Pengajaran Berbantuan Komputer

Fisika selain sebagai kumpulan pengetahuan tentang gejala dan perangai alam, dapat dipandang sebagai suatu disiplin kerja yang dapat menghasilkan sejumlah kemahiran generik untuk bekal bekerja di berbagai bidang yang lebih luas. Terdapat sejumlah kemahiran generik yang dapat ditumbuhkan lewat pengajaran fisika, yaitu diantaranya : keterampilan pengamatan ( langsung maupun tak langsung ), kesadaran tentang skala besaran (sense of scale), keterampilan menggunakan “ bahasa “ simbolik  termasuk di dalamnya kemampuan melakukan pemodelan matematik dan memberikan makna fisis pada bahasa simbolik tersebut, memahami logika taat-azas dari hukum alam, keterampilan melakukan inferensi logika, memahami hukum sebab akibat, dan keterampilan membangun konsep ( Dikti, 1999 ).

Ketika seorang mahasiswa belajar fisika, tentunya tidak hanya mendapat hasil berupa materi fisika tertentu (mekanika, gelombang, thermodinamika dan sebagainya ), tetapi juga diharapkan sejumlah tertentu kemahiran generik dapat dikuasai oleh mereka yang dapat memperkaya “wawasan” materi fisika yang telah diperolehnya. Pada kenyataanya, dari berbagai perkuliahan fisika di jurusan fisika IKIP PGRI Semarang masih sering ditemui banyak mahasiswa mengalami kesulitan pada suatu perkuliahan tertentu, terutama karena masih   “dangkalnya” wawasan materi fisika ( yang diperoleh dari perkuliahan sebelumnya ) dan kemahiran generik mahasiswa yang sangat kurang. Kesulitan belajar tersebut timbul karena kebanyakan mahasiswa masih memiliki pola pikir fisika sebagai “pelajaran hafalan”. Mereka sangat kurang melakukan penggalian (eksplorasi) terhadap materi fisika yang telah diperoleh selama kuliah. Hal ini kalau dirunut banyak disebabkan kekurangmampuan mereka untuk dapat menghubungkan antara materi kuliah fisika yang satu dengan yang lain (keterampilan melakukan inferensi logika dan memahami hukum sebab akibat yang kurang). Di samping itu mereka juga sangat kurang memiliki keterampilan penggunaan ‘bahasa‘ simbolik dan memberikan pemaknaan fisis, serta keterampilan pengamatan ( pengamatan tak langsung ) untuk dapat membayangkan tentang gejala fisis yang sebenarnya meskipun dengan ketiadaan peralatan yang ada.

Upaya melatihkan kemahiran generik mahasiswa ini dapat dilakukan melalui berbagai pendekatan dan ‘alat‘.  Beberapa alat yang dapat dipakai untuk melatihkan kemahiran generik ini diantaranya memakai program (komputer) spreadsheet dan memanfaatkan situs web internet.

Di samping itu pada saat ini banyak sekali situs web internet yang menampilkan pengajaran fisika melalui simulasi dan animasi yang sangat baik. Kedua alat ini kalau didayagunakan dengan baik dapat digunakan untuk melatihkan kemahiran generik pada mahasiswa. Upaya pendayagunaan dapat dilakukan melalui pengajaran (perkuliahan) fisika yang menggunakan pendekatan tugas terstruktur yang memanfaatkan kedua alat tersebut. Tugas terstruktur ini berupa bentuk-bentuk analisis persoalan (gejala) fisika yang dapat diberikan pada mahasiswa dengan memanfaatkan program komputer.

Pengajaran Berbantuan Komputer merupakan salah satu metode pengajaran yang memungkinkan interaksi secara langsung antara subyek belajar dan komputer. Salah satu tujuan utama pemanfaatan komputer dalam pengajaran fisika adalah memberikan kesempatan pada siswa mengenal konsep dan metode fisika yang mencirikan penelitian ilmiah yang sedang berkembang saat ini. Komputer digunakan sebagai perangkat untuk menyelesaikan masalah yang sulit untuk diselesaikan dengan cara manual. Dengan menggunakan komputer dapat dilakukan simulasi dan visualisasi beragam situasi, pengumpulan data, mengevaluasi dan memberikan umpan balik secara cepat. Terdapat dua hal utama yang dapat dilakukan komputer dalam pengajaran fisika, komputer dapat dimanfaatkan untuk melaksanakan percobaan berdasarkan suatu model matematika dan melakukan otomasi percobaan.

Keterampilan mahasiswa dalam menggunakan bahasa “simbolik”, berupa kemampuan melakukan pemodelan matematik dan memberikan makna fisis pada bahasa “simbolik” akan dicoba dikembangkan dalam perkuliahan Fisika. Keterampilan ini merupakan salah satu dari beragam jenis kemampuan generik yang seharusnya ditumbuhkan dalam perkuliahan fisika. Karena dengan bekal kemampuan generik yang baik mahasiswa dapat meningkatkan wawasan materi fisika, di samping itu pula dapat menjadi bekal bekerja di berbagai bidang yang lebih luas.

Keterampilan mahasiswa dalam menggunakan bahasa “simbolik” dalam perkuliahan Fisika perlu diteliti melalui misalnya pendekatan tugas terstruktur berbantuan komputer atau dengan pendekatan yang lain.

Pembelajaran berbantuan komputer (PBK) berkaitan dengan segala situasi pembelajaran dimana kegiatan dan bahan pelajaran disampaikan melalui komputer. Menurut Hannafin dan Peck kegiatan dalam PBK dapat digolongkan dalam 4 kategori utama yaitu : 1. latihan, 2. tutorial, 3. permainan, 4. simulasi atau permodelan (Sugilar, 1996 : 3 )

Dalam kegiatan latihan, komputer memberikan soal-soal mengenai suatu topik untuk dipecahkan oleh mahasiswa dan komputer memberikan umpan balik berdasarkan respon mahasiswa tersebut. Kegiatan tutorial dimaksudkan untuk mengajarkan informasi baru mengenai suatu topik pelajaran. Permainan dapat berfungsi sebagai penyaji bahan pelajaran baru atau juga sebagai penguat terhadap pelajaran yang telah diperoleh siswa melalui kegiatan lain. Dalam simulasi atau permodelan, komputer menyediakan simulasi atau model suatu konsep atau kejadian untuk diberi masukan oleh mahasiswa dan komputer akan memberi respon terhadap masukan tersebut sebagaimana sistem yang sesungguhnya akan bertindak.

