Realizarea principiului interdisciplinaritatii la lectiile de biologie

Realizarea principiului interdisciplinaritatii la lectiile de biologie

In didactica moderna se impune cu tot mai multa insistenta conceptia interdisciplinara in realizarea actiunii educationale. Ideea calauzitoare in modernizarea continutului procesului de invatamint este afirmarea intensa a viziunii interdisciplinare in defavoarea celei pozitiviste. Conform viziunii pozitiviste, totul trebuie observat si descris cit mai detaliat, fapt ce conduce la atomizare exagerata si, implicit, la neglijarea interconexiunilor cauzale si functionale. Prin contrast, viziunea interdisciplinara presupune depasirea descriptivitatii pentru a descoperi structura interna care explica geneza si manifestarile celor observate si masurate. Caracteristic structurii interne - rezultanta unui numar mare de interdependente - este depasirea frontierelor dintre discipline.

In asa mod, interdisciplinaritatea impune depasirea unor granite, eliminarea unor cadre rigide, ca domenii exclusive ale unei discipline, transferul de rezultate de la o disciplina la alta in vederea unei explicatii mai profunde a fenomenelor, realizindu-se astfel o coordonare a diverselor unghiuri de vedere in locul predominarii unuia dintre ele [6, pag. 50]. In aceasta ordine de idei, I.Bontas defineste interdisciplinaritatea (lat. inter - intre) drept coordonarea la un nivel superior a doua discipline, in cadrul carora semnificatiile interactioneaza si se completeaza reciproc, putind, intr-un anumit context, sa ajunga la un continut comun integrat sub forma disciplinelor de granita, cum ar fi chimia-fizica, biochimia, sociopedagogia, psihopedagogia etc. [1, pag.93].

Astfel, interdisciplinaritatea pedagogica contribuie la reformularea vechilor programe de invatamint care "se limitau sa stabileasca o lista de cunostinte de predare, avind in vedere doar o singura disciplina, marginita de cele mai multe ori la un nivel de educatie" [4, pag.9]. Interdisciplinaritatea pedagogica sta la baza reformei curriculare a instruirii ce "nu poate fi lasata numai la latitudinea unor discipline separate printr-o traditie coborita pina la Aristotel, care nu mai corespunde nici realitatii epistemologice contemporane" si nici exigentelor unei integrari socio-profesionale centrate "pe probleme mari" [Ibidem, pag. 43-44; 3, 1999, pag. 24].

Relatiile interdisciplinare ale biologiei decurg din legitatea generala - conexiunea universala, care evidentiaza faptul ca fenomenele realitatii obiective, mai ales cele ce au o serie de asemanari, de legaturi, sint in interactiune, se conditioneaza reciproc. Acest fenomen devine accentuat in conditiile revolutiei tehnico-stiintifice contemporane, cind rezolvarea unor probleme stiintifice necesita atit relatii interdisciplinare, cit si pluridisciplinare.

In procesul studierii biologiei, cunostintele elevilor in diverse discipline scolare se integreaza numai sub anumite aspecte, astfel tinindu-se cont de principiul interdisciplinaritatii. Chiar daca profesorii de la diferite discipline scolare abordeaza unele si aceleasi probleme de studiu, se pare ca vorbesc "in limbi diferite". Elevilor le este greu sa integreze in mod individual cunostintele obtinute la citeva discipline de studiu, pentru a-si forma o viziune globala referitoare la obiectele, fenomenele si procesele examinate. Utilizarea legaturilor interdisciplinare face posibila intelegerea esentei conceptiei stiintifice despre lume, perceperea ei integrala si stabilirea cauzelor diferitelor conexiuni existente in natura, studierea noului material pe baza celui deja cunoscut, imbogatirea si consolidarea lui. De asemenea, aceasta face posibila activizarea interesului sau sporirea acestuia pentru asimilarea noului. In asa mod, este formata o personalitate armonios dezvoltata, care se orienteaza in toate domeniile stiintifice, sustine ideile evolutioniste, are o gindire ecologica, poseda diverse metode de lucru, aplica cunostintele sale teoretice in practica.

