Makalah Pentingnya Lab Sains - PIPIT [PDF]

Citation preview

PENTINGNYA LABORATORIUM PENDIDIKAN SAINS Disusun untuk memenuhi tugas matakuliah Manajement Laboratorium yang dibina oleh Drs.Kadim Masjkur, M.Pd



Oleh Pipit Yogantari



100321400858



Ayu Surya Agustin



100321400869



Sakhinatul Muhima



100321406338



FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG JURUSAN FISIKA FEBRUARI 2013



Laboratorium merupakan salah satu sarana penunjang proses pembelajaran, khususnya mata pelajaran Sains/IPA (Fisika, Kimia, Biologi) laboratorium menjadi sangat penting. Dalam tulisan ini, kami akan membahas pentingnya laboratorium IPA (Sains) dipandang dari 3 aspek.



1. Tuntutan Kurikulum Pendidikan Sains Berdasarkan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) guru fisika sangat dituntut dalam kreatifitas membuat alat-alat sederhana yang mampu menjelaskan teori dan konsep fisika, sesuai dengan peralatan yang ada dan kondisi daerahnya agar tervisualisasi sehingga mudah dipahami dan dimengerti siswanya. Untuk itu peranan laboratorium fisika menjadi sangat penting, karena laboratorium merupakan pusat proses belajar mengajar untuk mengadakan percobaan, penyelidikan atau penelitian (Ar1, 2007). Adapun peranan laboratorium sekolah antara lain : 1. Laboratorium sekolah sebagai tempat timbulnya berbagai masalah sekaligus sebagai tempat untuk memecahkan masalah tersebut. 2. Laboratorium sekolah sebagai tempat untuk melatih keterampilan serta kebiasaan menemukan suatu masalah dan sikap teliti. 3. Laboratorium sekolah sebagai tempat yang dapat mendorong semangat peserta didik untuk memperdalam pengertian dari suatu fakta yang diselidiki atau diamatinya. 4. Laboratorium sekolah berfungsi pula sebagai tempat untuk melatih peserta didik bersikap cermat, bersikap sabar dan jujur, serta berpikir kritis dan cekatan. 5. Laboratorium sebagai tempat bagi para peserta didik untuk mengembangkan ilmu pengetahuannya (Emha, 2002). Sedangkan menurut (Rustaman, 1995) peranan laboratorium dalam pembelajaran sekolah ada 4, yaitu : 1. Praktikum membangkitkan motivasi belajar sains. Dalam belajar, siswa dipengaruhi oleh motivasi. Melalui kegiatan laboratorium, siswa diberi kesempatan untuk memenuhi dorongan rasa ingin tahu dan ingin bisa. 2. Praktikum mengembangkan keterampilan dasar melakukan eksperimen. Dengan adanya kegiatan praktikum di laboratorium akan melatih siswa untuk mengembangkan kemampuan bereksperimen dengan melatih kemampuan mereka dalam mengobservasi dengan cermat, mengukur secara akurat dengan alat ukur yang sederhana atau lebih canggih, menggunakan dan menangani alat secara aman, merancang, melakukan dan menginterpretasikan eksperimen. 3. Praktikum menjadi wahana belajar pendekatan ilmiah. Para ahli meyakini bahwa cara yang terbaik untuk belajar pendekatan ilmiah adalah dengan menjadikan siswa sebagai ilmuwan. Pembelajaran sains sebaiknya dilaksanakan melalui pendekatan inkuiri ilmiah (scientific inquiry).



