Mengintegrasikan sains di kelas dasar akan terbayar nanti

Dari berjalan-jalan di alam hingga “mengamati fenomena”

Apakah Anda ingat pertama kali Anda mengambil daun? Anda mungkin berusia dua atau tiga tahun dan menjelajahi alam bebas. Mungkin Anda memperhatikan bentuknya yang unik, dan apakah kering atau basah. Mungkin orang dewasa membantu Anda membuat krayon menggosok pembuluh darahnya dan Anda mempelajari bagaimana daun mendapatkan nutrisi — sama seperti manusia.

Selamat—Anda melakukan sains!

"Mengamati fenomena" adalah bagaimana sebagian besar dari kita diperkenalkan pembelajaran sains, dilanjutkan dengan mengajukan pertanyaan, melakukan penyelidikan atau menguji ide, dan belajar menjelaskan pemikiran seseorang. Tetapi di kelas dasar di seluruh negara bagian, siswa hanya menerima rata-rata 1.5 jam pendidikan sains, dari 30 jam kelas setiap minggu. Hasilnya adalah bahwa siswa tidak siap untuk sains di kelas yang lebih tinggi.

Tana Peterman adalah petugas program untuk pendidikan k-12 di Washington STEM, yang memimpin Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER)* Alliance. LASER dan OSPI menyelenggarakan webinar online untuk membantu guru sekolah dasar dan pemimpin sekolah membuat kasus untuk konten sains yang lebih besar di ruang kelas k-5. LASER juga menawarkan sumber daya dan strategi online gratis untuk mengintegrasikan sains ke dalam jadwal kelas yang sudah padat.

Webinar mereka baru-baru ini, "Ilmu Dasar Perlu Kembali", bertujuan untuk melakukan hal itu: dengan menyoroti contoh-contoh dari distrik sekolah di seluruh negara bagian di mana guru sekolah dasar unggul dalam mengintegrasikan konsep sains ke dalam pelajaran matematika dan membaca.

Tana Peterman berkata, “Dengan ilmu pengetahuan dasar, kami terus memasang plester pada sistem yang memerlukan operasi jantung terbuka. Kami berbicara tentang mendidik seluruh anak, namun kami tetap meminta mereka untuk belajar secara terpisah.”

Dasar sains awal

Pada intinya, sains mengamati dan memahami dunia di sekitar kita—sesuatu yang dapat dilakukan oleh anak-anak dengan baik berkat rasa ingin tahu bawaan mereka.

Michelle Grove adalah koordinator sains untuk Educational Service District (ESD) 101 di Spokane dan memiliki pengalaman mengajar selama 25 tahun, termasuk biologi, kimia, dan anatomi. Dia juga direktur LASER untuk wilayah Timur Laut dan wakil direktur di seluruh negara bagian.

“Mempelajari sains di kelas dasar adalah fondasi dari segala sesuatu setelahnya. Tanpa itu, anak-anak kehilangan minat dan kemudian tidak terlibat secara mendalam. Bahkan jika mereka diberi pengalaman sains berkualitas tinggi di tingkat sekolah menengah dan atas, tanpa keterampilan dasar itu, seperti pentingnya penalaran berbasis bukti, mereka akan berjuang untuk keluar dari sistem k-12 kita sebagai orang dewasa yang melek ilmiah. Dia menekankan bahwa ini berarti memahami bahwa sains tidak hanya bekerja di laboratorium, tetapi juga merencanakan dan melaksanakan investigasi, memecahkan masalah, membuat model, menganalisis dan menginterpretasikan data, menyusun penjelasan, dan merancang solusi.

Lorianne Donovan-Hermann, koordinator sains untuk ESD 123 di Washington Tenggara dan Direktur Aliansi LASER Tenggara, berkata, “Pada saat anak-anak duduk di bangku SMA, dalam hal pendidikan sains, ada yang 'memiliki' dan 'yang tidak punya' . Anak-anak yang tidak memiliki sains di sekolah dasar atau menengah mungkin tertinggal atau menghindari kelas sains, berpikir, 'Saya tidak pandai sains.' Dan mereka tidak akan pernah mempertimbangkan untuk mengambil kursus level AP. Mereka akan berakhir di jalur yang benar-benar berbeda.”

