Sastra dan Science

Walaupun sains pada dasarnya bertujuan untuk mengumpulkan berbagai pengetahuan tentang dunia sekitar, pada kenyataannya sains tidak dapat dan tidak bisa berada dalam lingkup sosial yang kosong. Karenanya sains tidak dapat dipisahkan dari upaya-upaya umat manusia, sains tidak dapat dibahas tanpa mengacu baik secara sekilas maupun langsung pada sejumlah persoalan sosial, politik, agama dan filsafat. Akibatnya, materi pelajaran sains yang diajarkan di sekolah pun haruslah dihubungkan dengan lingkungan sosial dimana sains tersebut berkembang dan digunakan.

Ketika ilmuwan dikatakan bahwa mereka harus bertanggung jawab terhadap dampak sains pada masyarakat luas, wajah sains yang berhubungan dan mempunyai dampak langsung (baik positif maupun negatif) tersebut biasanya adalah aplikasi dari sains yaitu teknologi. Definisi yang luas tentang teknologi adalah segala aspek dari aktivitas teknis manusia, tidak hanya yang menghasilkan produk dari pabrik namun juga akumulasi pengetahuan teknis dan berbagai teknik spesifik yang digunakan. Terdapat dua syarat aplikasi sains yang berbentuk teknologi supaya bisa layak, yang pertama adalah harus rasional (suatu kaidah yang berasal dari sains) dan kedua adalah harus efisien, yaitu dalam hal penggunaan waktu, tenaga dan biaya.

Pandangan tentang sains dan hubungan eratnya dengan teknologi, memunculkan perspektif baru terhadap pendidikan sains di sekolah. Kita tidak hanya secara cepat dan bisa memiliki produk teknologi bagi kehidupan sehari-hari, kita juga mempunyai produk teknologi yang makin kompleks dan makin maju yang merubah kualitas hidup manusia. Bioteknologi misalnya, pada saat ini mampu memanipulasi proses dan mengubah suatu proses alami secara dramatis. Kelahiran Dolly yang diumumkan pada tahun 1996, domba hasil cloning mengubah persepsi bahwa sel reproduksi saja yang bisa menjadi mahluk hidup, sekaligus aplikasi pada pada mahluk hidup lainnya. Berbagai hal ini merupakan informasi penting bagi siswa dan akan menjadi bagian penting dari kurikulum sains sekolah. Tetapi berbagai hal tersebut tidak hanya akan membawa perubahan pada pengetahuan dan system nilai dari sains dan teknologi saja, namun hal lainnya juga seperti perspektif sosial yang berhubungan dengan kualitas hidup, factor ekonomi dan pertimbangan etis.

Pengajaran sains di sekolah yang menyertakan perkembangan sains dan teknologi diharapkan mendorong siswa untuk menilai berbagai sains dan teknologi yang ada. Pandangan ini sepertinya akan meniadakan fokus tradisional dari mata pelajaran sains. Namun, penekanan pada sains dan teknologi ini akan mengembangkan pemahaman siswa terhadap latar belakang pengetahuan yang berhubungan dengannya, walaupun dalam beberapa hal melibatkan hal yang rumit. Pengetahuan tradisional dari mata pelajaran sains tidak akan pernah hilang, malahan relevansi mata pelajaran terhadap dunia nyata dan daya tarik buat siswa akan meningkat.

Hal lain yang menjadi perhatian adalah terdapatnya perbedaan cara pandang dari cara pandang ilmiah dengan cara pandang yang biasa digunakan sehari-hari. Pendapat umum yang menyebutkan pada saat kita tumbuh dewasa dan makin memahami dunia secara lebih baik merupakan hasil proses belajar yang mirip dengan proses sains, tidaklah sepenuhnya benar. Terdapat berbagai perbedaan antara kegiatan sains dengan pola kehidupan sehari-hari (lihat Tabel dibawah). Hal inilah yang membuat sains begitu sukses berkembang dan mempengaruhi hidup umat manusia selama ini, dan juga menjadikan sains sebagai mata pelajaran penting yang harus diajarkan di sekolah.

Perbedaan Sifat Kegiatan Sains dan Kehidupan Sehari-hari

Status dari Pengetahuan


Pola Kehidupan sehari-hari


Pola sains

Pengetahuan berhubungan terhadap pelaksanaan kegiatan yang terbukti berhasil dalam suasana yang telah dikenal sebelumnya serta kebanyakan bukan berasal dari generalisasi

Pengetahuan dilihat sebagai sesuatu yang:

· terbukti dengan sendirinya

· tidak bermasalah

· berbentuk resep/tips

pengetahuan divalidasi dan divalidasi ulang terhadap motif pragmatis (apakah hal itu bekerja) dan dalam interaksi sosial (apakah hal tersebut mudah dikomunikasikan?)



Pengetahuan yang diungkapkan dapat digeneralisasi dan bersifat abstrak





Pengetahuan dilihat sebagai sesuatu yang:

· berada dalam suatu kerangka yang terus dikritisi

· mempunyai perhatian terhadap hal yang rumit dan dengan segala penjelasan teoritisnya

· terintegrasi dari pengalaman kongkret dan penjelasan teoritis

pengetahuan divalidasi dengan pengulangan, kekonsistenan secara internal dan akhirnya oleh komunitas ilmiah. Pada akhirnya tergantung terhadap penilaian atas bukti-bukti yang kuat

Pengembangan Pengetahuan


Kebaruan didapatkan jika hal tersebut penting untuk perencanaan kegiatan saat ini atau di masa depan. Pemahamannya diarahkan hanya untuk menghasilkan kegiatan yang berhasil


Kebaruan tidak hanya sekedar dipertemukan namun biasanya merupakan hasil dari memperluas dan menguji klaim pengetahuan sebelumnya.

Kebaruan bertujuan untuk berusaha memahami suatu hal sedalam yang mungkin bisa dicapai.

Type

Kognitif


Bertujuan memahami secara secukupnya untuk menjadikan suatu kegiatan menjadi berhasil


Pemahaman diarahkan untuk memperlengkap pengetahuan yang dapat memberikan penjelasan sekaligus peramalan

Dalam cuaca yang dingin dan langit tak berawan, pada tanggal 28 Januari 1986, dari Tanjung Canaveral, Florida, Amerika Serikat, diluncurkan sebuah pesawat ulang-alik[1]. Diantara tujuh awak pesawat tersebut, salah satu yang ikut mengangkasa adalah Christa McAuliffe, seorang guru sekolah dasar dari daerah New England yang terpilih untuk menjadi “Guru di Ruang Angkasa”, suatu program khusus dari NASA untuk mendorong daya tarik siswa sekolah tentang sains dan teknologi. Challenger space shuttle menghidupkan dua roket pendorong untuk mulai mengangkasa, meninggalkan asap gelap di tempat peluncuran, bergerak ke arah timur di atas Samudera Atlantik dengan suara yang menggelegar. Suatu peluncuran yang sempat tertunda empat kali karena rendahnya suhu musim dingin.


Meledaknya Pesawat Ulangalik Chalengger

Namun, tujuh puluh dua detik kemudian dua roket pendorong terlihat bergerak ke arah yang berbeda. Pada detik ke tujuh puluh tiga tangki bahan bakar yang ternyata bocor melepaskan hidrogen cair ke udara, yang dengan seketika meledakkan seluruh bagian pesawat ulang alik. Awan ledakan dan asap kebakaran terbentuk di angkasa. Beberapa detik kemudian berbagai serpihan Challenger berhamburan, dan semua awak pesawat dinyatakan meninggal dunia seketika. Peristiwa yang disiarkan langsung oleh televisi ini dan juga disiarkan berulang kali, menjadikan hal ini salah satu bencana teknologi yang disaksikan oleh banyak orang dalam sejarah manusia.

