Som en ASU -doktorand, Rachel Yoho ville flytta gränserna för forskning om förnybar energi. Vad hon inte helt förutsåg är att det också skulle leda till att hon ifrågasätter hur klimatförändringar lärs ut i dagens universitet.

I Biodesign Center for Environmental Biotechnology, ledd av direktören och ASU Regents Professor (och nyligen vinnaren av Stockholm Water Prize) Bruce Rittmann, hon hittade ett välkommen hem för att få sin forskning att trivas.

Där, hon fokuserade på mikrober som gav fältet för förnybar energi ett bokstavligt ryck. För hennes avhandlingsarbete, ledd under ledning av mentor César Torres, hon publicerade flera banbrytande artiklar om framsteg i mikrobiella bränsleceller, som förvandlar avfall till elektricitet genom en bakteriell biofilm som har förmågan att växa och frodas på en elektrod.

"De andas metall, och ge oss elektroner för energi i processen, "sa Yoho.

Men medan hon fortsatte sin doktorsexamen, hon blev också intresserad av konsten att lära naturvetenskap och fick ett certifikat i vetenskaplig undervisning i högre utbildning.

Bland de mest polariserande frågorna i vetenskap och samhälle idag är ämnet global klimatförändring. Trots nästan universell vetenskaplig enighet om att den verkligen är verklig och orsakad av oss, den amerikanska allmänheten och politikerna fortsätter att vara skeptiska till vetenskapen.

Hon inspirerades av sina naturvetenskapliga utbildningskurser att ställa forskningsfrågor som speglade den tvärvetenskapliga karaktären hos hennes labbaserade forskning i Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology vid ASU:s Biodesign Institute. Så, när hon började undersöka ämnet klimatförändringar i inledande vetenskapskurser genom att hälla över inledande vetenskapliga läroböcker, Yoho blev förvånad över bristen på material som ägnas åt ämnen som global uppvärmning, klimatförändringar och applikationer för förnybar energi.

"I ett banbrytande forskningslabb, vi är vana vid att titta på saker i olika discipliner, "sa Yoho, som nu forskar och undervisar vid Miami University i Oxford, Ohio. "Inom utbildningsmiljön, Jag ville se hur olika discipliner närmar sig ämnen, och så, vi tittade på terminologin och innehållet i läroböcker, som troligen är de mest väletablerade och respekterade första eller andra stoppen för information om grundutbildning. "

De inledande läroböckerna valdes också eftersom de "representerar skärningspunkten mellan undervisning till icke-vetenskapsmän (popularisering av vetenskap) och utbildning för framtida forskare."

Nu, i ny forskning publicerad i tidskriften Environmental Communication, Yoho och medförfattare Rittmann undersökte mer än de 15, 000 kombinerade sidor från nuvarande upplagor av 16 av de ledande fysikerna, biologi och kemi läroböcker publicerade mellan 2013 och 2015.

De fann att mindre än 4 procent av sidorna ägnades åt att diskutera klimatförändringar, Global uppvärmning, relaterade miljöfrågor eller applikationer för förnybar energi.

Dessutom, forskargruppen fann:

• Medan de observerade en stor variation för enskilda böcker, biologibokböcker hade i genomsnitt det största antalet sidor som diskuterade effekterna av klimatförändringar, men fortfarande mindre än 2 procent, medan kemi läroböcker visade den största variationen, och fysikböcker har i genomsnitt mindre än 0,5 procent av de totala sidorna;
• Det största innehållet finns i den sista tredjedelen av boken för biologi och kemi, som stöder en allmän trend inom utbildning genom att "ansökningar" vanligtvis behandlas mot slutet av en studie, bygga på en fast grund för innehållskunskap;
• Bland de tre disciplinerna, den minsta tyngden lades på förnybar energiteknik i de biologiska läroböckerna. Karakteristiskt, alternativa bränslen och annan teknik relaterad till transportsektorn betonas starkt inom kemi och fysik;
• Kärnenergi, som behandlades separat, finns på mindre än 1 procent av läroboksidorna och är ogynnsamt representerade.

"De termer vi inkluderade var inte bara begränsade till en sökord, men involverade också att gå sida vid sida genom var och en av läroböckerna. Vi letade efter relaterade ämnen som alla applikationer och upptäckter relaterade till fossila bränslen, och förnybar energiteknik som vind och sol, "sa Yoho.

De noterade att klimatförändringar, Global uppvärmning, fossila bränslen, förnybar energi, och kärnkraft är inte ofta ett fokus för läroböckerna eller kursen för dessa discipliner. Vidare, dessa ämnen är kanske inte ens i fokus för en enda enhet i en av dessa kurser och kommer sannolikt inte att vara en primär faktor vid valet av kursbok.

Dock, dessa tvärgående ämnen inom samhällsvetenskaplig debatt representerar viktiga samhälleliga och miljömässiga sammanhang för att utveckla informerade och produktiva medborgare.

"Diskussionen inom dessa traditionella, uppdelade vetenskapsdiscipliner har konsekvenser för vetenskaplig utbildning på introduktionsnivå, allmänhetens uppfattning om vetenskap, och ett informerat medborgarskap, sa Rittmann.

Går framåt, de tror att det kanske är dags för inledande vetenskaper att vara mer tydliga om några av dessa angelägna ämnen som spänner över flera discipliner.

"Det är en svår balans i en introduktionskurs, "sa Yoho." Det finns så mycket information att ta upp på kort tid. Dock, våra elever står inför dessa problem inom och utanför klassrummen. Våra samhällen känner effekterna av våra energibeslut och klimat. "Vissa diskussioner kan gå långt för att förbereda eleverna." Ett nästa steg kan vara att fokusera på de termer och innehåll vi diskuterar, liksom den potentiella rollen för dessa ämnen i introduktionsutbildning, " tillade hon.

"Dock, ingen enda disciplin kan hantera detta ensam, "skrev Yoho i tidningen." Medan de traditionella disciplinära linjerna påverkar specifika diskussioner, de övergripande trenderna avslöjar en relativt liten andel sidor tilldelade ämnen som rör energiteknik, klimatförändring, och relaterade miljöfrågor inom disciplinerna. "

Genom att dokumentera att stora läroböcker ägnar relativt få sidor åt dessa angelägna samhällsfrågor, denna forskning ifrågasätter effektiviteten av den information som tillhandahålls studenterna i introduktionsmaterial.