Lampiran D: Bahan Workshop Pelatihana Guru Pembuatan Assessment Ujian Praktek Fisika SMA. Materi 1 : Pentingnya kegiatan eksperimen dan kemampuan yang dapat dikembangkan dalaam kegiatan eksperimen. 1. Pentingnya Kegiatan Eksperiment dalam proses pembelajaran Fisika Proses pembelajaran sains bukan hanya menyampaikan pemberian informasi, tetapi sains hendaknya dapat dijadikan sebagai media/sarana untuk melatihkan berbagai kemampuan yang dapat dibangun dalam diri siswa. Menghadapi hal ini baik kurikulum 2004 maupun 2006 telah menjelaskan bagaimana seharusnya sains diajarkan, sebagai berikut : 1. Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkaitan dengan cara mencari tahu tentang fenomena alam secara sistematis, sehingga IPA bukan hanya penguasaan sekumpulan pengetahuan yang berupa faktafakta, konsep-konsep, atau prinsip-prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan. Pendidikan IPA diharapkan dapat menjadi wahana bagi peserta didik untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar, serta prospek pengembangan lebih lanjut dalam menerapkannya di dalam kehidupan sehari-hari. Proses pembelajaran menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi agar peserta didik menjelajahi dan memahami alam sekitar secara ilmiah. Pendidikan IPA diarahkan untuk mencari tahu dan berbuat sehingga dapat membantu peserta didik untuk memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang alam sekitar (Kurikulum KTSP 2006). 2. Pendidikan sains menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi agar siswa mampu menjelajahi dan memahami alam sekitar secara ilmiah. Pendidikan sains diarahkan untuk ‘mencari tahu’ dan ‘berbuat’ sehingga dapat membantu siswa untuk memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang alam sekitar. Oleh karena itu, pendekatan yang diterapkan dalam menyajikan pembelajaran sains adalah memadukan antara pengalaman proses sains dan pemahaman produk sains dalam bentuk hands-on activity (kurikulum KBK 2004) Selain sebagai media untuk melatihkan berbagai kemampuan, eksperiment memiliki kedudukan yang penting dalam suatu perkembangan ilmu pengetahuan, dimana eksperimen dan teori saling melengkapi untuk membangun suatu ilmu pengetahuan , perhatikan bagan di bawah ini : Ramalan /dugaan Teori
G Eksperimen Eksperimen Disempurnakan
Hukum
Teori
H
Gambar 1.1 Hubungan antara teori dan eksperiment
2. Berbagai kemampuan yang dapat dibangun melalui proses pembelajaran fisika
Untuk mengembangkan sebuat tema eksperiment ada dua hal yang kita perhatikan yang pertam adalah materi yang kedua adalah tuntukan kemampuan yang dilatihkan dalam eksperiment yang akan kita bangun, agar lebih jelasnya perhatikan gambar 1.2 di bawah ini : Materi :Mekanika,Gelombang Optik, Listrik Magnet, Termodinamika
SK/KD Kurikulum KTSP
Indikator pembelajara n yang dikembangk an berdasarkan SK/KD
Mendapatkan sejumlah tema-tema eksperimen yang dapat dikembangkan terkait dengan materi fisika , kemampuan dan sikap yang dilatihkan
Kemampuan yang terkembangkan bagi peserta didik: KPS, Generik, Kemampuan berfikir ...
Gambar 2.2 Bagan mengembangkan tema kegiatan eksperiment fisika sekolah
Berikut ini adalah sejumlah catatan kecil terkait denganberbagai kemampuan yang dapat dilatihkan mellui proses pembelajaran fisika:
A. Sejumlah kemampuan yang dikembangkan melalui kegiatan eksperimen Suprapto B (2000) menggambarkan sejumlah kemampuan yang dapat dikembangkan dalam melaksanakan kegiatan eksperimen, kemampuan tersebut terbagi menjadi tiga bagian : Kemampuan dalam menyiapkan 1. 2. 3. 4. 5.
Menggambarkan fenomena sains. Menggambarkan karakteristik scientific theory. Menggunakan hubungan matematik untuk meramalkan gambaran hasil observasi dan eksperimen. Merumuskan hasil melalui estimasi, aproksimasi dan order of magnitude. Mencari informasi yang dibutuhkan untuk mendapatkan hubungan antar variabel dan menambahkan informasi untuk menetapkan hubungan sebab akibat.
6. Mengidentifikasi variabel-variabel terkait. 7. Membuat prediksi berdasarkan asumsi yang diperoleh dari hasil hipotesis dan situasi eksperimen yang dibayangkan. 8. Mendesain eksperimen ( menentukan prosedur dan langkah pengolahan data) 9. Kegiatan eksperimen. Kemampuan dalam melaksanakan kegiatan eksperimen 1. 2. 3. 4. 5.
Merancang/mengeset alat eksperimen. Memahami spesifikasi alat ukur yang diperlukan. Mengetahui kondisi pengukuran. Membaca satuan. Menuliskan data eksperimen.
6. Melaporkan data hasil eksperimen. 7. Bekerja sama Kemampuan dalam melaporkan hasil kegiatan eksperimen 1. Melakukan pengolahan data dan melaporkan hasil. 2. Menginterpretasikan dan mengobservasi data untuk menunjukkan adanya hubungan antar variabel dan kecenderungan data. 3. Menjelaskan pemahaman dasar tentang kesalahan eksperimen dan menganalisis kesalahan eksperimen tersebut. 4. Mengorganisasi dan mengkomunikasikan hasil dari observasi dan eksperimen, baik secara kualitatif maupun kuantitatif, terampil menggunakan bahasa lisan maupun tulisan. 5. Menyimpulkan hasil eksperimen.
B.Jenis-jenis Keterampilan Proses Sains (KPS) No 1.
Jenis Keterampilan proses Sains Mengamati
2.
Menafsirkan pengamatan
3.
Meramalkan
4.
Menggunakan alat dan bahan Menerapkan konsep
5.
6.
Merencanakan penelitian
7.
Berkomunikasi
8.
Mengajukan pertanyaan
Sub Ketrampilan Proses Sains IPA 1.1. Menggunakan Indera. 1.2. Mengumpulkan fakta yang relefan. 1.3. Mencari persamaan dan perbedaan 2.1. Mencatat pengamatan secara terpisah. 2.2. Menghubungkan hasil-hasil pengamatan. 2.3. Menemukan suatu pola dalam satu pengamatan. 2.4. Menarik kesimpulan. 3.1 Berdasarkan hasil-hasil pengamatan mengemukakan apa yang mungkin terjadi pada keadaan yang belum terjadi. 4.1 Mengetahui bagaimana dan mengapa menggunakan alat dan bahan. 5.1 Menerapkan konsep yang dapat dipelajari dalam situasi baru. 5.2 Menggunakan konsep-konsep pada pengalaman baru untuk menjelaskan apa yang sedang terjadi. 6.1 Menentukan alat, bahan dan sumber yang akan digunakan dalam penelitian. 6.2. Menentukan variabel-variabel. 6.3. Menentukan variabel yang harus dibuat tetap dan yang mengalami perubahan. 6.4. Menentukan apa yang akan diamati, diukur dan ditulis. 6.5. Menentukan cara dan langkah kerja. 6.6 Menentukan bagaimana pengolahan hasil pengamatan untuk mengambil kesimpulan. Menyusun dan menyampaikan laporan secara sistematis dan jelas. Menjelaskan hasil percobaan dan pengamatan. Menggambarkan data dengan grafik, tabel atau diagram. 8.1. Bertanya apa, bagaimana dan mengapa. 8.2. Bertanya untuk meminta penjelasan. 8.3. Mengajukan pertanyaan yang berlatar belakang hipotesis.
C. Kemampuan Generik Sejumlah kemampuan generik yang dapat dikembangkan melalui pembelajaraan sains antara lain (NCVER ( 2003) , Defining Generic Skills, At a Glance [On -line], tersedia dalam http://wwww.ncver.edu.au) ;
1. Pengamatan langsung: pengamatan langsung memerlukan penggunaan indera secara langsung terhadap objek yang diamati. Kecakapan ini merlukan sikap kejujuran, ketelitian untuk menggambarkan pengamatan objek yang diteliti, indikator kemampuan generik yang dikembangkan antara lain : a. Menggunakan sebanyak mungkin indera sesuai dengan karakteristik objek yang diamati. b. Mengumpulkan data berdasarkan hasil pengamatan. c. Mencari persamaan dan perbedaan sesuai dengan karakteristik objek yang diamati. d. Menggunakan alat ukur yang sesuai dengan karakteristik data. 2. Sense of skala : pemahaman skala terkait dengan kemampuan menggambarkan ukuran dan karakteristik objek, kecakapan ini seringkali digunakan dalam ilmu fisika untuk menggmbarakan variabel fisika secara spesifik, indikator kemampuan generik yang dikembangkan antara lain : a. Mengenal ukuran objek. b. Menggambarkan objek secara proposional. 3. Bahasa Simbolik: bahasa simbolik termasuk kemampuan berkomunikasi, dalam ilmu fisika seringkali kita menggunakan bahasa simbolik untuk menjelaskan variabel atau notasi-notasi ilmiah terkait, indikator kemampuan generik yang dapat dikembangakan antara lain : a. Mengenal simbol-simbol besaran fisika sesuai dengan aturan internasional. b. Menggunakan aturan matematika untuk menjelaskan hubungan antara besaran-besaran dalam fisika ( berbanding lurus, berbanding terbalik, …). 4. Kerangka logika taat azas : kerangka logika taat azas ini merupakan kemampuan berfikir sistematis berdasarkan pada keteraturan fenomena, indikator yang dapat dikembangkan antara lain : a. Mengenal definisi/azaz/konsep/prinsip/aturan yang telah disepakati. b. Mengidentifikasi konsep anak dan konsep induk. c. Membuat kerangka logika antara konsep anak dan konsep induk. 5. Konsistensi logis (inferensi logika: kosistensi logis mengembangkan cara berfikir induktif, hal ini sangat diperkukan bagi pembelajaran fisika dimana data akan berbicara tentang fenomena yang terjadi (memahami makna data) untuk mengambil langkah selanjutnya, indkator kemampuan generik yang dapat dikembangkan antara lain : a. Berargumentasi secara logis berdasarkan aturan-aturan yang telah disepakati. b. Menyelesaikan masalah berdasarkan aturan-aturan yang logis. c. Menarik kesimpulan berdasarkan aturan-aturan. 6. Hukum sebab akibat : gejala-gejala alam selalu menggambarkan saling keterkaitan dalam suatu pola sebab-akibat yang dapat dipahami melalui penalaran yang seksama. Sebuah aturan memenuhi pola hubungan sebab akibat apa bila terdapat reproducibility dari akibat sebagai fungsi dari penyebabnya, dan hukum sebab akibat banyak mendasari fenomenafenomena fisika, indikator kemampuan generik yang dapat dikembangkan antara lain : a. Mengenal faktor-faktor penyebab dan faktor-faktor hasil. b. Menentukan hubungan antara faktor-faktor penyebab dan hasil 7. Pemodelan : banyak materi dalam ilmu fisika harus dipelajari secara abstrak, sehingga memerlukan pemodelan untuk menyederhanakan persoalan. Indikator kemampuan generik yang dapat dikembangkan anatara lain : a. Mengungkapkan fenomena/masalah dalam bentuk sketsa gambar/grafik. b. Mengungkapkan fenomena dalam bentuk rumusan. c. Mengajukan alternatif penyelesaian masalah.
8. Membangun konsep : tidak semua gejala alam dapat difahami dengan bahasa sehari-hari, untuk itu perlu dibangun suatu pengertian yang disebut konsep. Indikator kemampuan generik yang dapat dikembangkan antra lain : a. Mendefinisikan konsep-konsep secara konseptual operasioanal. b. Mengkaitkan konsep-konsep dengan kehidupan sehari-hari.
D. Kemampuan Berpikir Kritis Ennis (1985) mengelompokkan ketrampilan berpikir kritis ke dalam lima kelompok besar , sebagai berikut No 1
Ketrampilan berpikir kritis Memberikan penjelasan sederhana
2
Membangun keterampilan dasar
3
Menyimpulkan ( inferensi)
4
Memberikan penjelasan lanjut
5
Mengatur strategi dan taktik
Aspek ketrampilan berpikir kritis 1.1. Memfokuskan pertanyaan. 1.2. Menganalisis pertanyaan. 1.3. Bertanya dan menjawab pertanyaan tentang suatu penjelasan dan tantangan. 2.1. Mempertimbangkan apakah sumber dapat dipercaya/tidak. 2.2. Mengamati dan mempertimbangkan suatu laporan hasil observasi. 3.1. Mendeduksi dan mempertimbangkan hasil deduksi. 3.2. Menginduksi dan mempertimbangkan hasil induksi. 3.3. Membuat dan menentukan nilai pertimbangan. Mendefinisikan istilah dan mendefiniskan pertimbangan. Mendefinisikan asumsi. 5.1 Menentukan tindakan 5.2 Berinteraksi dengan orang lain
E. Standar Kompetensi Lulusan Berdasarkan Kurikulum KTSP a.
Standar Kompetensi Lulusan (SMP)
1.
Melakukan pengamatan dengan peralatan yang sesuai, melaksanakan percobaan sesuai prosedur, mencatat hasil pengamatan dan pengukuran dalam tabel dan grafik yang sesuai, membuat kesimpulan dan mengkomunikasikannya secara lisan dan tertulis sesuai dengan bukti yang diperoleh.
2.
Memahami keanekaragaman hayati, klasifikasi keragamannya berdasarkan ciri, pelestariannya, serta saling ketergantungan antar makhluk hidup di dalam ekosistem.
3.
Memahami sistem organ pada manusia dan kelangsungan makhluk hidup.
4.
Memahami konsep partikel materi, berbagai bentuk, sifat dan wujud zat, perubahan, dan kegunaannya.
5.
Memahami konsep gaya, usaha, energi, getaran, gelombang, optik, listrik, magnet dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
6.
Memahami sistem tata surya dan proses yang terjadi di dalamnya
b.
Standar Kompetensi Lulusan SMA
cara-cara
1.
Melakukan percobaan, antara lain merumuskan masalah, mengajukan dan menguji hipotesis, menentukan variabel, merancang dan merakit instrumen, mengumpulkan, mengolah dan menafsirkan data, menarik kesimpulan, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis.
2.
Memahami prinsip-prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung secara cermat, teliti, dan obyektif.
3.
Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, kekekalan energi, impuls, dan momentum.
4.
Mendeskripsikan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor.
5.
Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
6.
Menerapkan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai masalah dan produk teknologi.
Berdasarkan gambaran di atas tentu kita menyadari betul melalui materi fisika inilah peserta didik akanmemiliki kesempatan yang lebih luas dalam melatih berbagai kemampuan yang menunjang pengembangan potensi dirinya.
3. Contoh pengembangan indikator pembelajaran untuk proses pembelajaran fisika
Indikator pembelajaran merupakan ciri bahwa kompetensi dasar tercapai, pada posesnya indikator ini dibuat oleh pengajar dengan mengacu kepada keetntuan-ketentuan yang telah dirumuskan oleh Kurikulum KTSP, diantaranya mengandung kata kerja operasional. Untuk membangun indikator pembelajaran adalah suatu hal yang sangat rasioanl dimana kita adapat membayangkan suatu proses yang dirancang agar Kompetensi dasar tercapai, kemudian proses tersebut harus memiliki target yang terukur melalui indikator yang kita rumuskan sebagai contoh kita dapat mengambil sub materi dalam pembelajaran fisika, misal materi gerak pada jenjang pendidikan SMP, yang memiliki standar kkompetensi dan kompetensi dasar sebagai berikut:
Tabel 1.2 Srandar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Kelas VII/Semester 2 Kelas/ semest er VII/2
Standar Kompetensi 5. Memahami gejala-gejala alam melalui pengamatan
Kompetensi Dasar 5.2. Menganalisis data percobaan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dan gerak lurus beraturan (GLB) serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Untuk mencapai indikator 5.2 di atas maka kita dapat membayangkan kira-kira sitematika proses pembelajaran yang akan dilakukan serta indikator yang dibangun adalah sebagai berikut: Tabel 1.3 Proses dan Indikator Pembelajaran
No
1
2 3 4 5 6 7 8 9
Proses Melalui kegiatan simulasi dan demonstrasi siswa memahami berbagai definisi yang terkait dengan materi gerak (titik acuan, posisi, jarak, perpindahan, besaran vektor dan skalar, selang waktu pengamatan, kecepatan, kecepatan rata-rata, laju , dan percepatan) Merencanakan kegiatan eksperimen GLBB dan GLB Memprediksi karakteristik gerak GLBB dan GLB Melakukan pengambilan data gerak GLBB dan GLB Menuliskan data hasil eksperimen Membuat grafik s=f(t) , v=f(t), a=f(t) untuk GLBB dan grafik s=f(t), v=f(t) untuk GLB Menganalisis garfik GLBB dab GLB Menyimpulkan karakteristik gerak GLBB dan GLB Menerapkan kasus GLBB dan GLB dalam peristiwa fisika sederhana
Indikator yang dibangun Dapat mendefinisikan variabel-variabel gerak melalui proses pengamatan.
Dapat merrencanakan suatu eksperimen terkait dengan gerak GLBB dan GLB. Dapat memprediksi karakteristik gerak GLBB dan GLB. Dapat melakukan pengukuran jarak dan waktu. Dapat melaporkan hasil data pengamatan gerak GLBB dan GLB. Dapat membuat grafik s = f(t), v=f(t), dan a=f(t) berdasarkan data hasil eksperiment GLBB dan grafik s=f(t) dan v=f(t)GLB. Dapat menganalisis grafik hasil eksperimen GLBB dan GLB Dapat mengambil kesimpulan terkait dengan karakteristik gerak GLBB dan GLB Dapat menyelesaikan persoalan gerak terkait dengan pesoalan GLBB dan GLB.
4. Contoh pengembangan tema kegiatan eksperimen Fisika sekolah (SMP dan SMA).
Berdasarkan gambaran materi di atas,maka tema eksperimen yang dapat dikembangkan adalah : melakukan analisis terhadap grafik yang dihasilkan melalui data eksperimen GLBB dan GLB, dengan judul dan tujuan eksperimenadalah
Tema : menganalisis grafik data eksperimen GLBB dan GLB Judul eksperimen : GLBB dan GLB Tujuan : menemukan karakteristik GLBB dan GLB. Sejumlah kemampuan yang terbangunkan terkait dengan proses menganalisis adalah :
1. Kemampuan memprediksi (kemampuan mmprediksi karakteristik grafik) 2. Kemampuan mengamati ( menggunakan indra, menggunakn fakta yang relefan, menunjukkan persaman dan perbedaan ). 3. Kemampuan mengambil data. 4. Kemampuan melaporkan data. 5. Kemampuan membuat grafik 6. Kemampuan membaca grafik. 7. Kemampuan analisa 8. Kemampuan menyimpulkan.
5. Contoh matriks kegiatan eksperimen/demonstrasi yang dapat terkembangkan dalam proses pembelajran fisika pada kelas VII /semester II
Tabel 1.4 Matriks eksperimentdam demonstrasi serta kemampuan yang dibangun No
Kelas Semester
1 1
2 VII/2
Standat Kompetensi
Kompetensi Dasar
3 5. Memahami gejala-gejala alam melalui pengamatan
4 5.2. Menganalisis data percobaan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dan gerak lurus beraturan (GLB) serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Judul eksperimen /demontrasi yang dikembangkan 5 • Simulasi/demo untuk mendefinisikan pengertian jarak, perpindahan, laju dan kecepatan. • Eksperimen GLBB dan GLB
Kemampuan yang terbangunkan
6 Simulasi/Demo • Kemampuan mengamati • Kemampuan mengemukakan pendapat • Kemampuan mendefinisikan • Kemampuan menyimpulkan Eksperimen GLBB dan GLB • Kemampuan memprediksi (kemampuan memprediksi karakteristik grafik) • Kemampuan mengamati ( menggunakan indra, menggunakn fakta yang relefan, menunjukkan persaman dan perbedaan ). • Kemampuan mengambil data. • Kemampuan melaporkan data. • Kemampuan membuat grafik • Kemampuan membaca grafik. • Kemampuan analisa ( SMP : menemukan karakteristik grafik GLB dan GLBB, SMA: menurunkan persamaan berdasarkan grafik) • Kemampuan menyimpulkan berdasarkan data.
Kemampuan ini yang akan menjadi variabel penilaian dalam kegiatan eksperimen. Variabel ekper
Materi 2 : Cook Book, Inquiry dan Proplem Solving 1. Eksperimen dengan metode Cook Book Metode cook book, atau dikenal sebagai resep/ eksperimen tradisional, jenis metode eksperimen ini yang sering kita jumpai dalam pembelajaran dengan menggunakan kegiatan eksperimen. Biasanya metode ini digunakan untuk memverifikasi pengatahuan yang telah kita peroleh dalam pembelajaran/perkuiahan jadi sifatnya menguatkan. Metode ini paling banyak digunakan di sekolahsekolah karena lebih mudah membuatnya. Namun bila kita mengamati perkembangan di luar negeri, penggunakaan metode ini kurang disarankan karena diangap lebih melatihkan ketrampilan dibanding kemampuan berpikir dibanding dengan metode inquiry atau metode problem solving. Oleh karena itu berbagai kegiatan eksperimen yang dikembangkan saat ini adalah inquiry dan problem solving. Mengingat kita masih terbiasa menggunakan metode ini, berikut adalah penjelasan tentang beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menggunakan metode cookbook: 1. Melakukan uji coba eksperimen untuk menentukan keberlakukan syarat batas pengukuran agar mendapatkan data yang berkualitas dan selanjutnya untuk digunakan dalam pembuatan prosedur eksperimen. 2. Mengembangkan tugas awal : mempersiapkan siswa untuk memiliki kemampuan awal dalam bereksperimen, bisa mengembangkan pertanyaan untuk prediksi. 3. Mengemabnagkan tugas akhir lebih mengarah kepada kemampuan menganalisa terhadap temuan (bandingkan prediksi dan hasil yang diperoleh) dan menyimpulkan 4. Sitematika : tujuan , alat dan bahan, dasar teori, prosedur, tugas awal dan tugas akhir, kesimpulan. Contoh :
Judul : Gerak pada Bidang Miring
1. Tujuan Mempelajari gerak pada bidang miring.
2. Alat dan Bahan
Kereta dinamika
1 buah
Beban tambahan @ 200 gram
4 buah
Landasan Rel Kereta dengan variabel kemiringan
1 buah
Ticker timer [ 6 volt ac, 50-60 Hz, celah pita 1cm]
1 buah
Power supply
1 buah
Pita kertas [1x80cm]
20 lembar
Kertas karbon
secukupnya
Busur derajat
1 buah
3. Dasar Teori Hukum kedua Newton menyatakan : Percepatan yang dialami oleh sebuah benda besarnya berbanding lurus dengan besar resultan gaya yang bekerja pada benda itu, searah dengan arah gaya itu, dan berbanding terbalik dengan massa kelembamannya F~a
kereta dinamika
pita kertas
ticker timer rail
Gambar (1)Set alat eksperimen gerak pada bidang miring
Kita dapat mempelajari hukum II Newton pada percobaan kereta dinamika. Perhatikan gambar1, ketika kereta dinamika dilepaskan maka pola gerakan kereta dinamika dapat digambarkan melalalui jejak yang dihasilkan oleh tiker timer, jejak ini dapat dinyatakan oleh grafik untuk menganalisis hubungan variabel gerak, dan memperlajari hukum II Newton melalui grafik hubungan hubungan gaya dengan variabel percepatan dan massa.