Pentru efectuarea unei lectii (unui ciclu de lectii) la biologie cu realizarea legaturilor interdisciplinaritatii este recomandabil sa se tina cont de urmatoarele etape:

Etapa initiala (de pregatire catre sesiune) prevede colaborarea cu profesorii in scopul evidentierii acelor cunostinte ce pot fi utilizate ca interdisciplinare la treapta de scolarizare respectiva.

Etapa alcatuirii de catre profesor a intrebarilor, exercitiilor orientate spre actualizarea cunostintelor ce le poseda elevii. Aici se respecta urmatoarele aspecte:

Formularea intrebarilor ce prevad dezvoltarea interesului pentru cunoastere la lectiile ulterioare temei studiate. De exemplu: De ce artropodele sint cele mai numeroase animale de pe globul pamintesc? De ce cele mai mari mamifere locuiesc in apa?

Pentru a putea raspunde la intrebarile formulate, sint necesare si cunostinte obtinute in cadrul altor discipline scolare, pe care elevii le vor realiza la lectia respectiva.

Este de dorit ca intrebarile sa inceapa cu astfel de imbinari de cuvinte: de ce., explicati sensul., gasiti interactiunile (legaturile)., ce se va intimpla daca..

Intrebarile pot avea si caracter particular. De exemplu: De ce hemoglobina este capabila de a forma legaturi chimice cu oxigenul si cu bioxidul de carbon?

Se pot utiliza intrebari cu caracter stiintific real si intrebari ce tin de trecutul istoric al dezvoltarii lumii vii. De exemplu: Care este rolul acizilor nucleici in dezvoltarea lumii vii?

Uneori intrebarile pot fi formulate in baza unui film despre natura sau dedicat unei probleme sociale, cu tangente la tema studiata.

In locul unor intrebari problematice pot fi alcatuite exercitii (de planificare a unui experiment sau de intocmire a unor tabele comparative, lucru asupra unui articol de popularizare a stiintei care necesita sinteza cunostintelor de la citeva discipline scolare).

Etapa selectarii materialului ilustrativ adecvat temei propuse.

Etapa orientarii elevilor pentru intelegerea importantei fenomenelor studiate la secventa respectiva. De regula, aceasta se realizeaza prin punerea consecutiva a intrebarilor si rezolvarea unor exercitii necomplicate, ceea ce contribuie la atingerea scopurilor preconizate de catre profesor.

Propunem citeva sugestii privind abordarea unor continuturi studiate in cadrul biologiei animalelor, tinind cont de principiul interdisciplinaritatii:

Increngatura Protozoa

La tema Ameba obisnuita: In ce mod oxigenul patrunde in corpul amebei? Ameba comuna, ca si alte protozoare, respira prin toata suprafata corpului si oxigenul patrunde in corp pe calea difuziei (Difuzia).

Increngatura Coelenterata

Meduzele sint numite prevestitoare ale furtunilor. Aceste scifozoare au un organ special de echilibru - statocitul, care reprezinta o cavitate cu cristale. Cu ajutorul lui meduzele receptioneaza vibratiile ultrasunetelor, ce apar in apa cu 10-15 ore pina la declansarea furtunii (cristalele in statocit se ating de pereti), de aceea ele inoata in adincul marii. In baza acestui mecanism omul a construit un aparat ce da posibilitatea de a prezice aparitia furtunilor (Undele sonore).

Sifonofoarele poseda o vezicula gazoasa gratie careia se mentin la suprafata apei. Gazul din interiorul acestei vezicule este secretat de niste glande speciale (Forta Arhimede, Plutirea corpurilor).

Increngatura Plathelminthes

Functionarea ventuzelor la viermii plati este bazata pe diferenta presiunii atmosferice din interiorul si exteriorul acestora (Presiunea atmosferica, Presiunea lichidelor si presiunea gazelor).

Respiratia se efectueaza, de asemenea, in baza difuziei (Difuzia).

Increngatura Annelida

Mucozitatea de la suprafata corpului rimei usureaza deplasarea ei in sol (Forta de frecare).

Prin ce se explica iesirea rimelor la suprafata solului dupa ploaie? Respiratia viermilor decurge prin toata suprafata corpului in baza difuziei. Dupa ploaie solul se umezeste, ceea ce ingreuneaza respiratia normala (Difuzia).