Meskipun benar tidak setiap anak ingin menjadi ilmuwan ketika mereka besar nanti, setiap siswa memang membutuhkan pengetahuan ilmiah dasar untuk menavigasi kesehatan dan lingkungan mereka, memahami pilihan mereka di kotak suara, dan bahkan menjaga rumah mereka. Donovan-Hermann berkata, “Kepemilikan rumah dasar membutuhkan lapisan pengetahuan ilmiah untuk melindungi dari jamur beracun dari pipa bocor atau memahami bahaya kebocoran gas. Dan di dalam tubuh kita sendiri, mengetahui cara kerja virus—dan mengikuti studi ilmiah terbaru tentang cara mengobatinya—dapat membantu kita menjaga keamanan keluarga kita.”

Mengatasi krisis waktu

Bahkan sebelum pandemi menghasilkan nilai tes yang lebih rendah untuk siswa di seluruh negeri, guru sekolah dasar berjuang untuk memasukkan pendidikan sains ke dalam jadwal yang sudah padat. Alasan utamanya adalah sebagian besar ruang kelas dasar berfokus pada matematika dan membaca, dan sains tidak dinilai hingga kelas lima di Washington. Selain itu, karena sebagian besar guru sekolah dasar juga tidak didukung dalam sains, bagi sebagian orang, mengajarkannya terasa sulit dijangkau. Namun, ada pendekatan yang menjanjikan: integrasikan konsep-konsep ilmiah ke dalam pelajaran membaca, menulis, dan matematika.

Michelle Grove mengatakan ada kesalahpahaman bahwa matematika dan membaca diajarkan secara terpisah. “Pada kenyataannya, tema ilmiah dapat diintegrasikan ke dalam matematika atau tugas membaca/menulis—ini disebut tulisan berbasis fenomena.”

Grove mengatakan dia telah bekerja dengan guru yang menggunakan pelajaran anatomi tumbuhan untuk membaca dan menulis berbasis fenomena Sumber Daya Pendidikan Terbuka (OER), sumber daya gratis untuk guru. “Pemahaman siswa mulai dari membuat gambar sederhana di awal tahun, hingga menunjukkan penjelasan tanpa celah tentang proses ilmiah.”

Contoh lain dari integrasi sains adalah dari guru kelas satu dan lima di area Olympia yang merencanakan agar siswa kelas lima mengunjungi kelas yang lebih muda untuk berbagi pelajaran sains mereka. Bertahun-tahun kemudian, guru sains kelas lima, TJ Thornton, mengenang betapa berdampaknya hal ini bagi seorang siswa khususnya:

“Salah satu anak laki-laki di kelas saya bertanya, 'Kapan kita akan melakukan hal itu dengan siswa kelas satu'? Sekarang, dia belum tentu siswa terkuat secara akademis, dan meskipun demikian lebih dari setengah hidupnya yang lalu, dia telah memikirkannya dan bersemangat untuk berbagi sains dengan siswa kelas satu.”

Evolusi sains: dari "absolut" hingga mengintegrasikan penemuan-penemuan baru

Bagi banyak orang, pandemi Covid-19 telah menyadarkan pentingnya memahami proses ilmiah dasar. Donovan-Hermann, koordinator sains di Pasco, mengatakan kemajuan teknologi berdampak besar pada pemahaman ilmiah.

“Sains telah banyak berubah sejak saya masih di sekolah menengah. Sebelumnya, kami belajar tentang 'yang absolut', tetapi sekarang, mampu mengubah pikiran kami saat sains berubah—itu sangat penting.”

Selain itu, memahami penalaran berbasis bukti—baik dalam sains atau ilmu politik—sangat penting untuk meluluskan siswa yang merupakan Pembelajar Sastra.

Michelle Grove mengenang: “Kelas putri kelas tujuh saya berfokus pada pentingnya pemikiran berbasis bukti sebagai tema selama setahun. Jadi, ketika dia melihat komentator politik di TV berdebat tanpa bukti, dia kesal. 'Mereka seharusnya tidak diizinkan melakukan itu!'”

Minta ilmu lagi

Grove mengatakan salah satu cara orang tua dapat mendukung pendidikan sains adalah dengan menghadiri open house sekolah mereka dan bertanya, "Apa yang kamu lakukan dengan Membaca, Matematika, dan Sains?" Dia mengatakan apa yang membantu sains dasar berkembang adalah hubungan 1) administrator yang memperjuangkan sains; 2) guru yang memiliki keterampilan dan percaya diri, dan 3) pendanaan dari sistem yang mengutamakannya.