4. Prosedur 1. Susun alat-alat seperti pada gambar 1( Anda dapat memulai dengan dengan empat beban di atas kereta dinamika) sedang untuk menghidupkan ticker timer gunakan power supply dengan beda potensial cukup 3 Volt AC ; 50 Hz. 2. Atur kemiringan landasan rel mulai dari 12°. Pasang pita kertas pada penjepit pita di posisi belakang kereta dinamika. Pegang kereta dinamika pada posisi teratas. Lepaskan kereta dinamika bersamaan dengan menghidupkan ticker timer. Tangkap kereta dinamika pada saat pendorong-pegas kereta tepat menyentuh pembatas rel jaga dengan hati-hati jangan sampai kereta terjatuh dan segera matikan ticker timer dengan memutus saklar penghubung. 3. Amati jejak ketikan ticker timer pada pita kertas, bila baik tandailah pita dengan mencatat kemiringan dan massa beban pada pita. 4. Ulangi langkah 2 (untuk kemiringan yang sama) dengan beban yang berbeda-beda ( ambil lima data untuk beban yang berbeda). 5. Lakukan langkah 2 sampai 3 dengan pengurangan kemiringan ( untuk lima data kemiringan). 6. Ukur dan catatlah massa kereta dinamika, massa beban tambahan dari setiap data yang diambil 5. Tugas a. Tugas Awal 1. Berdasarkan gaya-gaya yang bekerja tuliskan persamaan gerak kereta dinamika. 2. Dalam kasus ini bagaimanakah anda dapat mengetahui kesebandingan antara F ~ m, dan F~ a ? 3. Berdasarkan prosedur, set alat kereta dinamika dihubungkan dengan tegangan 50 Hz, dapatkah hal ini digunakan sebagai informasi variabel waktu, jelaskan!. 4. Apakah jika massa bertambah gerak kereta semakin cepat? Bagaiman anda dapat membuktikannya dalam eksperimen ini? 5. Dapatkah kita mengetahui besar gaya gesekan antara kereta dinamika dan papan landasan dalam eksperimen ini, berikan argumentasi anda?
b. Tugas Akhir ( Panduan pembuatan laporan) 1. Dengan tanpa menggunting pita, buatlah grafik s=f(t), dari grafik ini buatlah grafik Vsesaat= f(t) kemudian tentukanlah percepatan gerak benda. Ulangi langkah ini untuk semua data, bandingkan perolehan percepatan untuk sudut yang berubah (massa = konstan) dan untuk massa berubah ( sudut konstan) berikan komentas anda. 2. Sekarang potonglah pita tiker timer untuk setiap 5 ketukan, buatlah grafik pajang pita terhadap ketukan, tentukan gradien dari grafik tersebut! Apa yang anda dapat jelaskan! Ulangi langkah ini untuk semua data, untuk sudut yang berubah ( massa konstan) dan untuk massa berubah (
sudut konstan) berikan komentas anda. Bandingkan hasil temuan anda dengan langkah no 1, berikan komentar. 3. Jika sistem kereta dinamika dianggap sebagai partikel yang bergerak pada bidang miring, buatlah persamaan untuk menentukan gaya gesekan kinetik, apakah gaya gesekan berubah ketika kemiringan bertambah? Ketika massa bertambah? Berikan argumentasi dilengkapi dengan data yang anda peroleh! 4. Berdasarkan hasil eksperimen tuliskan kesimpulan anda berjkaiatn dengan perce[patan gerak benda pada bidang miring, dan prilaku gaya gesekan pada bidang miring.
Catatan : Bapak/Ibu dapat mengembangkan instruksi praktikum ini untuk jenjang SMP dan SMA
2. Pembelajaran Sains Melalui Inquiry
Inquiry dapat dipandang sebagai metode yang digunakan dalam proses pembelajaran, namun ada juga yang memandang inquiry sebagai kemampuan yang harus dimiliki seorang guru ( NSTA, 1998). Secara umum inquiry menunjukkan cara kerja seorang ilmuwan ketika ia mempelajari alam (mengajukan pertanyaan, menemukan fakta-fakta dan membuat kesimpulan berdasarkan fenomena murni) (Popov, 2006), Mengacu pada Tenner and Tenner tahun 1990, Scientific inquiry is “the method of gaining knowledge and transforming it into working power.” Motode kerja dan pengetahuan yang dibangun oleh setiap individu diperoleh berdasarkan kemampuan berfikir (analytical thingking) dan kemampuan mengamati. Sejak tahun 1990 McDermott telah mengembangkan model pembelajaran fisika melalui pendekatan inquiry (physics by inquiry). Pada intinya McDermott mengembangkan pola pemahaman konsep berdasarkan fenomena sains yang dihadirkan oleh pengajar. Seorang pengajar hendaknya mampu mengembangkan mapping konsep agar siswa mampu menyusun pengetahuannya berdasarkan hasil pengamatan dari sebuah fenomena, melalui inilah maka berbagai kemampuan seperti menganalisa, memprediksi, berhipotesa, berargumentasi, melakukan pengukuran, mengambil data, dan menyimpulkan dapat dilatihkan. Dalam physics by inquiry, dianjurkan untuk membangun pengetahuannya melalui proses inquiry terbimbing (siswa guided inquiry). Siswa bekerja dengan alat yang sederhana (relative) untuk melakukan pengamatan, penekanan pada proses doing sains, berfikir kreatif dan mempertimbangkan kecakapan pengetahuan. Siswa melakukan pengamatan, melakukan pengukuran, mencatat, memprediksi, dari halhal yang mereka pelajari di laboratorium. Pada setiap bagian proses siswa dibimbing melalui pertanyaan arahan yang terstruktur. Melalui pendekatan ini siswa membangun pengetahuannya melalui konsep yang diajarkan. Fisika dengan kurikulum inquiry telah memperlihatkan hasil yang efektif dalam memahami konsep fisika bagi mahasiswa tingkat dasar (Thacker et al. 1994 ; Scherr,2003).
