UCLA Life Sciences Mengubah Cara Mengajar Matematika. Apakah Ini Teladan yang Harus Diikuti Orang Lain?

Sekitar 10 tahun yang lalu, Alan Garfinkel, seorang profesor di departemen ilmu kehidupan di University of California, Los Angeles, mendapat telepon. Itu dari dekannya, yang mengatakan bahwa departemen telah memeriksa kursus kalkulus mahasiswa baru mereka, "Kalkulus untuk Ilmu Hayati."

Hasil tinjauan internal tidak terlalu bagus, menunjukkan bahwa kelas itu "sama sekali tidak berharga", kata Garfinkel. Tidak populer di kalangan siswa, kelas tersebut tampaknya tidak mempersiapkan mereka untuk berkarir di STEM. Dan kelas tampaknya menyaring wanita dan minoritas untuk maju di departemen.

Panggilan telepon tersebut memulai proses bertahun-tahun dalam pengerjaan ulang bagaimana departemen ilmu hayati di universitas tersebut mengajarkan matematika. Hal ini pada akhirnya menghasilkan kursus matematika pengantar ilmu kehidupan baru, Matematika untuk Ilmu Hayati (seri LS 30).

Kebutuhan siswa biologi untuk memahami konsep matematika menjadi semakin penting, terutama dengan revolusi digital yang melanda sains. Tetapi para profesor UCLA merasa bahwa kurikulum matematika tradisional tidak menarik bagi siswa dan bahwa kelas tersebut menawarkan beberapa contoh berguna dari biologi aktual, menurut presentasi yang disiapkan oleh anggota universitas yang ditinjau oleh EdSurge. Cara mengajar yang lama tampaknya membuat siswa tidak memahami pentingnya matematika untuk bidang pilihan mereka.

Departemen mulai mengajarkan seri matematika barunya untuk ilmu kehidupan pada tahun 2013, dalam kursus percontohan dengan sekitar 20 siswa. Fakultas harus mengatasi rintangan bahkan untuk sampai ke sana, termasuk kurangnya buku teks resmi dan skeptisisme awal dari rekan-rekan di departemen matematika, kata Blaire Van Valkenburgh, yang pada saat itu adalah dekan departemen dan memimpin upaya reformasi.

Tapi pada akhirnya, hasilnya hampir seperti kepercayaan, menurut orang-orang di perguruan tinggi.

Terutama, siswa tampaknya menghargai upaya tersebut, dan LS 30 telah menunjukkan pertumbuhan yang stabil selama lima tahun terakhir, menurut angka yang dikutip dalam a belajar diterbitkan pada Februari 2022. Hari ini, Garfinkel memperkirakan bahwa itu diajarkan kepada sekitar 2,000 siswa per tahun di universitas negeri besar. Para siswa telah memilih dengan kaki mereka, tambah Van Valkenburgh.

Departemen matematika terkesan dengan reaksi siswa terhadap mata pelajaran baru, terutama jenis ulasan siswa yang cemerlang “yang tidak kami dapatkan dalam mata pelajaran matematika biasa,” kata Don Blasius, seorang profesor matematika di UCLA dengan pengetahuan tentang ilmu kehidupan perbaikan matematika.

Banyak dari siswa tersebut adalah orang-orang yang mungkin tidak terjebak dalam STEM, menurut penelitian tersebut. Angka-angka tersebut mengklaim bahwa, dengan menggunakan angka yang tersedia di publikasi, 72 persen siswa yang terdaftar di kelas tersebut adalah perempuan, dengan 31 persen dari latar belakang sosial ekonomi yang kurang beruntung dan 32 persen dari kelompok yang tidak terwakili dengan baik di STEM.

Penghalang untuk STEM?

Bagi Garfinkel, perubahan tersebut merupakan contoh sukses dalam mereformasi kurikulum matematika, salah satu yang mengangkat penghalang karir STEM dan pengajaran matematika yang membumi dalam contoh-contoh praktis.

Meskipun bidang sains, teknologi, teknik, dan matematika telah mengalami beberapa kemajuan dalam beberapa tahun terakhir, STEM tetap relatif tidak beragam. Angka dari Pew Research Center menunjukkan bahwa pekerja dan pelajar kulit hitam dan Hispanik sangat kurang terwakili dalam program pekerjaan dan pendidikan STEM. Dan sementara wanita adalah mayoritas pekerja dalam pekerjaan yang berhubungan dengan kesehatan, tahun lalu, mereka kurang hadir dalam ilmu fisika atau, katakanlah, teknik. Pada lintasan saat ini, para peneliti Pew berpendapat, tidak mungkin pencapaian gelar STEM akan mengubah ini.

Banyak pemimpin di lapangan ingin mengubah statistik ini. Upaya UCLA didukung, sebagian, oleh hibah dari National Science Foundation, menurut dokumen yang diberikan kepada EdSurge oleh anggota tim yang memelopori perombakan tersebut.

Setidaknya sebagian, keberhasilan program UCLA telah dikaitkan dengan fakta bahwa ia memotong prasyarat kalkulus departemen, yang dicirikan oleh para pendukung kursus LS 30 sebagai langkah-langkah “menyingkirkan”..

