CREATING CONSTRUCTIVIST PHYSICS FOR INTRODUCTORY UNIVERSITY CLASSES
Jennifer Wilhelm
Texas Tech University
Beth Thacker
Texas Tech University
Ronald Wilhelm
Texas Tech University
Electronic Journal of Science Education Vol. 11, No. 2 (2007)
Latar belakang penulisan artikel ini dimulai dengan bukti-bukti penelitian yang telah menunjukkan bahwa pengajaran fisika metode tradisional telah gagal membangun konsep penting fisika pada siswa. Peneliti ingin mengulang sukses yang sama dalam pengajaran fisika di tingkat SMA yang telah dilakukan oleh Well dkk, namun dalam hal akan dilakukakn di tingkat universitas. Yang dilakukannya adalah memodifikasi kurikulum dengan format textbook-lecture-lab tradisional diganti dengan hands-on, lingkungan belajar laboratorium berbasis proyek. Kurikulum didesain dan dikembangkan berdasarkan penelitian pada bagaimana orang belajar sains (Bransford dkk, Travis & Lord, Donovan dan Bransford).
Ada tifga tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini; (1) ingin mengamati sukses yang sama seperti penelitian sebelumnya pada jurusan dan mata kuliah berbeda, (2) Ingin menguji-lapangankan kurikulum yang dikembangkan, dan (3) Fisiak dasar yang diajarkan ini diikuti oleh sebagian besar siswa calon guru. Diharapkan mereka mendapatkan pengalaman pengajaran non-tradisional ini dari pengajaran yang diterima sehingga nantinya mereka dapat mengimplementasikannya di kelas.
Selanjutnya peneliti memaparkan landasan teori tentang definisi konstruktivis dan inkuiri serta aplikasinya dalam sains dan matematika dari berbagai referensi. Hoovers (2006) mendefinisikan konstruktivis dengan cara berikut. Pembelajaran berlangsung aktif, tidak pasif. Jika apa yang ditemui siswa tidak konsisten dengan pemahaman mereka saat itu, pemahaman mereka dapat berubah untuk memperbaharui pengalaman barunya. Mereka menerapkan pemahaman mereka saat itu, mencatat unsur-unsur yang relevan, dan berdasarkan pada pertimbangan tersebut, mereka dapat memodifikasi pengetahuan.
Salah satu kutipan yang diambil Harwood (2004) mengemukakan bahwa inkuiri memiliki komponen-komponen utama: (1) mencari pertanyaan umum; (2) mendefinisikan suatu masalah; (3) mengajukan pertanyaan; (4) menyelidiki yang diketahui; (5) mengungkapkan dugaan; (6) melakukan perencanaan; (7) menguji hasil; (8) merefleksikan temuan; (9) mengkomunikasikan; dan (10) melakukan pengamatan. Hake (2000) menyebutnya Interactive Engagement methods, yang dicirikan dengan keterlibatan interactive siswa dalam aktivitas heads-on (selalu) dan hands-on (biasanya) yang segera memberikan umpan balik melalui diskusi dengan teman dan/atau gurunya.
Adapun yang didefinikan dengan metode tradisional adalah metode yang terutama menyandarkan pada aktivitas pasif siswa, kegiatan lab terstruktur, dan ujian algorithmic-problem.
Partisipan terdiri atas 38 otang terbagi dalam dua kelas, masing-masing 24 dan 14 orang, 16 laki-laki, 22 perempuan.
Prosedur penelitiannya digambarkan sebagai berikut. Mata kuliah yang menjadi objek penetlitian yaitu pengantar fisika diberikan dengan bobot 4 sks; semuanya dilakukan melalui laboratory-based with individualized group “lectures.” Siswa belajar dengan melalui hands-on, minds-on, computer-based laboratory experiments. Dengan menggunakan metode pengajaran konstruktivis, siswa tidak mengikuti format buku teks/kuliah/lab yang umum, tetapi dengan: (a) membuat prediksi untuk menguji prekonsepsi (b) merefleksikannya pada observasi dan memperjelas konsepsi (c) mengembangkan perkiraan dan generalisasi berdasarkan observasi, lalu mendesain eksperimen mereka sendiri untuk memperkuat perkiraan mereka (d) melakukan eksperimen yang dimaksudkan untuk menguji prediksi dan menerapkan pemahaman baru mereka pada penyelesaian permasalahan lain yang berhubungan (e) bekerja pada projek akhir yang mereka pilih.
Semua kegiatan lab yang dilakukan harus ditulis dalam jurnal menggunakan format naratif guna menggambarkan proses berpikir mereka. Semua kelompok tidak harus bekerja dalam eksperimen inkuiri yang sama pada saat yang sama. Siswa dapat melaksanakan eksperimen inkuiri mereka dengan berbagai cara dan mempelajari peluang-peluangnya melalui penilaian terhadap perkiraan mereka, dengan mengajari teman sekelompoknya, dan dengan bimbingan individu pengajarnya jika diperlukan.
Fokus penelitian ini adalah pada pemeriksaan apakah konsep-konsep fisika menjadi jelas dan bermakna bagi siswa dengan menggunakan teknik pengajaran konstruktivis versi penulis. Desain penelitian ini dengan desain penelitian metode campuran. Data terdiri atas proyek dan presentasi akhir siswa, pre/pos FCI, dan interview di akhir kuliah. Pemahaman dan konstruksi pengetahuan siswa tentang konsep-konsep fisika dan aplikasinya dianalisis melalui triangulasi data.
Penulis memberikan contoh beberapa kegiatan bagaimana siswa menggunakan pengetahuan awal mereka dan pengamatannya untuk membangun model-model. Mereka mengembangkan prosedur ilmiah dan matematis. Mereka memprediksi dan mempertimbangkan beberapa situasi fisis. Setelah melakukan eksperimen untuk mengetes prediksi mereka dan menguji hasil representasi grafik, siswa mampu untuk menemukan hubungan fungsional dan persamaan yang menggambarkan kejadian yang diamati.
Kesimpulan
Pekerjaan proyek siswa, hasil interview, dan hasil tes FCI menunjukkan bagaimana penggunaaan metode konstruktivis inkuiri dalam pengajaran fisika menghasilkan relevansi dan kebermaknaan belajar bagi banyak siswa. Grup pemantulan bola menghubungkan fisika dan matematika ketika mereka melakukan proyek mereka dan menyelidiki pengertian fisika dan matematika dari slope kecepatan terhadap waktu. Demikian juga nilai posistif atau negative dari kecepatan yang mengindikasikan arah gerak benda. Kelompok Ayunan Newton menemukan ide kekekalan energi dan transfer energi berguna, dan salah satu anggotanya membayang bagaimana dia dapat mendesain kendaraan yang lebih aman.
Hasil pengujian FCI menunjukkan gain yang lebih besar daripada pengajaran tradisional. Kesulitan siswa penulis terutama dalam gerak melingkar.