Menurut Eisenberg dalam Sugilar ( 1996 : 4 ) mengajukan karakteristik PBK sebagai :

1. Mahasiswa dimungkinkan untuk belajar kapan saja.
2. Mahasiswa tidak dapat melanjutkan belajar tanpa permasalahan yang menyeluruh pada materi yang dipelajari.
3. Terdapat respon yang segera terhadap setiap pertanyaan yang diberikan mahasiswa.
4. Jika mahasiswa menjawab salah dan memalukan maka tidak ada orang lain yang tahu.
5. Memungkinkan setiap mahasiswa berperan serta dalam proses belajar, dan tidak ada kemungkinan pelajaran didominasi oleh segelintir orang.

Manfaat PBK dalam pembelajaran ialah :

1.      Meningkatkan interaksi mahasiswa dalam pembelajaran melalui pengelolaan tanggapan mahasiswa dan umpan balik berdasarkan tanggapan tersebut.

2.      Individualisasi belajar yang memperhatikan kemampuan awal dan kecepatan belajar mahasiswa.

3.      Efektifitas biaya karena dapat direproduksi dan disebarkan dengan biaya rendah.

4.      Meningkatkan  motivasi  belajar  karena  mahasiswa  dapat mengendalikan pembelajaran dan mendapat umpan balik yang segera.

5.      Kemudahan untuk mencatat kemajuan mahasiswa dalam menguasai materi yang diberikan.

6.      Terjaminnya keutuhan pelajaran karena hanya topik yang perlu saja yang dituangkan dalam program komputer, sedangkan topik yang tidak relevan secara sengaja tidak disajikan - suatu hal yang agak sulit dilakukan dalam metode kuliah biasa.

Menurut Hanafin dan Peck dalam Sugilar ( 1996 :4 ), kendala penerapan PBK diantaranya ialah:

a.      Sangat bergantung pada kemampuan membaca dan keterampilan visual mahasiswa .

b.      Membutuhkan tambahan keterampilan pengembangan di luar keterampilan yang dibutuhkan untuk pengembangan pembelajaran yang lama.

c.      Memerlukan waktu pengembangan yang lama.

d.     Kemungkinan mahasiswa untuk belajar tak sengaja (insidental learning) menjadi terbatas.

e.      Hanya bertindak berdasarkan masukan yang telah terprogram sebelumnya. tidak dapat bertindak secara spontan.

Kendala - kendala tersebut dapat diminimalkan dengan :

1. Menggabungkan PBK dengan peralatan lain seperti videodisk dan audiodisk sehingga tidak terlalu bergantung pada tampilan layar komputer.
2. Memilih paket PBK yang sudah dikembangkan pihak lain untuk menghindari lamanya waktu dan keterampilan mengembangkan PBK sendiri,  dengan  memperhatikan tujuan pembelajaran dan karakteristik pembelajaran mahasiswa.
3. Menempatkan PBK sebagai tambahan kegiatan belajar yang melibatkan tutor dan bahan yang tercetak (Sugilar,1996:3-5).

  

DAFTAR PUSTAKA

Dikti. (1999), Pekerti MIPA, Jakarta: Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi: Depdiknas

 Sugilar. (1996). ), Hubungan Literasi Komputer Dengan Sikap Terhadap Pembelajaran Fisika Berbantuan Komputer  http://www.bpkpenabur.or.id/jelajah/02/sosial.htm

Read More

IRONI MBAH MARIDJAN

Tentu saja kita wajib prihatin dengan kondisi bangsa Indonesia yang saat ini terkena banyak bencana. Apakah kita perlu bertanya kepada Tuhan? Seperti lagunya Ebit G. Ade. Apakah kita perlu menyalahkan pemerintah yang lamban menangani bencana ini? Atau apakah kita menyalahkan diri kita sendiri karena kita tidak tanggap terhadap peringatan Tuhan?

Bencana alam seperti gempa bumi dan stunami, gunung meletus, banjir, kebakaran hutan dan lain-lain, sudah biasa dalam kehidupan kita. Dalam pelajaran IPA atau pelajaran umum lainnya sejak SD sudah dikenalkan kepada setiap siswa di Indonesia. Namun ada ironi dalam berkehidupan kita, manakala ada peringatan akan datangnya bencana tersebut kebanyakan dari kita tidak secara langsung percaya, bahkan menolaknya, seperti apa yang dilakukan oleh mbah Maridjan. Setelah terjadi bencana setelah diingatkan, ramai-ramai kita saling menyalahkan, bahkan bisa jadi yang mengingatkanpun ikut disalahkan, seperti yang terjadi terhadap BMKG. 

Lalu apa yang perlu kita lakukan untuk masa yang akan datang. Mari kita gunakan pengalaman bencana ini menjadi pelajaran bagi kita semua. Dalam ilmu pengetahuan, sudah ada prosedur dalam penyampaian peringatan bencana. Sudah ada tanda-tanda sebelum terjadinya bencana, atau sudah diketahui daerah-daerah yang rawan bencana, dan sudah banyak teori-teori dalam segala hal yang terkait dengan mengadakan sesuatu yang berhubungan dengan daerah bencana, misalnya membangun bangunan di sekitar bencana ADA ATURANNYA. Nah, yang belum kita ajarkan dalam pendidikan kita adalah KEPATUHAN terhadap teori-teori ilmu pengetahuan tersebut. Banyak kejadian yang kadang-kadang tidak sesuai dengan hasil prediksi, memang ilmu pengetahuan tidak semuanya akurat, tetapi MENCEGAH lebih baik daripada MENGOBATI. Ilmu pengetahuan bukan TUHAN. 