4. Praktikum menunjang materi pelajaran Praktikum memberikan kesempatan bagi siswa untuk menemukan teori, dan membuktikan teori. Analisis kurikulum SMP/MTs dan SMA/MAN Berdasarkan kurikulum 2006 atau KTSP untuk mata pelajaran sains atau IPA tingkat sekolah menengah, baik SMP maupun MTs terdiri dari 18 standar kompetensi. Dari 18 standar tersebut ada 7 standar yang berkaitan dengan materi fisika. Dari 7 standar kompetensi dijabarkan lagi menjadi 17 kompetensi dasar lalu dilihat hanya terdapat beberapa kompetensi saja yang terkait dengan materi pokok fisika seperti ditunjukkan pada tabel berikut : Tabel Standar Kompetensi mata pelajaran sains SMP dan MTs yang terkait dengan fisika STANDAR KOMPETENSI prosedur ilmiah untuk mempelajari benda-benda alam dengan menggunakan peralatan (kelas VII semester 1) Memahami wujud zat dan perubahannya (kelas VII semester 1) Memahami gejala-gejala alam melalui pengamatan (kelas VII semester 2)



Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari (kelas VIII semester 2) Memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang dan optika dalam produk teknologi sehari-hari (kelas VIII semester 2) Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari (kelas IX semester 1) Memahami konsep kemagnetan dan penerapannya dalam



KOMPETENSI DASAR 1.3 Melakukan pengukuran dasar secara teliti dengan menggunakan alat ukur yang sesuai dan sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari 3.3 Melakukan percobaan yang berkaitan dengan pemuaian dalam kehidupan sehari-hari



PRAKTIKUM praktikum tentang pengukuran



5.2 Menganalisis data percobaan gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari 5.4 Melakukan percobaan tentang pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari 6.3 Menyelidiki sifat-sifat cahaya dan hubungannya dengan berbagai bentuk cermin dan lensa



Praktikum tentang GLBB



3.2 Menganalisis percobaan listrik dinamis dalam suatu rangkaian serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari 4.3 Menerapkan konsep induksi elektromagnetik untuk menjelaskan



Praktikum tentang kelistrikan



praktikum tentang pemuaian



Praktikum tentang pesawat sederhana/atwood Praktikum tentang optik



Praktikum tentang kemagnetan



kehidupan sehari-hari (kelas IX semester 2)



prinsip kerja beberapa alat yang memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik Dari 36 kompetensi dasar terdapat 10 kompetensi dasar yang terkait secara langsung dengan praktikum di laboratorium. Sedangkan untuk SMA atau MAN terdiri dari 13 standar kompetensi. Dari 13 standar kompetensi dijabarkan lagi menjadi 37 kompetensi dasar. Ada beberapa kompetensi dasar yang terkait dengan praktikum di laboratorium fisika namun beberapa juga tidak. Hal ini ditunjukkan pada tabel berikut : Tabel Standar Kompetensi mata pelajaran fisika SMA dan MAN STANDAR KOMPETENSI KOMPETENSI DASAR Menerapkan konsep dan prinsip 2.1 Menganalisis besaran fisika pada dasar kinematika dan dinamika gerak dengan kecepatan dan benda titik (kelas X semester 1) percepatan konstan 2.3 Menerapkan Hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika untuk gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan Menerapkan konsep kalor dan 4.2 Menganalisis cara perpindahan kalor prinsip konservasi energi pada 4.3 Menerapkan asas Black dalam berbagai perubahan energy pemecahan masalah (kelas X semester 2) Menerapkan konsep kelistrikan 5.3 Menggunakan alat ukur listrik dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknolog (kelas X semester 2) Menerapkan prinsip kerja alat- 3.1 Menganalisis alat-alat optik secara alat optik (kelas X semester 2) kualitatif dan kuantitatif



PRAKTIKUM Percobaan Kereta dan Pewaktu Ketik/Atwood



Percobaan kalorimeter



Percobaan hukum ohm



Percobaan optika



3.2 Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari Menganalisis gejala alam dan 1.3 Menganalisis pengaruh gaya pada keteraturannya dalam cakupan sifat elastisitas bahan mekanika benda titik (kelas XI semester 1) Menerapkan konsep dan prinsip 2.2 Menganalisis hukum-hukum yang mekanika klasik sistem kontinu berhubungan dengan fluida statik dan dalam menyelesaikan masalah dinamik serta penerapannya dalam (kelas XI semester 2) kehidupan sehari-hari Menerapkan konsep dan prinsip 1.3 Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam gelombang bunyi dan cahaya dalam menyelesaikan masalah (kelas teknologi XII semester 1)



