banner large

Meningkatkan literasi sains berarti mengubah pendidikan sains

Comment
X
Share
Meningkatkan literasi sains berarti mengubah pendidikan sains

Untuk lulus dengan jurusan sains, mahasiswa harus menyelesaikan antara 40 dan 60 kredit jam kursus sains. Itu berarti menghabiskan sekitar 2.500 jam di kelas sepanjang karir sarjana mereka.

Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa terlepas dari semua upaya itu, sebagian besar kursus sains perguruan tinggi hanya memberi siswa pemahaman yang terfragmentasi tentang konsep-konsep ilmiah mendasar. Metode pengajaran memperkuat penghafalan fakta-fakta yang terisolasi, melanjutkan dari satu bab buku teks ke bab berikutnya tanpa harus membuat hubungan di antara mereka, alih-alih belajar bagaimana menggunakan informasi dan menghubungkan fakta-fakta itu secara bermakna.

Kemampuan untuk membuat koneksi ini juga penting di luar kelas, karena itu adalah dasar dari literasi sains: kemampuan untuk menggunakan pengetahuan ilmiah untuk mengevaluasi informasi secara akurat dan membuat keputusan berdasarkan bukti.

Sebagai peneliti pendidikan kimia, saya telah bekerja sejak 2019 dengan rekan saya Sonia Underwood untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana siswa kimia mengintegrasikan dan menerapkan pengetahuan mereka ke disiplin ilmu lainnya.

Dalam studi terbaru kami, kami menyelidiki seberapa baik mahasiswa dapat menggunakan pengetahuan kimia mereka untuk menjelaskan fenomena biologis dunia nyata. Kami melakukan ini dengan meminta mereka melakukan kegiatan yang dirancang untuk membuat hubungan lintas disiplin tersebut.

Kami menemukan bahwa meskipun sebagian besar siswa tidak diberi kesempatan serupa yang akan mempersiapkan mereka untuk membuat hubungan tersebut, kegiatan seperti ini dapat membantu—jika mereka dijadikan bagian dari kurikulum.

Pembelajaran tiga dimensi

Sejumlah besar penelitian menunjukkan bahwa pendidikan sains tradisional, baik untuk jurusan sains maupun non-jurusan, tidak melakukan pekerjaan yang baik dalam mengajar siswa sains bagaimana menerapkan pengetahuan ilmiah mereka dan menjelaskan hal-hal yang mungkin tidak mereka pelajari secara langsung.

Dengan pemikiran tersebut, kami mengembangkan serangkaian kegiatan lintas disiplin yang dipandu oleh kerangka kerja yang disebut “pembelajaran tiga dimensi.”

Singkatnya, pembelajaran tiga dimensi, yang dikenal sebagai 3DL, menekankan bahwa pengajaran, pembelajaran, dan penilaian mahasiswa harus melibatkan penggunaan ide-ide mendasar dalam suatu disiplin. Ini juga harus melibatkan alat dan aturan yang mendukung siswa dalam membuat hubungan di dalam dan di antara disiplin ilmu. Akhirnya, itu harus melibatkan siswa dalam penggunaan pengetahuan mereka. Kerangka kerja ini dikembangkan atas dasar bagaimana orang belajar sebagai cara untuk membantu semua siswa memperoleh pemahaman yang mendalam tentang sains.

Kami melakukan ini bekerja sama dengan Rebecca L. Matz, pakar pendidikan sains, teknologi, teknik, dan matematika. Kemudian kami membawa kegiatan ini ke dalam kelas.

Membuat koneksi ilmiah

Untuk memulai, kami mewawancarai 28 mahasiswa tahun pertama jurusan sains atau teknik. Semuanya terdaftar dalam kursus pengantar kimia dan biologi. Kami meminta mereka untuk mengidentifikasi hubungan antara konten kursus ini dan apa yang mereka yakini sebagai pesan yang dapat dibawa pulang dari setiap kursus.

Para siswa menanggapi dengan daftar topik, konsep, dan keterampilan yang ekstensif yang telah mereka pelajari di kelas. Beberapa, tetapi tidak semua, dengan benar mengidentifikasi ide-ide inti dari setiap ilmu pengetahuan. Mereka mengerti bahwa pengetahuan kimia mereka sangat penting untuk pemahaman mereka tentang biologi, tetapi tidak sebaliknya mungkin juga benar.

Misalnya, siswa berbicara tentang bagaimana pengetahuan mereka diperoleh dalam kursus kimia tentang interaksi—yaitu, gaya tarik menarik dan tolak menolak—penting untuk memahami bagaimana dan mengapa spesies kimia yang membentuk DNA bersatu.

Untuk kursus biologi mereka, di sisi lain, gagasan inti yang paling banyak dibicarakan oleh para siswa adalah hubungan struktur-fungsi—bagaimana bentuk spesies kimia dan biologi menentukan pekerjaan mereka.

Selanjutnya, serangkaian kegiatan lintas disiplin dirancang untuk membimbing siswa dalam penggunaan ide dan pengetahuan inti kimia untuk membantu menjelaskan fenomena biologis dunia nyata.

Para siswa meninjau ide inti kimia dan menggunakan pengetahuan itu untuk menjelaskan skenario kimia yang sudah dikenal. Selanjutnya, mereka menerapkannya untuk menjelaskan skenario biologis.

Salah satu kegiatan mengeksplorasi dampak pengasaman laut pada kerang laut. Di sini, para siswa diminta untuk menggunakan ide-ide kimia dasar untuk menjelaskan bagaimana peningkatan kadar karbon dioksida dalam air laut mempengaruhi hewan laut pembentuk cangkang seperti karang, kerang, dan tiram.

Kegiatan lain meminta siswa untuk menerapkan pengetahuan kimia untuk menjelaskan osmosis — bagaimana air masuk dan keluar dari sel dalam tubuh manusia — atau bagaimana suhu dapat mengubah stabilitas DNA manusia.

Secara keseluruhan, para siswa merasa percaya diri dengan pengetahuan kimia mereka dan dapat dengan mudah menjelaskan skenario kimia. Mereka mengalami kesulitan menerapkan pengetahuan kimia yang sama untuk menjelaskan skenario biologis.

Dalam kegiatan pengasaman laut, sebagian besar siswa mampu memprediksi secara akurat bagaimana peningkatan karbon dioksida mempengaruhi tingkat asam laut. Namun, mereka tidak selalu dapat menjelaskan bagaimana perubahan ini mempengaruhi kehidupan laut dengan menghambat pembentukan cangkang.

Temuan ini menyoroti bahwa kesenjangan besar tetap ada antara apa yang siswa pelajari dalam kursus sains mereka dan seberapa baik mereka siap untuk menerapkan informasi itu. Masalah ini tetap ada meskipun faktanya pada tahun 2012, National Science Foundation mengeluarkan seperangkat pedoman pembelajaran tiga dimensi untuk membantu pendidik membuat pendidikan sains lebih efektif.

Namun, para siswa dalam penelitian kami juga melaporkan bahwa kegiatan ini membantu mereka melihat hubungan antara dua disiplin ilmu yang tidak akan mereka rasakan sebaliknya.

Jadi kami juga mendapatkan bukti bahwa siswa kimia kami, setidaknya, ingin memiliki kemampuan untuk memperoleh pemahaman sains yang lebih dalam, dan bagaimana menerapkannya.
Percakapan

Zahilyn D. Roche Allred, Sarjana Pascadoktoral, Departemen Kimia dan Biokimia, Universitas Internasional Florida

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *