Tahukah Mengapa Ilmu Fisika Diajarkan di Sekolah?

(mamanwijaya.com). @mamanwjy

Ilmu Fisika merupakan bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA). Di Sekolah Dasar (SD), ilmu fisika diajarkan dalam mata pelajaran IPA. Tujuannya diarahkan untuk mencari tahu dan berbuat sehingga dapat membantu peserta didik memperoleh pemahaman mendasar tentang alam sekitar (Depdiknas, 2006).

Di SMP (Sekolah Menengah Pertama) dan SMA (Sekolah Menengah Atas), Fisika diajarkan dalam mata pelajaran tersendiri, yaitu mata pelajaran Fisika. Menurut Peraturan Menteri (Permen) Diknas No. 22 Tahun 2006, pertimbangannya adalah bahwa pelajaran Fisika dimaksudkan untuk: (1) membekali peserta didik ilmu fisika guna memahami alam sekitar; (2) menumbuhkan kemampuan berpikir yang berguna untuk memecahkan masalah di dalam kehidupan sehari-hari; dan (3) membekali peserta didik kemampuan khusus yaitu pengetahuan, pemahaman dan sejumlah kemampuan yang dipersyaratkan untuk memasuki jenjang pendidikan yang lebih tinggi serta mengembangkan ilmu dan teknologi (Depdiknas, 2006).

Dilihat dari tujuan tersebut, terutama nomor 2, tampak bahwa ilmu fisika bukan hanya berupa kumpulan ilmu pengetahuan, tetapi juga berupa kemampuan berpikir untuk keperluan pemecahan masalah. Pemecahan masalah dapat dilakukan secara sistematis melalui penggunaan metode ilmiah. Pengajaran fisika pada hakekatnya adalah menggunakan disiplin kerja ilmu fisika (metode ilmiah) untuk menumbuhkan kecakapan-kecakapan generik yang diperlukan dalam menjalankan tugas-tugasnya dalam kehidupan (Brotosiswojo, 2000).

Implikasi dari hakekat pengajaran fisika bagi guru fisika SMA adalah bahwa pembelajaran fisika diarahkan untuk menumbuhkan pemahaman materi subyek fisika dan disiplin kerja atau keterampilan prosedural. Arah penekanannya bergantung pada bagian mana yang lebih diutamakan untuk ditumbuhkan, sehingga model atau pendekatan pembelajaran yang diterapkan akan berbeda-beda.

Holubova (2008) telah mencoba dan meneliti penggunaan pembelajaran berbasis proyek (Project-based Learning) sebagai metode untuk meningkatkan efektivitas mengajar fisika. Proyek yang diajarkannya diantaranya: (1) matahari sebagai bintang terdekat, lalu dilakukan pengukuran terhadap suhu, jarak, radiasi, gerak, dan lain-lain; (2) efek fotolistrik, kemudian membuat sel matahari; dan (3) identifikasi sifat-sifat air. Dengan cara itu, menurut Holubova, peserta didik bisa merancang, membuat model, melakukan sesuatu, mengumpulkan data, sekaligus mempresentasikan hasil karyanya. Mereka dapat berinteraksi secara langsung dengan alam.

Bagi topik-topik fisika yang sulit diamati secara langsung, Dissertori (2005) mencoba menggunakan pendekatanproblem-based leraning dalam pengajaran berorientasi riset (Research-Oriented Teaching) melalui penggunaan multimedia komputer. Topik yang diangkatnya adalah Fisika Partikel (Fisika Modern). Pendekatan tersebut digunakan untuk mempermudah akses data Fisika Partikel yang sulit diperoleh, menambah motivasi dan memberikan pengalaman lebih nyata tentang Fisika Partikel tersebut. Pendekatan pembelajaran yang mirip dengan itu juga dilakukan oleh Kauchak & Eggen (2007) melalui Research-Based Methods.

Berkaitan dengan sulitnya memperoleh data hasil percobaan, Liong & Brotosiswojo (2000) mengajukan usul untuk pembelajaran fisika dengan “Percobaan Fisika dalam Pikiran”. Kedengarannya aneh, tapi metode tersebut sering dilakukan oleh para ahli fisika. Hal itu dapat menumbuhkan beberapa kemampuan yang salah satunya adalah kemampuan pemodelan matematika. Hartono (2006) mencoba menyajikan pembelajaran fisika modern melalui “percobaan fisika dalam pikiran” itu. Peserta didik dibimbing melalui Lembar Kegiatan Percobaan (LKP) yang berisi perintah-perintah untuk diikuti dan dipikirkan. Tujuannya adalah melatih kemampuan memahami ketaat-azasan hukum alam, kepekaan terhadap satuan pengukuran, sebab akibat, pemodelan matematika, inferensi logika, dan membangun model.

Brotosiswojo (2000) merancang dan membuat pembelajaran fisika dengan menggunakan spreadsheet untuk melatih kemampuan pemodelan matematika dalam melukiskan gejala dan perilaku alam. Spreadsheet tersebut dimanfaatkan untuk membuat pemodelan gerak satu dimensi dan dua dimensi, pemodelan dengan persamaan diferensial derajat satu, dan pemodelan dengan persamaan diferensial derajat dua. 

Dengan bantuan spreadsheet, gerak satu dimensi seperti pada ayunan sederhana dan gerak dua dimensi seperti pada gelombang dan superposisi gelombang dapat dibuat model dari proses dinamikanya, sehingga bisa diamati bagaimana posisi benda pada saat-saat tertentu yang berubah terhadap waktu. Model persamaan diferensial derajat satu digunakan untuk melukiskan gejala peluruhan radioaktif, waktu-paroh, dan penurunan suhu secangkir kopi panas. Sedangkan persamaan diferensial derajat dua digunakan untuk memodelkan gejala gaya pegas, getaran teredam, dan kuat arus listrik pada rangkaian RLC.

Pemodelan bentuk lain yang menggunakan teknologi lebih canggih ditawarkan oleh Michael J. Ruiz. Ruiz (2009) memanfaatkan YouTube Videos untuk bahan pembelajaran pada topik kinematika. Video yang dimanfaatkan oleh Ruiz di antaranya adalah berisi rekaman speedometer sebuah sepeda motor yang sedang dijalankan dan juga rekaman gerak pendulum Foucault yang berada di Prancis. Model gerakan jarum speedometer-nya kemudian dilukiskan dalam bentuk grafik kecepatan terhadap waktu sehingga mudah dianalisis. Untuk gerakan pendulum, dibuat juga modelnya berupa grafik posisi terhadap waktu.

Melalui pemodelan yang telah dibuat tersebut, suatu gejala alam dapat diamati karakteristiknya, untuk kemudian ditarik kesimpulan logis. Setelah itu kemudian dicari manfaatnya guna memecahkan masalah yang dihadapi. Sebagai contoh, model getaran teredam dapat dimanfaatkan untuk mengidentifikasi jenis dan kualitas keramik bahan lantai rumah. Model pendulum atau ayunan sederhana dapat dimanfaatkan untuk mengukur besar percepatan gravitasi bumi di suatu titik di permukaan bumi.

Contoh pemanfaatan pemodelan dari suatu konsep yang lebih rumit, dalam lingkup mekanika kuantum, dikemukakan oleh Benny Suprapto Brotosiswojo. Sebagaimana diketahui, gambaran gejala alam dari mekanika kuantum sangat abstrak. Tetapi karakteristiknya dapat dilukiskan dengan pemodelan matematika dalam sebuah Ruang Vektor R yang dimensinya kadang-kadang mencapai tak berhingga (Brotosiswojo, 2001). Menurutnya, ruang tersebut dibangun oleh kumpulan vektor yang ortonormal.

Sifat-sifat yang dimiliki oleh mekanika kuantum tersebut unik, sehingga dengan keunikannya itu dapat dimanfaatkan untuk membangun sistem sandi kriptografi (Brotosiswojo, 2001). Kriptografi adalah cara mengacak informasi agar hanya orang tertentu saja yang dapat menemukan kembali isi informasi tersebut. Sistem sandi yang dibangun dengan memanfaatkan mekanika kuantum ini dijamin 100% aman dari sadapan pihak lain.