Banyak media dan masyarakat yang menghormati keputusan mbah Maridjan yang teguh mempertahankan prinsip yang dianut, tetapi anehnya justru dianggap seperti PAHLAWAN. Padahal secara ilmu pengetahuan apa yang dilakukannya bertentangan dengan akal sehat. Ketua DPR Marzuki Alie sebenarnya tidak salah waktu menyalahkan warga sekitar pulau untuk waspada terhadap bencana, hanya kurang etis saja disampaikan sekarang. Banyak hal yang kita lihat tidak sesuai dengan apa yang kita dapatkan saat sekolah. Ilmu pengetahuan alam kadang-kadang tidak semuanya diterima dengan iklas oleh masyarakat. Peringatan-peringatan bencana alam juga tidak semuanya diterima baik oleh masyarakat. JANGAN MENYERAH lembaga-lembaga yang berwenang memberi peringatan terhadap akan terjadinya bahaya. Masih banyak warga yang menghargai jasamu.

Read More

Nobel Fisika 2010

Nobel Fisika 2010 sudah diumumkan dan yang mendapatkan kehormatan untuk mendapatkan hadiah tersebut adalah Prof. Andre Geim dan Prof. Konstantin Novoselov, keduanya dari University of Manchester, atas penemuan "graphene". Dan harus dicatat juga bahwa Konstantin Novoselov sebelumnya pun bekerja pada group Prof. Geim semenjak menjadi mahasiswa PhD, disaat awal riset graphene dimulai.

Nobel Fisika tahun ini cukup spesial. Graphene sendiri adalah susunan 2D hexagonal lattice atom-atom carbon (berikatan kovalen dengan hibridisasi sp2). Merupakan material tertipis dan juga sangat kuat (karena ikatan kovalennya). Selain itu, keunikan graphene adalah pada sifat elektroniknya dimana terdapat Dirac point pada dispersi energi elektronnya. Pada Dirac point tersebut, massa efektif elektronnya adalah nol, disebut sebagai massless fermion. Sebagai konsekuensi teoretisnya, elektron dapat bergerak pada graphene dengan mobilitas yang sangat tinggi, tertinggi dibandingkan material lainnya. Material ini pun transparan secara optis di cahaya tampak.

Keunikan lainnya dari riset graphene itu sendiri adalah cepatnya perkembangan field itu sendiri. Geim dan Novoselov baru berhasil mengisolasi single layer graphene di sekitar tahun 2004. Tetapi sekarang, riset graphene sudah sampai pada tahapan device dan sudah ada perusahaan yang mulai akan menggunakannya di produk komersialnya, sebagai elemen dari touch screen. Sebuah pemicu aktivitas riset yang sangat cepat jika dilihat time-scale nya (kurang dari 6 tahun). Untuk impact di bidang fisika lainnya, graphene menjadi "test bed" teori-teori Fisika partikel yang awalnya diperkirakan hanya bisa dites di instrumen-instrumen mahal dan besar, atau bahkan hanya bisa berakhir di "laci". Untuk di bidang condensed matter physics sendiri, graphene menjadi ladang untuk eksplorasi "new physics" dan juga kandidat material yang sangat menjanjikan untuk berbagai macam aplikasi elektronik (pengganti silikon), bahkan untuk pengembangan energi terbarukan (solar cell dan hydrogen energy).

Akan tetapi, yang terunik dari penemuan single layer graphene itu sendiri adalah bagaimana "breakthrough" itu dicapai, dengan "metode" apa, dan bagaimana "sosok" orang di belakangnya. Sekilas melihat profile graphene di atas, nampak penemuan material itu sangat kompleks. Padahal, alat yang mereka pakai hanyalah alat sehari-hari di sekitar kita, yaitu cellotape (selotip). Dan bahan baku yang dipakai adalah graphite (seperti isi pensil yang biasa kita pakai). Cara membuatnya hanyalah dengan mengupas (cleavage) graphite dengan menggunakan cellotape, dan didapatkan graphene. Bergantung dari merk cellotape apa (semuanya komersial dan murah), bisa didapatkan baik single layer graphene maupun several layer graphene film. Hanya itu...... breakthrough-nya. Setelah itu, terserah peneliti berikutnya, bisa untuk membuat device, mau diteliti sebagaimanapun. Dan metode cellotape ini, sederhana tapi baru dan inovatif, diturunkan oleh ilmuwan lain untuk melakukan hal yang sama pada material dua dimensi lainnya, yang melahirkan cabang baru dari riset ini.

Jadi, sebuah inovasi sederhana, by accident, tetapi bisa merubah dunia. Sosok Andre Geim sendiri dikenal kreatif, karena dia sebelumnya pernah mendapatkan Ig Nobel untuk penelitian paling ridiculous, yaitu menerbangkan kodok dengan menggunakan superconductor.

Lalu, bagaimana dengan Indonesia? Sejauh ini, belum terlihat ada yang mengikuti trend penelitian graphene, sekecil apapun itu (CMIIW). Padahal proses pembuatannya sangat-sangatlah sederhana. Dan bahan bakunya pun ada di sekitar kita. Bahkan dari limbah pengolahan besi sekalipun. Kalau tidak ada yang mencoba masuk, Indonesia akan kembali tertinggal salahsatu gerbong sains dan teknologi. Bisa jadi di masa depan, kita hanya mengekspor limbah tersebut dengan harga murah, dan harus membayar mahal semua produk graphene-based technology.

Saya sendiri merasa beruntung bisa melihat langsung bagaimana graphene itu dibuat dengan cara yang sama, dan mencoba sekali dua kali membuat, walaupun itu bukan topik riset saya, melainkan topik riset salahsatu peneliti postdoctoral di lab dimana saya bergabung. Merupakan sebuah kenikmatan sendiri bisa merasakan langsung "thrill" dan "excitement" bagaimana hasil-hasil riset seputar graphene dan 2D material terbit dan dihasilkan.

Nobel Fisika tahun ini memang spesial, walaupun di bidang condensed matter physics, orang sudah memperkirakan sejak tiga tahun lalu. Simplicity for solving complexity. Sebuah hikmah dan pelajaran yang seharusnya bisa diambil oleh bangsa Indonesia, terutama peneliti-peneliti Indonesia (termasuk saya yang masih anak bawang).