Percobaan Hooke



Percobaan bejana berhubungan Percobaan resonansi / Sonometer



Menerapkan konsep kelistrikan 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan Percobaan dan kemagnetan dalam berbagai gaya magnetik pada beberapa produk Listrik Magnet penyelesaian masalah dan teknologi produk teknologi 2.3 Memformulasikan konsep induksi (kelas XII semester 1) Faraday dan arus bolak-balik serta penerapannya Standar kompetensi bekerja ilmiah, yaitu mendemonstrasikan pengetahuan tentang pengukuran gejala-gejala alam dalam bekerja ilmiah: memecahkan masalah, bersikap ilmiah, dan berkomunikasi ilmiah, dijabarkan menjadi empat kompetensi dasar yaitu (1) merencanakan penelitian ilmiah dalam bidang fisika, (2) melaksanakan penelitian ilmiah dalam bidang fisika, (3) mengkomunikasikan hasil penelitian ilmiah, dan (4) bersikap imiah. Pembelajaran kompetensi tersebut selain membutuhkan kemampuan guru dalam penguasaan produk sains juga menuntut guru dalam penguasaan keterampilan proses. Oleh karena itu, hal tersebut hanya dapat dicapai dengan adanya laboratorum sains yang menunjang kegiatan pembelajaran fisika di sekolah.Hal ini menunjukkan laboratorium pendidikan sains berperan penting bila dipandang dari kurikulumnya.



2. Tuntutan perkembangan berfikir siswa Perkembangan berfikir siswa merupakan sesuatu yang kompleks yang berhubungan dengan proses kognitif pada siswa, banyak faktor yang turut berpengaruh dan saling terjalin dalam berlangsungnya proses perkembangan tersebut. Baik unsur-unsur bawaan maupun unsur-unsur pengalaman yang diperoleh dalam berinteraksi dengan lingkungan sama-sama memberikan kontribusi tertentu terhadap arah dan laju perkembangan siswa tersebut. Menurut Jean Pigeat, bahwa setiap anak akan mengalami perkembangan kognitif sebagai berikut Sensori motor : 0-2 tahun Praoperasional konkret : 2-7 tahun Operasional konkret : 7-11 tahun Operasional formal : 11- 15 tahun Karena kawasan yang akan kita jelajahi adalah SMP dan SMA maka menurut tahapan Piaget, yang perlu kita soroti adalah tahap operasional konkrit. Operasional konkrit terdiri dari operasi-operasi tindakan-tindakan mental yang memungkinkan anak melakukan tindakan secara mental apa yang telah dilakukan sebelumnya secara fisik. Banyak operasi konkret yang diidentifikasikan oleh Piaget berfokus pada cara anak-anak bernalar tentang properti objek-objek. Anak pada operasional konkrit mempunyai ciri, penggunaan logika yang memadai. Dalam tahapan ini, terdapat proses decentering, dimana anak mulai dapat mempertimbangkan beberapa aspek dari suatu permasalahan untuk bisa memecahkan permasalahannya. Karakteristik pemikiran operasional konkrit : - Dapat melakukan operasi-operasi, dengan mengubah tindakan secara mental, memperlihatkan ketrampilan-ketrampilan konservasi.



