Come studente laureato ASU, Rachel Yoho voleva spingere i confini della ricerca sulle energie rinnovabili. Quello che non si aspettava del tutto è che l'avrebbe anche portata a chiedersi come viene insegnato il cambiamento climatico nelle università di oggi.

Nel Centro di Biodesign per le Biotecnologie Ambientali, guidato dal direttore e professore dell'ASU Regents (e recente vincitore del Premio per l'acqua di Stoccolma) Bruce Rittmann, ha trovato una casa benvenuta per far prosperare la sua ricerca.

Là, si è concentrata sui microbi che stavano dando una scossa letterale al campo delle energie rinnovabili. Per il suo lavoro di tesi, guidato sotto la guida del mentore César Torres, ha pubblicato diversi articoli innovativi sui progressi nelle celle a combustibile microbiche, che trasformano i rifiuti in elettricità attraverso un biofilm batterico che ha la capacità di crescere e prosperare su un elettrodo.

"Respirano il metallo, e darci elettroni per l'energia nel processo, " disse Yoho.

Ma mentre perseguiva il suo dottorato di ricerca, si interessò anche all'arte dell'insegnamento delle scienze e conseguì un certificato in insegnamento scientifico nell'istruzione superiore.

Tra le questioni più polarizzanti incontrate oggi nella scienza e nella società c'è il tema del cambiamento climatico globale. Nonostante il consenso scientifico quasi universale che sia davvero reale e causato da noi, il pubblico e i politici americani continuano ad essere scettici nei confronti della scienza.

È stata ispirata dai suoi corsi di educazione scientifica per porre domande di ricerca che riflettessero la natura interdisciplinare della sua ricerca di laboratorio nel Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology presso il Biodesign Institute dell'ASU. Così, quando ha iniziato a esaminare il tema del cambiamento climatico nei corsi introduttivi di scienze riversando libri di testo introduttivi di scienze, Yoho è rimasto sorpreso dalla scarsità di materiali dedicati a temi come il riscaldamento globale, cambiamenti climatici e applicazioni delle energie rinnovabili.

"In un laboratorio di ricerca all'avanguardia, siamo abituati a guardare le cose attraverso le discipline, " ha detto Yoho, che ora svolge attività di ricerca e insegna alla Miami University di Oxford, Ohio. "Nel contesto educativo, Volevo vedere come le diverse discipline affrontano gli argomenti, e così, abbiamo esaminato la terminologia e il contenuto dei libri di testo, che sono probabilmente la prima o la seconda tappa più consolidata e rispettata per le informazioni nell'istruzione universitaria."

I libri di testo introduttivi sono stati scelti anche perché "rappresentano l'intersezione tra l'insegnamento ai non scienziati (divulgazione della scienza) e la formazione per i futuri scienziati".

Ora, in una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Environmental Communication, Yoho e il coautore Rittmann hanno esaminato più di 15, 000 pagine combinate da edizioni attuali di 16 dei principali fisici, libri di testo di biologia e chimica pubblicati tra il 2013 e il 2015.

Hanno scoperto che meno del 4% delle pagine era dedicato alla discussione del cambiamento climatico, il riscaldamento globale, problemi ambientali correlati o applicazioni di energia rinnovabile.

Inoltre, il gruppo di ricerca ha trovato:

• Mentre hanno osservato una grande variazione per i singoli libri, i libri di testo di biologia avevano in media il maggior numero di pagine che discutevano gli effetti del cambiamento climatico, ma ancora meno del 2%, mentre i libri di testo di chimica hanno mostrato la più grande variazione, e i libri di fisica hanno in media meno dello 0,5 percento delle pagine totali;
• Il contenuto più grande è nell'ultimo terzo del libro per la biologia e la chimica, che sostiene una tendenza generale dell'istruzione in quanto le "domande" sono solitamente rivolte verso la fine di un corso di studi, costruire su solide basi di conoscenza dei contenuti;
• Tra le tre discipline, la minima enfasi è stata posta sulle tecnologie delle energie rinnovabili nei libri di testo di biologia esaminati. Caratteristicamente, i combustibili alternativi e altre tecnologie legate al settore dei trasporti sono fortemente enfatizzati in chimica e fisica;
• Energia nucleare, che è stato affrontato separatamente, si trova su meno dell'1 percento delle pagine dei libri di testo ed è rappresentato in modo sfavorevole.

"I termini che abbiamo incluso non erano solo limitati a una ricerca per parole chiave, ma implicava anche sfogliare pagina per pagina ciascuno dei libri di testo. Abbiamo cercato argomenti correlati come eventuali applicazioni e scoperte relative ai combustibili fossili, e tecnologie per le energie rinnovabili come l'eolico e il solare, " disse Yoho.

Hanno notato che il cambiamento climatico, il riscaldamento globale, combustibili fossili, energia rinnovabile, e l'energia nucleare spesso non sono al centro dei libri di testo o dei corsi per queste discipline. Per di più, questi argomenti potrebbero anche non essere al centro di una singola unità in uno di questi corsi ed è improbabile che siano un fattore primario nella selezione del libro di testo del corso.

Però, questi temi trasversali del dibattito socio-scientifico rappresentano importanti contesti sociali e ambientali per lo sviluppo di cittadini informati e produttivi.

"La discussione all'interno di questi tradizionali, discipline scientifiche compartimentate ha implicazioni sull'educazione scientifica a livello introduttivo, la percezione pubblica della scienza, e una cittadinanza informata, ", ha detto Ritmann.

Andando avanti, pensano che forse sia ora che le scienze introduttive siano più esplicite su alcuni di questi argomenti urgenti che abbracciano più discipline.

"È un equilibrio difficile in un corso introduttivo, " ha detto Yoho. "Ci sono così tante informazioni da coprire in breve tempo. Però, i nostri studenti affrontano questi problemi dentro e fuori le aule. Le nostre comunità sentono l'impatto delle nostre decisioni energetiche e climatiche". Alcune discussioni possono fare molto per preparare gli studenti. "Un prossimo passo potrebbe essere quello di concentrarsi sui termini e sui contenuti di cui discutiamo, così come il ruolo potenziale di questi argomenti nell'istruzione introduttiva, " lei ha aggiunto.

"Però, nessuna disciplina può affrontarlo da sola, " ha scritto Yoho nel giornale. "Mentre le linee disciplinari tradizionali influenzano discussioni specifiche, le tendenze complessive rivelano una percentuale relativamente piccola di pagine dedicate ai temi relativi alle tecnologie energetiche, cambiamento climatico, e le relative questioni ambientali in tutte le discipline."

Documentando che i grandi libri di testo dedicano relativamente poche pagine a queste pressanti questioni sociali, questa ricerca mette in discussione l'efficacia delle informazioni fornite agli studenti nei materiali introduttivi.