Edgerton Center di MIT telah menghadirkan kurikulum biologi molekuler langsung ke setiap kelas biologi di Worcester Public Schools, distrik sekolah terbesar kedua di Massachusetts. Distrik tersebut telah memperoleh 55 set model DNA, RNA, protein, dan tRNA untuk kelas serta melatih setiap guru biologi untuk menggunakannya, sehingga memperluas pendekatan yang dimulai dari protein sebelum beralih ke DNA. Perubahan ini penting karena dirancang untuk membawa pengajaran biologi molekuler melampaui hafalan urutan dan menuju pemahaman konseptual.
Fakta utama
- Worcester Public Schools memperoleh 55 set bahan pemodelan biologi molekuler yang dikembangkan MIT untuk kelas.
- Penerapan ini mencakup buku panduan pembelajaran dan pengembangan profesional tingkat distrik bagi guru biologi.
- Siswa mulai dengan menyusun protein, kemudian meninjau kembali jalur dari DNA ke RNA ke protein.
- Materi tersebut dikembangkan selama sekitar 25 tahun oleh Kathy Vandiver dan rekan-rekannya di MIT.
Arti program ini bagi siswa dan guru biologi
Bagi siswa di Worcester, pelajaran biologi molekuler dapat dimulai dengan membangun struktur protein secara berpasangan, alih-alih diawali dengan urutan genetik yang abstrak. Mereka kemudian dapat menggunakan gen yang mengode struktur tersebut untuk mengeksplorasi keterkaitan DNA, RNA, dan sintesis protein. Bagi guru, pelatihan tingkat distrik dan perangkat untuk kelas berarti materi ini dapat digunakan di seluruh sistem, bukan terbatas pada pendidik yang telah dilatih secara individual.
Pendekatan ini dimaksudkan untuk membantu pelajar melihat hasil akhir yang dihasilkan DNA serta memahami mengapa struktur dan fungsi protein penting. Modelnya bersifat modular dan dapat disentuh: siswa dapat membangun dan melipat protein, mengeksplorasi interaksi hidrofobik dan hidrofilik, memodelkan tingkat-tingkat struktur protein, serta menyimulasikan sintesis DNA.
Mengapa mengajarkan protein sebelum DNA?
Urutan yang menempatkan protein lebih dulu memberi siswa gambaran hasil akhir sebelum mereka menelusuri jalur menuju hasil tersebut. Siswa terlebih dahulu menyusun dan memeriksa protein, lalu kembali ke jalur DNA-ke-RNA-ke-protein yang sudah dikenal dengan menggunakan gen yang mengode protein yang telah mereka bangun. Premis kurikulum ini adalah bahwa urutan tersebut membuat urutan asam amino, fungsi protein, dan ekspresi gen menjadi lebih konkret.
Kathy Vandiver, pemimpin proyek ilmu hayati di Edgerton Center dan direktur pendidikan serta keterlibatan penjangkauan masyarakat di Departemen Teknik Biologi MIT, mengembangkan pendekatan ini selama kira-kira 25 tahun. Ia berpendapat bahwa siswa sering menjumpai dogma sentral biologi sebagai urutan yang harus diingat tanpa terlebih dahulu memiliki gambaran yang jelas tentang protein atau pentingnya protein.
Protein berperan penting dalam banyak fungsi biologis: membangun jaringan, mengangkut oksigen, melawan infeksi, dan menjalankan sebagian besar kerja tubuh. Namun, pengajaran di kelas sering memperkenalkannya setelah DNA dan RNA. Materi MIT menempatkan model protein pada awal pelajaran, dengan komponen yang dapat dibongkar dan dirakit kembali oleh siswa.
Bagaimana Worcester memperluas program biology education langsung
Hubungan Worcester dengan Edgerton Center dimulai ketika David Mangus menemukan perangkat biologi molekuler tersebut dalam lokakarya konferensi Massachusetts Association of Science Teachers. Setelah menjadi spesialis kurikulum sains di Worcester Public Schools, ia melihat peluang untuk menerapkan materi itu di seluruh distrik.
Hibah dari Massachusetts Life Sciences Center mendanai 55 set untuk kelas, buku panduan pembelajaran pendamping, dan program pengembangan profesional. Setiap guru biologi mengikuti lokakarya pelatihan. Persiapan kolektif ini mengatasi hambatan yang ditemui dalam upaya penjangkauan sebelumnya, ketika pelatihan guru satu per satu membatasi jangkauan kurikulum.
Penerapan di Worcester karena itu menggabungkan peralatan dengan pembelajaran profesional. Alih-alih mengandalkan sejumlah kecil guru untuk mengadopsi materi secara mandiri, distrik menyiapkan kelompok pendidik untuk menggunakan pendekatan tersebut di kelas dari tahun ke tahun.
Dari laboratorium pembelajaran MIT Museum ke kelas-kelas distrik
Kurikulum ini disempurnakan antara lain melalui “Learning Lab: The Cell” di MIT Museum pada 2005, sebuah ruang galeri dan kelas yang didukung Arthur Vining Davis Foundation. Vandiver bekerja bersama staf museum untuk mengembangkan ruang dan lokakarya tersebut, sementara Amanda Gruhl Mayer berkontribusi pada lokakarya, desain grafis untuk materi tambahan, dan kemudian riset untuk pelajaran yang lebih lanjut.
Selama beberapa tahun, Vandiver dan Gruhl Mayer mengajar lebih dari 1.000 siswa di laboratorium pembelajaran tersebut, termasuk kelompok siswa sekolah menengah pertama, sekolah menengah atas, dan biologi AP. Pengalaman mereka dengan berbagai peserta membentuk format ketika siswa bekerja berpasangan menggunakan set perakitan molekuler dan memakai demonstrasi partisipatif untuk memeragakan proses seluler yang kompleks sebelum membahas istilah ilmiah di baliknya.
Edgerton Center juga membawa materi tersebut kepada audiens nasional. Pusat ini berencana menampilkan perangkat biologi molekulernya pada Konferensi National Association of Biology Teachers di Dallas pada Oktober.
Pertanyaan yang sering diajukan
Materi apa yang akan diterima kelas biologi di Worcester?
Worcester Public Schools telah membeli 55 set pemodelan DNA, RNA, protein, dan tRNA yang dikembangkan MIT untuk kelas. Penerapan ini juga mencakup buku panduan pembelajaran dan program pengembangan profesional tingkat distrik bagi guru biologi.
Bagaimana kurikulum yang mendahulukan protein bekerja?
Siswa mulai dengan membangun dan memahami struktur protein secara berpasangan. Mereka kemudian meninjau kembali jalur DNA-ke-RNA-ke-protein menggunakan gen yang mengode struktur protein yang mereka bangun, sehingga menghubungkan informasi gen dengan urutan asam amino dan fungsi protein.