The OECD ( 2003) menganjurkan hal yang harus diperhatikan dalam suatu pengajaran sains melalui inquiry , antara lain : 1. Mengembangkan pertanyaan ilmiah dalam suatu pengamatan. 2. Mengidentifikasi fakta yang diperlukan di dalam penyelidikan ilmiah. 3. Menggambarkan kesimpulan sementara. 4. Mengkomunikasikan kebenaran kesimpulan. 5. Mendemonstrasikan untuk menunjukkan pemahaman berdasarkan konsep ilmiah. Berdasarkan hal ini maka calon guru dituntut agar dapat menghadirkan fenomena atau menyediakan kegiatan praktek, sehingga dalam hal ini fungsi laboratorium adalah memberikan pengalaman, berdasarkan hal ini untuk mengembangkan tujuan pembelajaran harus mengarah kepada : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Penguasaan materi subjek. Mempertimbangkan perkembangan ilmiah. Memahami kompleksitas dan ambiguity dari empirical work, Mengembangkan kemampuan praktis. Memahami kerja sains. Melatih interest sains dan interest pembelajaran sains, dan Mengembangkan kemampuan bekerja sama.
Dalam penelitian ini model pembelajaran inquiry dikembangkan untuk meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengembangkan eksperimen, beberapa langkah yang dikembangkan dalam mempersiapkan model ini adalah (National Science Foundation, Foundation Inquiry, p 88) : 1. Mengembangkan berbagai kemampuan yang dapat dibangun : a. Merancang fenomena yang menjadi objek pengamatan berdasarkan konten yang akan diajarkan. b. Mengembangkan instruksi (guide) pertanyaan-pertanyaan untuk merespon hasil pengamatan siswa. c. Merancang proses bimbingan untuk membantu siswa dalam meningkatkan kemampuannya untuk memahami, membuktikan dan menggambarkan kesimpulan.
2. Melakukan bimbingan selama proses pembelajaran a. Membantu siswa dalam melakukan pengamatan untuk memahami konten ( dalam waktu-waktu tertentu). b. Memberikan ide awal untuk menggunakan alat atau bahan untuk membangun konten pembelajaran. c. Menggunakan terminologi konten berdasarkan pengetahuan dan logika matematik.
3. Menggunakan berbagai cara pengukuran assessment a. Mengetahui kemampuan berfikir dan belajar siswa untuk mengidentifikasi dimana siswa mempunyai kekuatan. b. Berkomunikasi dengan siswa, mengembangkan pertanyaan, menimbulkan sugesti, bekerjasama dan berinteraktif. c. Mengamati apa yang dikerjakan oleh semua siswa. d. Membantu siswa untuk menentukan langkah selanjutnya dalam belajar melalui arahan dan anjuran yang sesuai.
4. Sebagai fasilitator yang baik a. Menggunakan pertanyaan open-ended dalam melakukan pengamatan, observasi dan mengembangkan pemikiran. b. Memperhatikan dengan seksama ide yang dikemukakan oleh siswa, komentar dan pertanyaan dalam upaya membantu membangun kemampuan mereka selama proses pembelajaran. c. Memberikan dukungan tentang apa yang mereka amati, yang mereka coba dan apa yang mereka hasilkan hingga penemuan yang dihasilkan dari kegiatan eksperimen. d. Melakukan diskusi dari temuan yang dihasilkan ( kesimpulan). Sejumlah kemampuan dan indikator ketercapaian yang dikembangkan dalam perkuliahan ini antara lain :
Tabel 2.4 Contoh kemampuan yang ingin dicapai melalui laboratorium inquiry dan indikator pencapaiannya, antara lain (kemampuan lainnya dapat dikembangkan); Laboratory by Inquiry No
Kemampuan yang ingin dicapai
Indikator ketercapaian
1.