Sumber:

HFI

Zulkarnaen Bisri

PhD researcher (IGPAS fellow)
Department of Physics, Graduate School of Science
Tohoku University, Sendai, JAPAN
also at (primary contact address):
Takenobu-lab, Graduate School of Advanced Science and Engineering,
Waseda University
3-4-1, Okubo, Shinjuku-ku, Tokyo 169-8555, JAPAN
Tel.: +81-3-5286-2981
URL: http://www-lab.imr.tohoku.ac.jp/~satria/index.html

Read More

Muatan Budi Pekerti pada Pembelajaran Sains

A.    Pendahuluan

Pada setiap kurikulum selalu menekankan agar siswa dapat memahami bahkan menerapkan pengetahuan yang dipelajari sehingga dapat menghargai Sang Pencipta. Akan tetapi, dari hasil evaluasi yang dilakukan selama ini banyak pihak yang belum merasa puas dengan hasil belajar siswa. Dicurigai bahwa padatnya beban kurikulum yang ditawarkan merupakan penyebab kegagalan belajar tersebut. Bahkan di antara para pendidik ada yang menyatakan secara ekstrim bahwa kurikulum itu ibarat “pil koplo” yang menyebabkan siswa menjadi semakin bodoh (Binadja,2000:1).

Sebagai usaha menjawab harapan masyarakat tersebut, Kurikulum sekolah didesain oleh sekolah masing-masing dengan harapan dapat menyesuaikan dengan kondisi dan situasi sekolah yang berbeda-beda. Kurikulum tersebut berorientasikan pada kompetensi dasar sebagai acuannya. Namun dengan hal tersebut dirasakan belum cukup, perlu pendidikan budi pekerti yang dapat mencirikan karakter bangsa sesuai dengan warisan budaya kita. Akhir-akhir ini dapat kita lihat bentuk-bentuk kejahatan seperti mencuri, membunuh, memperkosa, korupsi, dan tindakan kekerasan mudah ditemui dalam masyarakat modern seperti ini. Pelaku kejahatan ini terkadang melibatkan anak / orang berpendidikan sebagai output pendidikan di sekolah. Di samping itu ada jenis kejahatan yang sering ‘dipelihara’ secara tidak sengaja di sekolah. Misalnya, perilaku siswa / kelompok siswa yang kadangkala sengaja memanipulasi data hasil pengamatan demi suatu kesimpulan percobaan supaya sesuai dengan teori yang berlaku. Juga, kebiasaan siswa memperoleh nilai bagus dengan nyontek atau melalui perolehan nilai bersama kelompok tanpa harus bekerja. 

Bertolak dari masalah di atas maka perlu diupayakan memasukkan muatan budi pekerti pada setiap mata pelajaran. Mata pelajaran IPA misalnya, banyak berorientasi pada penumbuhan sikap ilmiah (scientific attitude) selain perluasan wawasan ilmiah (IA) dan pengembangan ketrampilan proses. Gagasan ‘belajar IPA yang tidak sekedar belajar sederetan fakta IPA’ sudah lama dicanangkan dan secara eksplisit sejak kurikulum 1975 diberlakukan. Ini berimplikasi pada strategi pengajaran IPA dengan bergesernya orientasi ”telling science” ke orientasi “doing science”. Salah satu alasan perubahan orientasi ini adalah kehendak kuat agar ‘outcome lulusan’ memiliki kinerja sinergis hasil interpenetrasi (proses kait-mengkait) ketiga ranah kemampuan: ’kognitif-psikomotor-attitude’ (Karhami,2002:3)

 

B.     Hakekat Pendidikan Sains

     Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) atau sains dalam arti sempit diartikan sebagai disiplin ilmu terdiri atas physical sciences dan life sciences. Termasuk physical sciences adalah ilmu-ilmu astronomi, kimia, geologi, mineralogi, meteorologi , dan fisika; sedangkan life sciences meliputi biologi, zoologi dan fisiologi (Sumaji, 1998:31). Analisis James Connant (Sarkim, 1998:129) menunjukkan bahwa sains mencakup dua aspek, yaitu body of knowledge yang sering pula disebut aspek produk dan aspek metode yang dikenal juga dengan istilah proses. Termasuk dalam aspek produk diantaranya adalah prinsip-prinsip, hukum-hukum dan teori-teori.

     Hardy dan Fleer (Rohandi, 1998:114) mengemukakan bahwa ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam membahas hakekat sains, sehingga memungkinkan para guru dapat memahami pengertian sains dalam perspektif yang lebih luas.

1. Sains sebagai kumpulan pengetahuan

Sains sebagai kumpulan pengetahuan mengacu pada kumpulan berbagai konsep sains yang sangat luas. Sains dipertimbangkan sebagai akumulasi berbagai pengetahuan yang telah ditemukan sejak zaman dahulu sampai penemuan pengetahuan yang baru. Pengetahuan tersebut berupa fakta, konsep, teori dan generalisasi yang menjelaskan tentang alam.

2. Sains sebagai suatu proses penelusuran (investigation)

Sains sebagai suatu proses penelusuran umumnya merupakan suatu pandangan yang menghubungkan gambaran sains yang berhubungan erat dengan kegiatan laboratorium beserta perangkatnya. Sains dipandang sebagai sesuatu yang memiliki disiplin yang ketat, objektif, dan suatu proses yang bebas nilai dari kegiatan pengamatan, inferensi, hipotesis, dan percobaan dalam alam. Penting untuk dipahami bahwa ilmuwan memberikan berbagai gagasan yang melibatkan proses ‘metode ilmiah’ dalam melakukan kegiatannya.

3. Sains sebagai kumpulan nilai

Sains sebagai kumpulan nilai berhubungan erat dengan penekanan sains sebagai proses. Bagaimanapun juga, pandangan ini menekankan pada aspek nilai ilmiah yang melekat dalam sains. Ini termasuk di dalamnya nilai kejujuran, rasa ingin tahu, keterbukaan akan berbagai fenomena yang baru sekalipun.