Pada dasarnya semua topik dalam ilmu fisika, baik yang sederhana maupun yang komplek, dapat dimanfaatkan sesuai sifat yang dimilikinya. Namun di dalam pembelajaran, keberhasilannya itu bukan hanya ditentukan oleh pendekatan pada bagian dari aspek mana yang lebih ditekankan, tetapi juga bergantung pada bagian komponen dan ranah mana yang seharusnya mendapat penanganan. Brotosiswojo (2000) mengemukakan bahwa komponen pembelajaran yang perlu ditangani adalah (1) komponen komunikasi; (2) komponen bentuk informasi; (3) komponen keterampilan; (4) komponen urutan kegiatan pembelajaran; dan (5) komponen evaluasi keberhasilan.  Sedangkan ranah pembelajaran yang dimaksud adalah ranah pengamatan dan ranah penalaran.

Jadi, ilmu fisika diajarkan di sekolah itu bukan karena agar siswa menjadi ahli fisika. Arah dari pembelajaran fisika lebih didasarkan pada uraian di atas, yaitu ditekankan pada aspek kemampuan procedural, bagaimana pelajaran fisika itu dapat diperankan untuk mengembangkan kemampuan generik siswa. Kemampuan generik inilah yang kemudian akan menjadi bekal mendasar untuk memecahkan permaslahan-permasalahan yang dihadapi siswa dalam kehidupannya di era Industry 4.0. (mamanwijaya.com)***

Kepustakaan:

Brotosiswojo,  B. S. (2000). Hakekat Pembelajaran MIPA dan Kiat Pembelajaran Fisika di Perguruan Tinggi. Jakarta : Proyek Pengembangan Universitas Terbuka, Ditjen Dikti, Depdiknas.

Brotosiswojo, B. S. (2001). “Memanfaatkan Mekanika Kuantum untuk Kriptografi”. Integral. 6 (1), 23-29.

Departemen Pendidikan Nasional. (2006). Peraturan menteri Pendidikan Nasional Republik Indonesia Nomor 22 Tahun 2006 tentang Standar Isi untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta : Depdiknas.

Dissertori, G. (2005). Research-Oriented Teaching of Practicle Physics [Online]. Tersedia : http://www.chipp.ch/outrechdocuments/ GD_graz04_ipep_ proc.pdf. [31 Mei 2009].

Hartono. (2006). Pembelajaran Fisika Modern bagi Mahasiswa Calon Guru. Disertasi Doktor pada Program Pascasarjana UPI. Bandung : tidak diterbitkan.

Holubova, R. (2008). Effective Teaching methods – Project-based Learning in Phsics. Dalam US-China Education Riview [Online], Vol. 5, (12), 9 halaman. Tersedia : http://www.teacher.org.cn/doc/ucedu200812/ ucedu20081204.pdf  [22-3-2009].

Kauchak, D. P. & Eggen, P. D. (2007). Learning and Teaching, Research-Based Methods. Boston: Pearson Education, Inc.

Liong, T. H. dan Brotosiswojo,  B. S. (2000). Hakekat Pembelajaran MIPA dan Kiat Pembelajaran Fisika di Perguruan Tinggi. Jakarta : Proyek Pengembangan Universitas Terbuka, Ditjen Dikti, Depdiknas.Ruiz, M. J. (2009). Kinematic Measurements from YouTube Videos. Dalam The Physics Teacher [Online], Vol. 47, (April), 4 halaman. Tersedia : http://scitation.aip.org/getpdf/servlet/GetPDFServlet?filetype=pdf&id=PHTEAH000047000004000200000001&idtype=cvips. [22 Maret 2009].

.

Bagi teman-teman yang mempunyai tulisan atau karya yang bisa bermanfaat buat para pembaca, bisa dipublikasisan di website ini. Kirimkan tulisan ke email: mamanwjy@gmail.com.