Mampu mengamati fenomena sains
Mampu berpatisipasi dalam proses pembelajaran : mengamati, bekerja sama untuk mengembangkan ide dari hasil demonstrasi yang teramati .
2.
Mampu mempelajari fenomena sains berdasarkan idea yang dikembangkan.
Mampu menunjukan berbagai perubahan yang terkait dari fenomena sain yang dimunculkan.
3.
Mampu membuat prediksi berdasarkan situasi yang dibayangkan
Dapat menjelaskan kecenderungan hasil berdasarkan pengetahuan yang dimiliki.
4.
Mampu membuat rancangan suatu Mampu menyusun prosedur pengamatan suatu variabel dari pengamatan fenomena sains yang dirancang.
5.
Mampu melakuakn pengambilan data Melaporakan hasil pengamatan dengan benar ? mendapatkan data dengan benar yang berkualitas.
6.
Mampu mengkomunikasikan hasil data Mampu menunjukkan kecenderuangan data melalui pengamatan . grafik/tabel berdasarkan hasil pengamatan .
7.
Mampu membangun konsep melalui Mampu mengkomunikasikan untuk menunjukkan hubungan keterkaiatan pengamatan konsep dalam menjelaskan fenomena sains.
8.
Mampu mengembangkan pertanyaan
9.
Mampu melakukan obsevasi terhadap Dapat melakukan observasi lebih detail untuk menggambarkan prilaku pertanyaan yang diajukan hubungan antar variabel.
10.
Mampu menjelaskan konsep berdasarkan kesimpulan yang diperoleh dari hasil eksperimen.
Dapat menjelaskan konsep berdasarkan kesimpulan dari hasil pengamatan.
11.
Mampu memberikan saran dan kritik dari fenomena yang dihadirkan
Dapat memberikan saran dan kritik dari fenomena yang ditampilkan.
Dapat membuat pertanyaan untuk menghubungkan berbagai konsep lain yang terkait.
3. Probem Solving Laboratory Dalam model yang dikembangkan oleh Heller & heller model pembelajaran Problem-solving Laboratory ini bertujuan menjadikan sebagai sarana untuk mengembangkan berbagai kemampuan diantaranya : (a) mengkonfrontasi konsep awal mereka dengan bagaimana alam bekerja; (b) melatih skill problem solving; (c) belajar menggunakan alat; (d) belajar mendesain ekperimen; (e) mengobservasi sebuah peristiwa yang memerlukan penjelasan yang tidak mudah sehingga mereka menyadari bahwa diperlukan ilmu untuk menjawabnya; (f) mendapatkan apresiasi kesulitan dan kegembiraan saat melakukan eksperimen; (g) mengalami pengalaman seperti ilmuwan asli dan; (h) merasa senang melakukan kegiatan yang lebih aktif dari pada duduk dan mendengarkan. Perbedaan antara desain
laboratorium yang dikembangkan di Universitas Minnesota dengan disain laboratorium tradisional dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2.5 Perbedaan problem solving laboratori dan tradisional laboratori UM problem solving lab Major goal :
Traditional verification lab Major goal :
To illustrate, support what is being To illustrate, support what is being learned in the course and teach learned in the course experimental technique Introduction :
Introduction :
- Students are given a context
- Students are given quantity to
rich problem to solve - Students must apply theory from text/lecture - Students predict what their measurements should yield
compare with measurement - Students are given theory and how to apply it to the lab - Students are given the prediction (value measurement should yield)
Methods :
Methods :
- Students are told what to
- Students are told what to
measure - Students decide in groups how
measure - Students are told how to make
verifikasi
to make the measurements
the measurements
(guided qualitative exploration) Analysis :
Analysis :
- Students decide in groups
- Students usually given analysis
details of analysis - Emphasis in on concepts (quantitatively) Conclusion :
technique - Emphasis is on precision and experimental errors Conclusion :
Students determine if their own Students determine how well their ideas (prediction) match their measurement matches the accepted value measurements.
Pemberian contoh jenis eksperimen problem – solving dilakukan melalui pemberian problem, melalui petunjuk yang dikembangkan, mahasiwa dilatih untuk menerapkan beberapa konsep yang dia ketahui dalam menyelesaikan problem, berhipotesa dan memprediksi tentang experiement yang dapat dikembangkan dalam menjawab problem, mahasiswa diajak untuk mendesain kegiatan eksperimen serta memahami spec alat yang akan dipergunakan, melakukan pengambilan data, melakukan analisis dan menarik kesimpulan berdasarkan data terkait dengan solusi untuk memecahkan problem.
Catatan : contoh inquiry dan problem solving pada power point
Materi 3 : Rubrik , VAlidasi dan Reliabilitas
Tungu dari Anna Ratna Wulan.