4. Sains sebagai suatu cara untuk mengenal dunia

Proses sains dipengaruhi oleh cara dimana orang memahami kehidupan dan dunia di sekitarnya. Sains dipertimbangkan sebagai suatu cara di mana manusia mengerti dan memberim makna pada dunia sekeliling mereka. Diyakini bahwa sains merupakan hal sangat penting dan dipandang sebagai salah satu cara untuk mengetahui dunia beserta isinya. Namun demikian, disadari pula bahwa sains memiliki keterbatasan sebagai suatu kumpulan pengetahuan dan strategi untuk menelusuri serta memahami dunia secara komprehensif.

5. Sains sebagai institusi sosial

Ini berarti bahwa sains seharusnya dipandang dalam pengertian sebagai kumpulan para profesional, dimana melalui sains para ilmuwan dilatih dan diberi penghargaan akan hasil karya yang telah dihasilkan, didanai, dan diatur dalam masyarakat, dikaitkan dengan unsur pemerintah, bahkan dipengaruhi oleh politik.

6. Sains sebagai hasil konstruksi manusia

Pandangan ini menunjuk pada pengertian bahwa sains sebenarnya merupakan penemuan dari suatu kebenaran ilmiah mengenai hakekat semesta alam. Pengetahuan ilmiah ini tidak lain merupakan akumulasi pemikiran manusia. Oleh karenanya, dapat saja apa yang dihasilkan sains memiliki sifat bias dan sementara.

7. Sains sebagai bagian dari kehidupan sehari-hari

Orang menyadari bahwa apa yang dipakai dan digunakan untuk pemenuhan kebutuhan hidup sangat dipengaruhi oleh sains. Bukan saja pemakaian berbagai jenis produk teknologi sebagai hasil penelusuran dan pengetahuan, melainkan pula cara bagaimana orang berfikir mengenai situasi sehari-hari sangat kuat dipengaruhi oleh pendekatan ilmiah.

 

C.     Sikap Ilmiah Sebagai Unsur Budi Pekerti

Berkaitan dengan masalah hakekat sains sebagai kumpulan nilai, maka sikap keilmuan perlu dikembangkan dalam pengajaran sains. Sikap keilmuan yang dimaksud adalah berbagai keyakinan, opini dan nilai-nilai yang harus dipertahankan oleh seorang ilmuwan khususnya metika mencari atau mengembangkan pengetahuan baru, diantaranya tanggungjawab, rasa ingin tahu, disiplin, tekun jujur, dan terbuka terhadap pendapat orang lain.

Sikap atau ‘attitude’ merupakan kecenderungan untuk bertindak (tendency to behave). Menurut R.T. White (1988), wilayah ‘attitude’ mencakup juga wilayah kognitif. Attitude dapat membatasi atau mempermudah anak untuk menerapkan ketrampilan dan pengetahuan yang sudah dikuasai. Anak tidak akan berusaha untuk memahami suatu konsep jika dia tidak memiliki kemauan untuk itu (ingat kemauan masuk dalam wilayah sikap). Karena itu, attitude seseorang terhadap mata pelajaran sangat berpengaruh pada keberhasilan kegiatan pembelajaran.

Scientific attitude mengandung dua makna (Harlen, W.1985), yaitu attitude to science dan attitude of science. Attitude yang pertama mengacu pada sikap terhadap IPA sedangkan attitude yang kedua mengacu pada sikap yang melekat setelah mempelajari IPA. Pada kajian ini akan dibahas scientific attitude yang berkaitan dengan attitude of science. Jika seseorang memiliki sikap tertentu, orang itu cenderung berperilaku demikian secara konsisten pada setiap keadaan. Misalnya, ketika ada ceramah, seseorang selalu mendengarkan gagasan yang disajikan secara serius dengan penuh minat pada suatu keadaan meskipun konsepsi yang disajikan jauh berbeda dengan gagasannya. Jika pada keadaan lain, orang itu juga berperilaku sama pada ceramah orang lain, maka orang ini dapat dikatakan bersikap terbuka (open-minded).

Beberapa contoh ‘scientific attitude’ yang mulai lazim dikembangkan di sekolah meliputi; sikap jujur, terbuka, luwes, tekun, logis, kritis, kreatif. Namun beberapa sikap ilmiah yang lebih khas dan belum optimal dikembangkan meliputi curiosity (sikap ingin tahu), respect for evidence (sikap untuk senantiasa mendahulukan bukti), flexibility (sikap luwes terhadap gagasan baru), critical reflection (sikap merenung secara kritis), sensitivity to living things and environment (sikap peka / peduli terhadap makhluk hidup dan lingkungan).

1. Curiosity (sikap ingin tahu)

Curiosity ditandai dengan tingginya minat keingintahuan anak terhadap setiap perilaku alam di sekitarnya. Anak sering melakukan eksplorasi pada benda-benda yang ditemuinya. Anak sering mencoba beberapa pengalaman baru. Anak sering mengamati benda-benda di dekatnya. Perilaku ini tentu saja sangat membantu anak dalam pencapaian tagihan kegiatan pembelajaran. Curiosity sering diawali dengan pengajuan pertanyaan. Namun, pengajuan pertanyaan bukan satu-satunya ciri curiosity. Mendorong anak untuk terbiasa mengajukan pertanyaan merupakan cara terbaik untuk mengembangkan curiosity. Namun, guru perlu berhati-hati untuk menugaskan anak untuk memperjelas pertanyaan yang diajukan.