- Penalaran secara logis menggantikan penalaran intuitif, tetapi hanya di dalam keadaan-keadaan konkret. - Tidak abstrak (misalnya : tidak dapat membayangkan langkah-langkah persamaan aljabar). - Keterampilan-keterampilan klasifikasi dapat menggolongkan benda-benda ke dalam perangkat-perangkat dan sub-sub perangkat dan bernalar tentang keterkaitannya. Implikasi dari pemahaman terhadap teori perkembangan berpikir tersebut pada pembelajaran fisika adalah bagaimana membantu siswa mengalami yang sedang mengalami pergeseran proses berpikir. Tugas guru adalah memfasilitasi perkembangan berpikir siswa. Di tingkat SD, sains akan lebih sesuai dibelajarkan melalui pengalaman empirik yang melibatkan pengalaman langsung, sehingga memungkinkan siswa memperoleh pengetahuan melalui proses induksi (empirical inductive). Menurut Piaget mulai usia sekitar 11 tahun yakni tahapan yang telah kita bahas pada paragraph sebelumnya, anak sudah mulai mampu berpikir hypothetical deductive, yaitu berpikir yang berawal dari suatu kemungkinan, maka pembelajaran di SMP diharapkan dapat memfasilitasi terjadinya pergeseran tingkat berpikir ke arah tersebut dengan mulai melatih mengembangkan inferensi logika yang berawal dari kemungkinan-kemungkinan (hipotesis). Di tingkat SMA kemampuan-kemampuan tersebut perlu terus dikembangkan sehingga menjadi kebiasaan dalam pemecahan masalah. Pada pembelajaran Sains, kemampuan berpikir dan pemecahan masalah (problem solving) bukanlah hal yang asing. Dalam semua proses penemuan produk ilmiah, yang terdiri dari konsep dan sistem konseptual (prinsip, teori, hokum), ilmuwan menempuh prosedur yang menuntut kemampuan berpikir dan problem solving tingkat tinggi yang sering disebut dengan istilah proses ilmiah atau kerja ilmiah (doing science). Oleh karena itu, sesuai dengan karakteristik tersebut pendidikan sains diharapkan tidak sekedar transfer pengetahuan hasil temuan para ilmuwan, tetapi juga mampu mengembangkan kemampuan berpikir melalui proses bekerja ilmah seperti yang dilakukan oleh ilmuwan. Kemampuan berpikir yang dikembangkan antara lain tentang berpikir proporsi, rasio, analogi, prediksi, dan kemampuan proses ilmiah lainnya, seperti merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variable, merancang percobaan dan melakukannya, membuat dan menafsirkan grafik, menafsirkan kesalahan pengukuran, menarik kesimpulan. Dengan melakukan praktikum, siswa dapat lebih memahami dan mendalami ilmu Sains karena kembali pada hakekatnya sendiri bahwa Sains adalah pembelajaran yang diperoleh melalui pengalaman empirik melalui suatu proses ilmiah tertentu dengan mengembangkan sikap ilmiah. Proses ilmiah tersebut hanya dapat diperoleh siswa dengan melakukan sendiri dan menemukan sendiri ilmunya melalui kegiatan praktikum di laboratorum pendidikan sains. Hal ini menunjukkan pentingnya laboratorium sains untuk menunjang perkembangan berpikir siswa.



3. Peranan Laboratorium Sains Dipandang Dari Aspek Tuntutan Teori



Belajar Sains Sains dipandang sebagai suatu proses sekaligus produk, sehingga dalam pembelajarannya harus mempertimbangkan strategi atau metode pembelajaran yang efektif dan efisien, yaitu melalui kegiatan praktek. Menurut Tamir (2005) melalui kegiatan praktek siswa dapat melakukan olah pikir (minds on) dan juga olah tangan (hands on). Kegiatan praktek dalam pembelajaran sains mempunyai peran motivasi dalam belajar antara lain, memberi kesempatan kepada siswa untuk mengembangkan sejumlah keterampilan, meningkatkan kualitas belajarnya, selain itu dengan melalui eksperimen siswa dapat memperoleh pengalaman langsung dengan gejala fisik yang dipelajari. Kerja laboratorium merupakan pendekatan yang tepat digunakan dalam pembelajaran sains. Laboratorium adalah jantung dari kegiatan pembelajaran ilmu pengetahuan alam dan merupakan tempat digunakan orang untuk mempersiapkan suatu kegiatan dalam belajar ilmu pengetahuan alam dengan semua metodenya. Dalam pendidikan sains khususnya Fisika, kegiatan laboratorium merupakan bagian integral dari kegiatan belajar mengajar (Rustaman, et al.(2005). Hakekat IPA yang mengutamakan proses dan produk menuntut kemampuan siswa menerapkan konsep dalam situasi nyata. Hal ini menuntut siswa mampu menyeimbangkan kemampuan konseptual dan prosedural. Hodson (1991) mengemukakan bahwa kegiatan di laboratorium memiliki empat fungsi utama, yaitu : a) Untuk melaksanakan percobaan, b) Kerja Laboratorium, c) Praktikum, d) Pelaksanaan didaktif pendidikan IPA. Keempat fungsi tersebut apabila ditampilkan dalam bentuk hierarki seperti ditunjukkan dalam gambar. Pelaksanaan Didaktif Pendidikan IPA Praktikum