Ventuza lipitoarei are forma unei cupe in semicerc cu margini lipicioase. Actiunea ei este bazata pe diferenta presiunii atmosferice din interiorul si exteriorul ventuzei (Presiunea atmosferica, Presiunea lichidelor si cea a gazelor).

Indepartind in urma apa prin miscari ondulatorii ale corpului, lipitoarea se misca inainte (Legea a treia a lui Newton).

Increngatura Mollusca

De ce partea interna a cochiliei bivalvelor reflecta culorile curcubeului? Pentru ca ea este acoperita cu un strat subtire de sidef ce poseda capacitatea de a refracta undele luminii. Sideful se utilizeaza la confectionarea bijuteriilor, nasturilor etc. (Refractia luminii. Fenomenul de interferenta).

Reprezentantii clasei Cephalopoda poseda capacitatea miscarii reactive. Ei acumuleaza apa in cavitatea branhiala prin orificiul lateral si printr-o pilnie situata in partea anterioara a corpului, prin care apoi imping cu forta un jet de apa. In urma acestui proces, conform legii actiunii inverse, primesc un impuls orientat invers directiei jetului de apa, astfel ei inoata cu partea posterioara a corpului inainte. Calmarii se pot deplasa cu o viteza de 70 km/ora. Caracatita poate indrepta aceasta pilnie in ambele parti laterale sau in partea posterioara a corpului, astfel fiind capabila sa inainteze in orice directie cu orice parte a corpului (Miscarea reactiva).

Cochilia cefalopodului nautilus este rasucita spiralat si impartita in camere. Insasi molusca locuieste in prima camera, celelalte fiind umplute cu gaz. Regulind cantitatea gazului, nautilul se ridica usor de pe fundul apei si inoata. Cochilia acestui animal rezista presiunii apei la adincimea de 700 m, deoarece lichidul si gazul ce se afla in ea este sub presiune (Forta Arhimede, Plutirea corpurilor).

Increngatura Arthropoda

Clasa Crustacea

Crusta racului-de-riu are forma unui arc si poseda o duritate mult mai mare in comparatie cu fortele ce actioneaza asupra partii convexe (Deformatia).

Membrele crustaceelor (ca si la celelalte organisme ce se deplaseaza cu ajutorul membrelor) functioneaza ca un sistem de pirghii (Sistemul de pirghii, Regula de aur a mecanicii).

Clasa Arachnida

Prin ce se explica capacitatea paianjenului de a afla de la distanta dimensiunile jertfei sale? Orice insecta ce patrunde in pinza incearca sa scape din ea. In urma miscarilor insectei se formeaza oscilatii de o anumita frecventa, ce depind de marimea victimei (Oscilatii mecanice).

Clasa Insecta

Stratul exterior de ceara al invelisului chitinos al insectelor apara organismul lor de deshidratarea corpului (Evaporarea).

De ce mustele se pot deplasa pe tavan? Pe piciorusele lor sint situate niste ventuze ce functioneaza pe baza diferentei presiunii atmosferice (Presiunea atmosferica).

De ce biziitul tintarului este mai subtire decit al mustei? Sunetul ce apare in timpul zborului este cauzat de oscilatiile aripilor. Tintarul face 500 - 600 (unii pina la 1000) de miscari cu aripile pe secunda, iar musca - numai 350. Din aceasta cauza zborul tintarului este receptionat de oameni ca un sunet mult mai inalt (Undele sonore).

De ce omul nu aude zgomotul produs de fluturi in timpul zborului? Urechea omului poate percepe zgomotul aripilor daca ele fac nu mai putin de 14 miscari/sec. si, intrucit viteza de miscare a aripilor nu este mare, noi nu le auzim. (Undele sonore).

Albinele disting mai multe culori si nuante: violet, galben, albastru, verde-albastriu, ultraviolet si rosu-inchis. Perceperea culorilor le faciliteaza gasirea speciilor de plante cu nectar (Spectrul cromatic).

De ce celulele fagurelui albinelor sint construite in forma de hexagon? Suma unghiurilor intre laturile hexagonului alcatuieste 120^o - prin aceasta se atinge rezistenta maxima la utilizarea minima a materialului de constructie (Deformarea corpurilor).

Sa ne aducem aminte de fabula lui A.Donici "Racul, lebada si stiuca". Putem aduce un exemplu din realitate. Daca citeva furnici trag o prada de dimensiuni mari intr-o directie, atunci ele actioneaza coordonat. Daca din cauza unui obstacol, prada nu mai poate fi dusa, miscarea coordonata a furnicilor inceteaza, fiecare actionind in mod individual si prada ramine pe loc. Daca fortele furnicilor se vor compune astfel, ca actiunea lor sa coincida predominant intr-o singura directie, prada va fi miscata din loc in directia actiunii fortei mai mari (Compunerea fortelor).

In organele de luminescenta ale licuricilor are loc transformarea energiei chimice in energie luminoasa. Unii licurici tropicali produc lumina dupa intensitate ca si becurile electrice (Legea conservarii si transformarii energiei).

Increngatura Vertebrata

Supraclasa Pisces

Pestii au pielea acoperita cu mucozitate, fapt ce conditioneaza micsorarea fortei de frecare a apei in timpul miscarii lor (Forta de frecare).

Pestii marini de talie mica se misca in grupuri, iar forma spatiala a grupului aminteste de o picatura. Prin aceasta se atinge cea mai mica forta de rezistenta a mediului de trai in timpul deplasarii (Hidrodinamica - Legea lui Bernoulli).

In timpul inotului pestele impinge apa in urma cu ajutorul inotatoarei codale, astfel deplasindu-se inainte (Legea a treia a lui Newton).

Prin consringerea veziculei inotatoare cu ajutorul muschilor pectorali si abdominali, pestele isi schimba volumul corpului si, respectiv, densitatea medie. Datorita acestui fapt, pestele poate regla adincimea coboririi sau ridicarii sale (Legea lui Arhimede, Plutirea corpurilor).

Rechinii nu au vezica inotatoare. Cum se mentin ei in apa? La deplasare, suprafata si pozitia inotatoarelor pectorale si abdominale ale rechinilor formeaza o forta de ridicare (Hidrodinamica).

Pestele-lipitoare (remora) se prinde de alte vietati si obiecte atit de puternic, incit practic este imposibil sa fie dezlipit (Presiunea atmosferica; Presiunea lichidelor si a gazelor).

Pestele-zburator se ridica in aer datorita oscilatiilor inotatoarei codale. La inceput, el se misca pe suprafata apei, apoi lovitura puternica a cozii il ridica in aer, unde, datorita inotatoarelor pectorale deschise, se mentine asemeni unui aeroplan. "Zborul" pestelui se stabilizeaza cu ajutorul inotatoarei codale si decurge numai dupa inertie (Inertia).

Luminescenta pestilor este cauzata de anumiti factori (in functie de specie); de procesul de iluminare a unor bacterii ce populeaza in organele lor; de lumina produsa de anumite celule ale pestelui; de luminarea unei excrescente ce aminteste de un fir lung cu o lampa la capat etc. Sint pesti ce poseda organe luminescente speciale, situate de-a lungul intregului corp (Efectul luminii, Chemoiluminescenta).

Deplasindu-se, stiuca-de-Nil produce descarcari electrice cu o frecventa de circa 300 de impulsuri pe secunda. In timpul acestor descarcari coada ei devine, in raport cu capul, incarcata negativ, creindu-se in acest fel un cimp electric. Capacitatea de a produce descarcari electrice o au si pestii din familia torpilelor (Torpedinidae), raspindite in marile calde (Aparitia cimpului electric si a curentului electric).

Supraclasa Tetrapoda

Clasa Amphibia

La unele ecaudate sint prezente dispozitive speciale de amplificare a sunetului - rezonatoare, situate pe partile laterale ale capului sau ale gitului (Undele sonore).

De ce temperatura icrelelor de broasca depaseste temperatura mediului de trai? Embrionul din interiorul icrei are culoarea inchisa, iar continutul ce-l inconjoara este transparent si are forma sferica, astfel concentrind razele solare (Efectele de caldura, Optica).

