luchian (Violete, Salviile de la Chiajna), Van Gogh (Câmp cu chiparoşi, Irişi, Ogor cu ciori).
Interdisciplinaritatea contribuie la optimizarea învăţământului oferind o viziune plurală şi dinamică asupra ştiinţelor, în concordanţă cu fenomenele reale, oferă imaginea domeniilor de cunoaştere permanent dispuse la completări; valorifică informaţii şi abilităţi dobândite de elevi pe alte filiere decât cea şcolară, iar consecinţele asupra dezvoltării intelectuale a elevilor, a creşterii randamentului şcolar sunt evidente.