2. Respect for evidence (sikap untuk senantiasa mendahulukan bukti)
3. Flexibility (sikap luwes terhadap gagasan baru)
4. Critical reflection (sikap merenung secara kritis)
5. Sensitivity to living things and the environment (sikap peka terhadap makhluk hidup dan lingkungan)

Read More

Peningkatan Pemahaman Konsep Kalor Melalui Praktikum Berbantuan Komputer

Pendahuluan

Bila dua benda dengan temperatur yang berbeda ditempelkan sehingga terjadi kontak termal satu sama lain maka pada akhir proses kedua benda itu berada pada kondisi kesetimbangan termal (hukum ke-nol termodinamika), yaitu kondisi dimana kedua benda sudah tidak lagi mengalami pertukaran kalor akibatnya suhu kedua benda sama. Sedangkan kalor adalah energi yang ditransfer dari suatu benda ke benda lain karena beda suhu (Tipler, 1991). Nyata bahwa kalor tidak dapat dilihat secara visual tetapi dapat dibuktikan keberadaanya dengan mendeteksi efek yang ditimbulkan, yaitu dengan adanya perubahan suhu kedua benda. Pertukaran kalor dua benda yang saling kontak dan terisolasi secara termal dapat dipahami lewat azas black dimana besarnya kalor yang dilepas dan diterima masing-masing benda sama. Konsep inilah yang menjadi dasar pemahaman praktikum kalorimeter. Ketika terjadi pertukaran kalor pada kalorimeter maka efek yang ditimbulkannya adalah perambatan suhu kedua benda menuju titik kesetimbangan termal secara kontinue. Dalam praktikum yang biasa dilakukan di Laboratorium Fisika Dasar IKIP PGRI Semarang, pengambilan data suhu hanya dilakukan ketika awal proses dan akhir proses karena hanya menggunakan termometer analog biasa, sehingga validitas datanya dipertanyakan. Di lain pihak praktikan juga tidak dapat melihat secara visual proses perambatan data menuju kesetimbangan termal yang menegaskan hukum ke-nol termodinamika. Sehingga perlu digunakan  sebuah peralatan antarmuka (Interfacing Hardware) berbasis komputer atau yang lebih dikenal dengan microcomputer-based laboratory (MBL) (Berg, 1995; Preston and Good, 1995) yang difungsikan sebagai alat ukur temperatur berbasis komputer (termometer digital). 

Dalam melakukan praktikum kalorimeter berbantuan komputer tersebut diperlukan hardware dan software yang menghubungkan antara kejadian nyata dengan komputer. Telah disusun satu perangkat antarmuka dan softwarenya yang bertindak sebagai termometer digital (Khoiri, Kurniawan dan Nuroso, 2006). Dengan menggunakan seperangkat MBL tersebut diharapkan terjadi peningkatan pemahaman konsep kalor.

Dibandingkan dengan pembelajaran  melalui simulasi komputer dan internet, MBL memiliki keunggulan di mana di dalam kegiatan ini peserta didik berhubungan langsung dengan obyek yang sedang dipelajarinya. Di samping memungkinkan peserta didik terbiasa bekerja dengan teknologi maju, kegiatan ini berpotensi untuk menumbuhkan berbagai  kompetensi peserta didik.

Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa  eksperimen/praktikum berbasis komputer (MBL) mampu merevitalisasi  kegiatan praktikum. Pada aspek materi, revitalisi tersebut menyangkut ketelitian pengukuran, perluasan konsep dan konteks. Sebagai contoh, eksperimen Atwood dengan MBL mampu meningkatkan ketelitian pengukuran percepatan hingga mencapai 0,5 %, menggali faktor gesekan, dan momen kelembaman katrol (Supriadi dan Lukmanto, 2002a) serta mampu mendemonstrasikan keberlakuan Hukum II  Newton di dalam kerangka non inersial (Chee.and Hong, 1999; Supriadi dan Susilo, 2002b). Dengan laboratorium berbasis komputer, eksperimen Atwood yang pada umumnya digunakan untuk menjelaskan Hukum II Newton dapat diperluas konsep dan konteksnya pada bahasan energi terutama untuk memvisualkan dinamika energi kinetik, potensial dan fungsi Lagrange (Marlina dan Supriadi, 2003). Pada aspek kependidikan, kegiatan praktikum dengan sistem MBL terbukti mampu memunculkan keterampilan dan sikap kerja laboratorium yang cukup relevan dengan kebutuhan lapangan kerja yang menuntut penguasaan teknologi maju. Mengingat besaran pengukuran praktikum dapat ditampilkan di dalam berbagai bentuk tabel, gambar dan grafik, maka keterampilan yang secara otomatis prospektif untuk dimunculkan adalah keterampilan menggunakan spreadsheets untuk mengolah, menganalisis dan menyajikan data. Sedang sikap kerja laboratorium yang diamati tumbuh menonjol adalah sikap kerja untuk meningkatkan ketelitian pengukuran dan sikap menghargai perbedaan antara prediksi teoritis dengan data pengukuran, karena dengan sistem MBL ini faktor-faktor penyimpangan lebih mudah untuk ditelusuri dan dikuantifikasi (Supriadi, 2003).

Dalam rangka meningkatkan kualitas pembelajaran pada perkuliahan Praktikum Fisika dasar, maka perlu dilakukan penelitian yang ingin menjawab permasalahan bagaimanakah peningkatan pemahaman konsep kalor mahasiswa setelah mengikuti praktikum dengan bantuan komputer?.

Tujuan penelitian ini pada dasarnya untuk menjelaskan atau mendeskripsikan peningkatan pemahaman konsep kalor dengan praktikum berbantuan komputer.

Hasil dari penelitian ini berupa deskripsi atau penjelasan tentang peningkatan pemahaman konsep kalor. Hasil penelitian ini sangat penting, khususnya bagi dosen dan mahasiswa yang diteliti. Hasil penelitian ini dapat dijadikan pijakan untuk memperbaiki pembelajaran fisika di masa yang akan datang.

Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan rancangan penelitian tindakan. Melalui studi seperti ini akan dimungkinkan untuk menganalisis peningkatan pemahaman konsep kalor. Subyek penelitian ini adalah mahasiswa semester 1a program studi Pendidikan Fisika IKIP PGRI Semarang tahun akademik 2006/2007, yang berjumlah 18 orang. Pengumpulan data dalam penelitian ini dilakukan melalui studi dokumen, observasi, tes penguasaan konsep, dan laporan praktikum. Data yang dikumpulkan dianalisis secara terpisah sesuai jenis datanya.

Hasil dan Pembahasan

Hasil tes pemahaman konsep kalor mahasiswa menunjukkan terdapat peningkatan. Hal ini dapat dilihat dari perolehan hasil tes seperti pada tabel 1.