Kerja Laboratorium



Eksperimen



Gambar 3.1 Hierarki Antar Fungsi-Fungsi Kegiatan di Laboratorium Sumber : Depdiknas (2007)



a) Peranan Laboratorium Sains Dipandang Dari Aspek Tuntutan Teori Belajar Behavioristik Pembelajaran yang berlangsung di sekolah seyogyanya menerapkan prinsip-prinsip teori kognitif, konstruktivistik serta teori pemodelan tingkah laku (behavioristik) agar kemandirian aktif siswa sebagai pebelajar dapat diwujudkan. Teori psikologi belajar yang sangat besar mempengaruhi arah pengembangan teori dan praktek pendidikan dan pembelajaran hingga kini adalah teori behaviorisme. Bila dilihat dari implementasi pembelajaran behavioristik, pembelajaran disekolah sebaiknya : a) Ditujukan sebagai pelatihan skill Skill process atau keterampilan proses dapat diperoleh seorang siswa dalam pelajaran IPA (fisika) yang merupakan ilmu gejala alam yang diajarkan melalui ketrampilan praktikum di laboratorium. Hal ini dikarenakan keterampilan proses menuntut siswa dapat menggunakan alat, mencari data, menafsirkannya hingga menemukan suatu konsep berdasarkan ilmu fisika. Kegiatan tersebut dapat dilakukan siswa dengan melakukan kegiatan di laboratorium sains. b) Metode pembelajaran yang sesuai adalah ceramah dan eksperimen instruksi Menekankan pada eksperimen instruksi, berarti siswa sebaiknya diajarkan dengan mempraktekkan langsung materi-materi fisika yang ada sehingga dibutuhkan laboratorium sains untuk menunjang kegiatan tersebut. b) Peranan Laboratorium Sains Dipandang Dari Aspek Tuntutan Teori Belajar Konstruktivistik Kegiatan laboratorium merupakan bagian yang penting dari pembelajaran IPA. Kegiatan Laboratorium ditujukan untuk membantu siswa mengembangkan pemahaman, kemampuan kognitif, berpikir kreatif, dan sikap ilmiah melalui keterlibatannya dalam hand-on activity dan mind-on activity. Dalam kegiatan laboratorium pembelajar berhadapan dengan objek dan permasalahan, memecahkan masalah-masalah itu sampai menemukan kesimpulan yang signifikan dan relevan. Kegiatan laboratorium dalam pembelajaran digunakan untuk mencapai berbagai tujuan yaitu tujuan kognitif, praktikal, dan afektif. Tujuan kognitif berhubungan dengan belajar konsep-konsep ilmiah, mengembangkan keterampilan problem solving, dan meningkatkan pemahaman metode ilmiah. Tujuan-tujuan praktikal berhubungan dengan pengembangan keterampilanketerampilan dalam melakukan penelitian-penelitian IPA, analisis data, berkomunikasi, dan ketrampilan bekerja sama. Tujuan-tujuan afektif berhubungan dengan motivasi terhadap sains, tanggapan dan kemampuan memahami lingkungan.