Memiliki dukungan dari dewan sekolah setempat dapat membantu memprioritaskan integrasi sains di kelas. Scott Killough adalah koordinator sains regional untuk ESD 113 dan anggota Dewan Sekolah Distrik Tumwater. Dia mengingat percakapan dewan sekolah dengan mantan pengawasnya menjelang akhir pandemi Covid-19. Dewan memutuskan bahwa untuk memiliki perubahan yang tahan lama Social Emotional Learning (SEL) harus dimasukkan dalam anggaran tahunan. “Sekarang menjadi item baris dalam anggaran kami, terlepas dari perubahan personel. SEL di sini untuk tinggal.” Dia mengatakan pendekatan serupa dapat membantu mengintegrasikan Ilmu Pengetahuan Dasar.

Demikian pula, Kimberly Astle dari Office of the Superintendent of Public Instruction (OSPI) mendorong para guru selama webinar bulan Februari untuk memikirkan bagaimana sains dapat menjadi jangkar untuk mendukung pembelajaran Seni Bahasa Inggris. “Saya melihat gerak maju dengan melihat bagaimana sains merupakan bagian dari sistem pembelajaran.”

Masalah ANEH sains

Mengintegrasikan sains ke dalam ruang kelas dasar juga dapat memberikan dampak positif dalam memajukan kesetaraan ras—jika pelajaran mendorong siswa untuk membawa pelajaran dan nilai budaya mereka ke dalam penyelidikan sains. Dalam beberapa dekade terakhir, para pendidik dan aktivis telah menarik perhatian pada masalah "WEIRD" pendidikan sains, yaitu berpusat pada sains dari masyarakat Barat, Terdidik, Industri, Kaya, dan Demokratis (WEIRD). Sains dalam konteks ini sering diabaikan kontribusi oleh perempuan dan orang warna, atau bahkan mengklaim atau secara salah mengaitkan penemuan mereka dengan rekan pria kulit putih. Ini dapat membuat siswa berpikir bahwa hanya orang-orang tertentu yang “melakukan sains”.

Ketika Donovan-Hermann mengajar kelas 3 di area Tri-Cities, dia menghadiri kemitraan guru-ilmuwan (TSP) selama seminggu dengan seorang ahli geologi di Laboratorium Nasional Pacific Northwest. Tujuannya adalah untuk menambah pengetahuan guru dan membawa apa yang dia pelajari kembali kepada murid-muridnya.

“Saya membawa kembali foto saya bekerja di lapangan dengan ilmuwan untuk menunjukkan kelas saya. Seorang gadis kecil, dari komunitas pedesaan, melihat foto di ponsel saya dan kemudian kembali ke saya dan berkata, 'Oh—itu gambar yang salah. Di mana foto ilmuwan itu?' Saya melihat ke bawah dan berkata, 'Itu dia—itu Dr. Frannie Smith.' Gadis kecil ini tidak tahu bahwa wanita bisa menjadi ilmuwan.”

Itu mengilhami Donovan-Hermann untuk mengundang ilmuwan, “Dr. Frannie” untuk berbicara di kelasnya. Maka dimulailah kemitraan yang dia yakini memengaruhi banyak muridnya. “Bertahun-tahun kemudian, saya bertemu dengan gadis kecil itu; dia sekarang berusia sekitar 20 tahun dan bekerja untuk menabung untuk kuliah. Saya ingat kegembiraannya ketika dia berbicara tentang pertemuan dengan Dr. Frannie.”

Blog Alat Pengajaran STEM menawarkan panduan untuk berdiskusi ras dalam konteks pendidikan sains, “Ras dan rasisme hadir di ruang kelas sains. Siswa, tidak peduli seberapa muda, sadar akan ras, dan mencerminkan bias masyarakat. Mereka memperhatikan siapa yang ada di ruangan itu - baik secara harfiah (Anda dan siswa lain) dan secara kiasan (siapa yang mengerjakan sains? Seperti apa rupa seorang ilmuwan?).

Washington STEM mengadvokasi integrasi sains di ruang kelas dasar sehingga semua siswa di Washington dapat menjawab pertanyaan tersebut, "Siapa yang mengerjakan sains?" dengan satu kata:

"Saya."

*diselenggarakan oleh Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) adalah organisasi berskala negara bagian, dipimpin oleh Washington STEM bekerja sama dengan OSPI, Education Service Districts (ESD) dan Institute for Systems Biology. (Belajar lebih tentang bagaimana LASER muncul.) Bersama-sama, mereka menyediakan webinar, sumber daya online yang berfokus pada peningkatan kesetaraan dalam pendidikan sains k-12.