Clasa Reptilia

Reptilele aud mai bine decit amfibienii (cu exceptia serpilor, care sint sensibili la miscare si pe care o sesizeaza vizual sau tactil), cu toate acestea doar putine reprezentante ale clasei date produc sunete. Se pare ca sunetele nu prezinta pentru ele vreo importanta sub raportul schimbului de mesaje. Paradoxul se explica prin faptul ca la temperatura de 8^oC reptilele aproape ca nu aud, deoarece statutul lor de animale cu singe rece le face incapabile de a crea o temperatura suficienta pentru functionarea fibrelor nervoase auditive, care depinde intru totul de temperatura. La temperaturi joase conductibilitatea acestor animale scade intr-atit, incit ele devin incapabile de a transmite operativ sunete (Undele sonore).

Clasa Aves

De ce stolurile de pasari zboara sub forma de unghi? Cea mai puternica pasare zboara inainte, corpul ei "taind" aerul, iar celelalte pastreaza un unghi ascutit. Aceasta aranjare corespunde fortei minime de rezistenta a aerului (Aerodinamica, Legea lui Bernoulli).

Dintre vertebrate, pasarile au cea mai buna vedere. Informatia vizuala este asigurata, pe linga enorma densitate a conurilor vizuale de pe suprafata retinei, si de un aparat numit tapetum. Acesta este asemanator unei oglinzi, care contribuie la sporirea vederii in bezna noptii (la pasarile nocturne). Ea serveste la o captare mai buna a luminii, tapetumul facind insa imaginea mai putin clara (Fenomene optice).

Pinguinii emit sub apa ultrasunete cu o frecventa de pina la 80 kHz, deoarece aceste pasari sint adaptate pentru viata de uscat si vad foarte prost sub apa (Ultrasunete).

Simtul temperaturii se manifesta cu o deosebita pregnanta in timpul procesului de clocire a oualor de catre pasari. Inainte de a incepe clocitul, pasarile isi smulg instinctiv penele de pe piept, unde sint concentrate numeroase vase sangvine care vor veni in contact cu ouale. In regiunile calde ale globului pasarile cauta sa fereasca ouale de supraincalzire. In acest scop apeleaza la diferite modalitati. Ascund ziua ouale in nisip, iar noaptea le dezgroapa. Le feresc de bataia directa a razelor de soare cu ajutorul corpului. Iar ploierul-egiptean, pentru a raci ouale, le uda (Termoreglarea).

Clasa Mamalia

Majoritatea mamiferelor percep foarte bine sunetele. Printre ele intiietatea o detin liliecii, care folosesc in acest scop un mecanism numit sonar, avind acelasi principiu de functionare ca si radarul.

Delfinii sint inzestrati cu un sonar asemanator, ca principiu de functionare, cu cel al liliecilor. Se presupune ca organul care receptioneaza sunetele ultrascurte este perna de grasime, numita popular "zamos", situata intre gura si vezicile aeriene. Fenomenul ecolocatiei este prezent si la balene, sobolani (Ecolocatia).

Invelisul de blana al mamiferelor contribuie la o protectie efectiva contra pierderii caldurii. Ea mentine flucsii convecsi de caldura, astfel slabind iradierea caldurii (Transmiterea caldurii). [2, pag. 285; 5, pag. 344; 7, pag. 214; 8, pag. 335].

Tratind continuturile de invatamint in aspectul interdisciplinaritatii, ajutam elevii sa nu se limiteze la "chenarul" unei discipline, ci sa aplice cunostintele acumulate si la alte obiecte. Intelegind ca la orice tema studiata se pot face referinte la celelate discipline scolare, elevii isi aplica cunostintele la rezolvarea problemelor, la explicarea fenomenelor, percepind lumea inconjuratoare ca un tot intreg, ca un sistem functional.

Repere bibliografice:

Bontas, I., Pedagogie, Editura ALL EDUCATIONAL, Bucuresti, 1996.

Craciun, T., Craciun, L., Dictionar de biologie, Editura Albatros, Bucuresti, 1989.

Cristea, S., Dictionar de termeni pedagogici, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1998.

D Hainaut, L., Programe de invatamint pentru educatia permanenta, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1981.

Ionescu, A., Atlas zoologic, Editura Vox, Bucuresti, 1998.

Nicola, I., Pedagogie, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1994.

Opris, T., Aceste uimitoare plante si animale, Editura Ion Creanga, Bucuresti, 1998.