Dalam pandangan teori Konstruktivistik mengisyaratkan bahwa:  Sekolah seharusnya mencerminkan masyarakat yang lebih besar, dan kelas merupakan laboratorium untuk pemecahan masalah kehidupan yang nyata  Pembelajaran di sekolah seharusnya lebih memiliki manfaat  Munculkan rasa ingin tahu siswa, agar memotivasi serta secara aktif membangun tampilan dalam otak siswa  Pembelajaran harus melibatkan siswa secara mandiri dalam melakukan eksperimen atau dalam arti luas memberi kesempatan siswa mencoba segala sesuatu untuk melihat apa yang terjadi, mengajukan pertanyaan dan menemukan sendiri jawabannya.  Terjadinya interaksi sosial dalam pembelajaran memacu terbentuknya ide baru dan memperkaya perkembangan intelektual siswa. Belajar lebih diarahkan pada experimental learning yaitu merupakan adaptasi kemanusiaan berdasarkan pengalaman konkrit di laboratorium, diskusi dengan teman sekelas, yang kemudian dikombinasikan dan dijadikan ide dan pengembangan konsep baru. Karenanya aksentuasi dari mendidik dan mengajar tidak terfokus pada si pendidik melainkan pada pebelajar. Penguasaan teknologi pembelajaran dan kemandirian aktif siswa dalam belajar dapat diwujudkan dalam masyarakat sekolah atau kelas dengan alternatif menerapkan suatu model pembelajaran, yang mana model pembelajaran yang dipilih harus benarbenar sesuai dengan tujuan yang akan dicapai serta karakter materinya. Dalam proses pembelajaran ilmu Fisika keaktifan siswa merupakan inti dari pola belajar dengan pendekatan konstruktivis, hal ini dapat tercermin dari aktifnya para siswa membaca sendiri, mengaitkan konsep-konsep baru dengan berdiskusi dan menggunakan istilah, konsep dan prinsip yang baru mereka pelajari diantara mereka. Dalam pendekatan konstruktivis siswa secara aktif membangun pengetahuannya sendiri berdasarkan “apa yang diketahui siswa”. Sedangkan guru berperan sebagai narasumber yang bijak dan berpengetahuan serta berfungsi sebagai sutradara yang mengendalikan proses pembelajaran dan siap membantu siswa apabila ada kesulitan dalam proses pembelajaran. Laboratorium sebagai sarana sumber belajar merupakan salah satu alternatif proses pembelajaran Fisika dengan basis laboratorium yang dapat menerjemahkan konsepkonsep abstrak ke dalam bentuk konkrit, mengapresiasikan permasalahan sehari-hari dalam masyarakat, teknologi dan lingkungan sekitar serta memecahkannya secara berfikir sistematis, analitis dan alternatif. Pada dasarnya mata pelajaran Fisika merupakan salah satu mata peajaran sains yang diharapkan sebagai sarana mengembangkan kemampuan berpikir analitis deduktif dengan menggunakan berbagai konsep dan prinsip Fisika untuk menjelaskan berbagai



peristiwa alam. Tujuan pembelajaran mata pelajaran Fisika SMA yang dicanangkan Depdiknas adalah agar siswa menguasai konsep dan prinsip Fisika untuk mengembangkan pengetahuan, keterampilan dan sikap percaya diri sehingga dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Pembentukan pengetahuan menurut konstruktivistik memandang subyek aktif menciptakan struktur-struktur kognitif dan interaksinya dengan lingkungan. Interaksi kognitif akan terjadi sejauh realitas tersebut disusun melalui struktur kognitif yang diciptakan oleh subyek itu sendiri. Struktur kognitif senantiasa harus diubah dan disesuaikan berdasarkan tuntutan lingkungan dan organisme yang sedang berubah. Proses penyesuaian diri terjadi secara terus menerus melalui proses rekonstruksi. Yang penting dalam teori belajar konstruktivisme adalah proses pembelajaran, si pebelajarlah yang harus mendapatkan penekanan. Merekalah yang harus aktif mengembangkan pengetahuan mereka, bukan orang lain. Mereka yang harus bertanggung jawab terhadap hasil belajarnya. Kreativitas dan keaktifan siswa akan membantu mereka untuk berdiri sendiri dalam kehidupan kognitif siswa.