Kursus kalkulus tradisional, bagi orang-orang seperti Garfinkel, sudah ketinggalan zaman. Ini tentang menghafal rumus dan menggunakan teknik kertas dan pensil yang, dalam pandangannya, belum canggih di abad ini. Dan itu adalah faktor besar, katanya, yang mendorong kaum minoritas dan wanita keluar dari STEM, karena mereka mungkin kurang berpengalaman dalam matematika tradisional sebelum masuk perguruan tinggi.

Alih-alih, LS 30 berfokus pada pemodelan yang didasarkan pada contoh biologis—seperti memahami dinamika umpan balik populasi hiu-tuna. Ini tidak mengasumsikan latar belakang kalkulus dan membatasi pengajarannya pada pemrograman dan konsep matematika yang diperlukan untuk pemodelan praktis.

Pada akhirnya, kata Van Valkenburgh, program baru ini tampaknya telah menanamkan kepercayaan pada siswa tentang keterampilan kuantitatif mereka, serta memotivasi mereka untuk meningkatkan keterampilan tersebut dengan mendasarkan pelajaran pada masalah yang ingin mereka pecahkan. Singkatnya, ini juga membantu menjawab pertanyaan umum “kenapa repot-repot mempelajari ini?” pertanyaan.

Van Valkenburgh, yang baru saja pensiun, mencerminkan bahwa memajukan kursus adalah "mungkin hal [non-akademik] terpenting yang saya lakukan".

Mengubah Kalkulus

Sejumlah universitas lain telah menyatakan minatnya untuk mengikuti jejak UCLA, menurut Garfinkel. Dan University of Arizona, Tucson, sekolah umum lainnya, sekarang mengajarkan versi LS 30.

Namun pada akhirnya, perubahan dalam cara pengajaran matematika terbukti lambat.

Sekolah menengah pada umumnya tampak enggan untuk berubah, kata Garfinkel, karena persyaratan masuk perguruan tinggi. Sementara itu, perguruan tinggi menunjuk ke arah kalkulus AP yang diajarkan ke sekolah menengah untuk menjelaskan mengapa mereka tidak mengubah mata kuliah kalkulus mahasiswa baru.

“Jadi kami pikir kami harus mencapai kedua level secara bersamaan,” tambah Garfinkel.

Menjelang akhir itu, dia bekerja dengan Brendan Kelly, direktur pengantar matematika di Harvard, untuk menawarkan kursus serupa kepada siswa sekolah menengah tahun ini dalam program sekolah musim panas Harvard, seri selama beberapa minggu bagi siswa untuk mendapatkan eksposur ke pendidikan tinggi. . Tetapi tidak jelas berapa banyak dana yang akan mereka dapatkan untuk program tersebut, katanya.

Faktor lain? Tidak semua orang setuju dengan bagaimana matematika diajarkan. Ketidaksepakatan tentang hal ini muncul di depan umum sebagai dewan pendidikan California mengevaluasi kembali kerangka kerja matematika K-12 negara bagian.

Sementara memuji kursus LS 30 untuk melibatkan siswa dalam matematika, Mario Bonk, ketua departemen matematika di UCLA saat ini, menunjukkan bahwa dia memiliki "kekhawatiran serius" tentang mengekspor model ke perguruan tinggi di seluruh negeri karena konten kursus sangat luar biasa. khusus untuk biologi. Jika para siswa ini kemudian memutuskan bahwa jalur ilmu kehidupan bukan untuk mereka, mereka akan sangat kurang siap untuk hal lain, kata Bonk.

Pada akhirnya, bagi Bonk, ini bukanlah model yang harus diikuti oleh semua departemen. Tapi itu menggarisbawahi perlunya membawa instruksi matematika ke abad ke-21. Mengimpor contoh kehidupan nyata ke dalam kalkulus adalah ide yang bagus—yang dapat menginspirasi siswa untuk terlibat dengan matematika, kata Bonk. Membawa keterampilan pemrograman dasar ke dalam kursus juga merupakan ide bagus. Namun, dia menambahkan, untuk belajar memahami matematika—“bahasa universal alam semesta”—mengeluarkannya dari jurusan matematika tidaklah ideal. Singkatnya, menurutnya, kursus tersebut tampaknya luar biasa dalam mengajarkan pemodelan biologis, tetapi kurang bagus dalam mengajarkan prinsip abstrak matematika.

Yang lain mempermasalahkan pendekatan reformasi matematika yang lebih luas secara umum, menuduh bahwa itu tidak seketat itu. Misalnya, Barbara Oakley, profesor teknik yang blak-blakan di Universitas Oakland, berpendapat demikian Reformasi kurikulum matematika cenderung merugikan siswa. Menurut Oakley, reformasi ini cenderung mengurangi praktik kebiasaan—seperti mengebor tabel waktu—yang menurutnya menyangkal kefasihan siswa dalam angka.

Itu adalah imputasi yang tampaknya tidak mempengaruhi Garfinkel. "Saya benar-benar tidak setuju dengan gagasan bahwa apa yang dibutuhkan adalah apa yang mereka sebut 'ketat,'" kata Garfinkel, menekankan bahwa kursusnya sendiri tidak memiliki prasyarat kalkulus namun berhasil mengatasi masalah pemodelan biologis.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.edsurge.com/news/2023-01-17-ucla-life-sciences-revamped-how-it-teaches-math-is-it-an-example-others-should-follow