 

Tabel 1. Peningkatan pemahaman konsep kalor mahasiswa

	Pretes	Evaluasi siklus 1	Evaluasi siklus 2	Postes
Prosentase pencapaian	33 %	62,72 %	72,56 %	77,94 %

 

Pada akhir penelitian diberikan postes yang isi pertanyaannya sama dengan pretes. Postes difungsikan untuk melihat pemahaman konsep setelah menjalani penelitian ini. Dari data penelitian didapati nilai rata-rata prosentase pencapaian pemahaman konsep menjadi 77,94 %, ini artinya ada peningkatan pemahaman konsep pada praktikan sampai 44,94 %. Selain itu apabila dilihat dari sebaran nilai, maka terlihat peningkatan pemahaman konsep  yang merata pada tiap mahasiswa dan pada tiap soal.

Peningkatan pemahaman konsep juga terlihat pada tiap siklusnya, hal ini dapat dibuktikan dari meningkatnya hasil evaluasi yang selalu dilakukan pada akhir siklus. Nilai pada evaluasi pertama yang dilakukan pada siklus pertama adalah 62,72 %. Dan pada evaluasi kedua mencapai 72,56 %.

Dari hasil laporan praktikan yang dikumpulkan satu minggu setelah melakukan praktikum didapati fakta peningkatan dan kedalaman konsep analisa dan pembahasan pada data praktikum dan fenomena-fenomena yang terjadi selama pengambilan data. Hal ini terlihat dari nilai prosentase laporan siklus pertama yang mencapai 81,67 % untuk analisa data dan 80,28 % untuk pembahasan. Dan untuk nilai laporan pada siklus 2 mencapai 85,56 % untuk analisa dan 83,61 % untuk pembahasan (tabel 2).

 

   Tabel 2. Peningkatan hasil laporan praktikum

Komponen Nilai	Prosentase Pencapaian (%)
	Laporan 1	Laporan 2
Tujuan dan landasan Teori	65,00	82,22
Alat dan Bahan	68,89	86,67
Langkah kerja	59,44	90,00
Data Pengamatan	77,78	83,33
Analisis Data	81,67	85,56
Pembahasan	80,28	83,61
Kesimpulan	61,67	70,00
Tampilan fisik	47,78	100,00
Rata-rata (%)	71,39	86,82

 

Berdasarkan observasi selama praktikum berlangsung terjadi perubahan sikap praktikum pada semua praktikan, yaitu terkait ketelitian pengamatan, langkah kerja dan keterampilan mencatat data. Hal ini karena praktikum ini menggunakan alat ukur digital berbasis komputer dimana tingkat ketelitiannya sangat tinggi jadi hal ini menghindarkan praktikan dari kesalahan ukur dan kesalahan paralaks, sedangkan untuk langkah kerja dan pencatatan data sudah tidak lagi dilakukan praktikan hal ini disebabkan perangkat lunak yang dibangun memang menyediakan fasilitas tersebut.

Peningkatan pemahaman konsep didapat karena praktikan dapat secara langsung melihat data perambatan suhu menuju titik setimbang, dan hal itulah yang terjadi pada set kalorimeter. Sehingga ketika praktikan melihat perubahan grafik yang terdisplay, praktikan jadi tertarik untuk membahas tentang pertukaran kalor, dimana pertukaran kalor adalah kunci dari hukum termodinamika ke-nol.

Selain itu perangkat lunak yang dibangun terdiri dari dua hal pokok, yaitu modul praktikum digital dan sebagai alat ukur presisi. Didalam modul praktikum digital ini praktikum dapat dengan leluasa bermain untuk mengetahui lebih dalam tentang suhu dan kalor. Modul praktikum digital mudah dioperasikan, karena memiliki urutan kerja yang teratur dan terintegrasi dengan baik. Contoh salah satu tampilan dapat dilihat pada gambar 1.

 Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini kami dapat menyimpulkan :

1.      Penggunaan MBL sebagai alat bantu pembelajaran dapat meningkatkan pemahaman konsep mahasiswa.

2.      Penggunaan MBL dalam praktikum kalorimeter dapat merangsang praktikan untuk menganalisa perambatan suhu secara visual didalam komputer.

3.      Penggunaan modul praktikum secara digital dapat meningkatkan minat praktikan dalam belajar.

 

Saran

Sebagai tindak lanjut dari penelitian ini dapat disarankan sebagai berikut:

1.        Perlunya pemakaian model pembelajaran berbantuan komputer pada skala yang lebih luas.

2.        Perlu adanya pengembangan lebih lanjut tentang perangkat lunak yang isinya mengenai model praktikum berbasis komputer yang multi sistem.

 

 

 

Gambar 1. Tampilan software E-modul praktikum kalorimeter.

 

 

Read More

Meningkatkan Kemampuan Berpikir Melalui Pembelajaran Fisika

Setiap orang dapat berpikir dan memecahkan masalah, tetapi jelas ada perbedaan yang luas dalam kecakapan-kecakapan tersebut antara orang yang satu dengan yang lain. Orang dapat berpikir, tetapi berpikir itu tidak dapat diamati secara langsung. Banyak usaha telah dilakukan untuk menerangkan “berpikir”, tetapi pengetahuan kita tentang proses tersebut dan juga tentang bagaimana cara meningkatkannya, masih belum lengkap.

Mulyoto (Suara Merdeka, 13 juli 2001) menyatakan bahwa ada tiga ragam berpikir yang dapat diproses dalam otak manusia. Pertama berpikir untuk menyelesaikan persoalan rasional dan logis dengan ukuran IQ. Kedua, pemikiran asosiatif yang mendasari kecerdasan emosional. Ragam ketiga adalah kemampuan berpikir secara melintas. Artinya, otak tidak hanya mampu berpikir logis yang terpisah dan sistem asosiatif yang terisolasi, tetapi IQ maupun kecerdasan emosional dapat bersinergi sehingga menghasilkan kecerdasan yang lebih tinggi yang disebut kecerdasan spriritual.

Menurut Howard Gardner (Campbell, 2002; Suparno, 2004), setiap kecerdasan memiliki ciri perkembangan, dapat diamati dalam populasi tertentu. Menurut Gardner ada 7 kecerdasan, yaitu Pertama adalah linguistic intelligence (kecerdasan linguistik) adalah kemampuan untuk berpikir dalam bentuk kata-kata dan menggunakan bahasa untuk mengekspresikan dan menghargai makna yang kompleks. Para pengarang, penyair, jurnalis, pembicara, dan penyiar berita, memiliki tingkat kecerdasan linguistik yang tinggi. Kedua adalah logical-mathematical intelligence (kecerdasan logika-matematika) merupakan kemampuan dalam menghitung, mengukur, dan mempertimbangkan proposisi dan hipotesis, serta menyelesaikan operasi-operasi matematis. Para ilmuwan, ahli matematika, akuntan, insinyur, dan pemrogram komputer, semuanya menunjukkan kecerdasan logika-matematika yang kuat. Ketiga adalah spatial intelligence ( kecerdasan spatial) membangkitkan kapasitas untuk berpikir dalam tiga cara dimensi seperti yang dapat dilakukan oleh pelaut, pilot, pemahat, pelukis, dan arsitek. Kecerdasan ini memungkinkan seseorang untuk merasakan bayangan eksternal dan internal, melukiskan kembali, merubah, atau memodifikasi bayangan, mengemudikan diri sendiri dan objek melalui ruangan, dan menghasilkan atau menguraikan informasi grafik. Keempat adalah bodily-kinesthetic intelligence (kecerdasan kinestetik-tubuh) memungkinkan seseorang untuk menggerakkan objek dan ketrampilan-ketrampilan fisik yang halus. Jelas kelihatan pada diri atlet, penari, ahli bedah, dan seniman yang mempunyai ketrampilan teknik. Pada masyarakat Barat, ketrampilan-ketrampilan fisik tidak dihargai sebesar ketrampilan kognitif seseorang, tetapi kemampuan ini hanya digunakan untuk bertahan hidup dan sebagai ciri penting pada peran-peran bergengsi. Kelima adalah musical intelligence (kecerdasan musik) jelas kelihatan pada seseorang yang memiliki sensitivitas pada pola titinada, melodi, ritme, dan nada. Orang-orang yang memiliki kecerdasan ini antara lain: komposer, konduktor, musisi, kritikus, dan pembuat alat musik begitupun pendengar yang sentitif. Keenam adalah interpersonal intelligence (kecerdasan interpersonal) merupakan kemampuan untuk memahami dan berinteraksi dengan orang lain secara efektif. Hal ini terlihat pada guru, pekerja sosial, artis atau politisi yang sukses. Sebagaimana budaya Barat mulai mengenalkan hubungan antara akal dan tubuh, maka hal ini perlu disadari kembali pentingnya nilai dari keahlian dalam perilaku interpersonal. Ketujuh adalah intrapersonal intelligence (kecerdasan intrapersonal) merupakan kemampuan untuk membuat persepsi yang akurat tentang diri sendiri dan menggunakan pengetahuan semacam itu dalam merencanakan dan mengarahkan kehidupan seseorang. Beberapa individu yang memiliki kecerdasan semacam ini adalah ahli ilmu agama, ahli psikologi, dan ahli filsafat.

Berkaitan dengan kemampuan berpikir untuk memecahkan masalah, Edward de Bono mengenalkan Enam Model Berpikir yaitu: berpikir obyektif, kritis, positif, kreatif, intuitif dan tentang model (Stine, 2003:212). Berpikir kritis adalah memeriksa sebuah situasi dengan cermat, mencari setiap masalah yang mungkin, kemunduran, kekurangan, dan konsekuensi negatif yang dapat dihubungkan dengan sebuah situasi. Sedangkan berpikir tentang model mengarahkan pikiran dan perasaan anda tentang situasi dan bagaimana model-model tersebut akan mewarnai, menyimpangkan, atau mempengaruhi pikiran anda tentang suatu situasi.

Pembelajaran fisika dapat dipergunakan untuk meningkatkan kemampuan berpikir seperti yang disampaikan oleh de Bono tersebut. Salah satu aspek yang terpenting dalam fisika adalah pengamatan baik secara langsung maupun tidak langsung. Dalam proses pengamatan tersebut diperlukan sifat-sifat obyektif, kritis, positif, kreatif, intuitif dan tentang model.

Menurut The Houw Liong dan B. Suprapto Brotosiswojo, sekurang-kurangnya ada 9 kemampuan dasar yang dapat ditumbuhkan lewat pengajaran fisika yaitu: pengamatan langsung, pengamatan tak langsung, kesadaran tentang skala besaran (sense of scale), kefasihan menggunakan bahasa simbolik, kemampuan berpikir dalam kerangka logika taat-asas dari hukum alam, kemampuan melakukan inferensi logika, pemahaman tentang hukum sebab akibat, kemampuan membuat pemodelan matematik, kemampuan untuk membangun konsep (Dikti-Depdiknas, 2000).

Kemampuan berpikir merupakan bagian dari kecakapan hidup (life skills). Menurut Tim Broad-Base Education Depdiknas (2002), kecakapan hidup adalah yang dimiliki seseorang untuk berani menghadapi problema hidup dan kehidupan dengan wajar dengan tanpa merasa tertekan, kemudian secara proaktif dan kreatif mencari serta menemukan solusi sehingga akhirnya mampu mengatasinya.

Saat sekarang telah berkembang paradigma baru dalam berpikir, yaitu berpikir komprehensif (keseluruhan). Secara etimologi komprehensif berarti meliputi atau mencakup banyak hal. Berkaitan dengan pembelajaran dengan, ini berarti bahwa bahan ajar harus dapat dihubungkan dengan bayak hal, misalnya hubungan antara sains, teknologi, masyarakat dan lingkungan. Dengan demikian berpikir yang meliputi sains, teknologi, masyarakat dan lingkungan merupakan berpikir komprehensif. Kemampuan berpikir komprehensif seperti itu merupakan penekanan dalam pendidikan SETS seperti yang dikemukakan Binadja (1999) bahwa pembelajaran dengan pendekatan SETS akan membimbing mahasiswa untuk berpikir secara global atau keseluruhan.

Read More