Komisi penyelidik yang terdiri dari para pakar dan ilmuwan yang dianggap netral dibentuk untuk meneliti kejadian tersebut oleh Presiden Reagan. Salah satu anggotanya adalah Richard P. Feynman, doctor fisika peraih hadiah nobel yang juga dosen di California Institute of Technology (Caltech). Setelah ditunjuk, Feynman mengumpulkan berbagai data dan informasi tentang peluncuran pesawat ulang alit, mesinnya, serta roket pendorong; salah satu yang terungkap adalah bahwa pada setiap peluncuran selalu terdapat resiko yang menyertainya. Kecurigaan akhirnya di arahkan pada bagian roket pendorong pesawat ulang alik. Roket pendorong dibuat secara bersusun karena sangat panjang, yang tiap bagian susunannya dihubungkan dengan pin yang terkunci rapat untuk mencegah timbulnya kebocoran bahan bakar keluar dari kedua roket pendorong. Sepasang ring berbentuk seperti hurup O yang bahan dasarnya dari karet, dengan ketebalan setengah sentimeter, mengelilingi roket sepanjang 12 meter (diameter roket) dipasang di sekitar pin untuk membuat tidak lepas dan terus melekat pada pin.

Percobaan sederhana Feynman

Untuk menjelaskan dugaannya, pada suatu konferensi press Komisi Penyelidik Challenger, Feynman menyiapkan air es yang suhunya sekitar OoC sesuai dengan suhu kondisi cuaca saat peluncuran Challenger, satu contoh ring terbuat dari karet dan klem, alat penjepit yang digunakan untuk memberikan tekanan. Di hadapan kamera televisi, dia memperagakan satu percobaan fisika sederhana: mencelupkan ring karet ke dalam air es beberapa saat, kemudian mengangkatnya dan memasangnya pada klem untuk diberi tekanan. Feynman kemudian berkata “Setelah saya mencelupkan ring ini ke dalam air es, saya menemukan bahwa ketika diberikan tekanan sebentar saja pada ring karet itu, kemudian melepaskannya lagi, ring karet ternyata tidak kembali ke bentuk semula. Saya percaya hal ini mempunyai sumbangan penting terhadap masalah kita”. Penelitian lanjutan membenarkan percobaan sederhana Feynman, ke-tidak-elastis-an ring karet memang menjadi penyebab bocornya hidrogen cair dari roket pendorong yang akhirnya meledakkan Challenger. Komentar atas demonstrasi Feynman tersebut pun bermunculan, salah satunya: “Masyarakat melihat dengan sendirinya bagaimana sains telah sukses, bagaimana seorang ilmuwan berpikir dan memperagakan hipotesa dengan tangannya; bagaimana alam akan memberikan jawaban yang jelas ketika seorang ilmuwan bertanya dengan pertanyaan yang tepat” kata Freeman Dyson.

Peristiwa di atas selain menggambarkan salah satu produk mutakhir pencapaian sains dan teknologi, yaitu pesawat ulang alik Challenger, juga jelas menunjukkan kekuatan sains sebagai metoda pemecahan masalah atas musibah yang dialaminya.

Ruang Lingkup Sains

Apa yang dimaksud dengan sains? Jawaban untuk pertanyaan ini akan sangat beragam, termasuk jawaban dari para ilmuwan sendiri. Namun, bagi seorang guru sains jawabannya akan sangat berarti, karena selain menunjukkan apa yang dia pahami juga akan mempunyai pengaruh yang menentukan terhadap apa yang dia ajarkan pada siswa, bagaimana cara dia mengajarkannya di kelas serta apa yang dia harapkan dari siswa melalui evaluasi/penilaian. Sebagai ilustrasi rangkuman riset tentang pengajaran sains yang dilakukan oleh Hodson (1993) menunjukkan hal yang menarik. Temuan riset tentang pemahaman siswa akan sains dalam satu kelas biasanya selalu konsisten, sedangkan pada siswa lain kelas sangat jauh berbeda, yang jelas menunjukkan bahwa pemahaman siswa tentang sains sangat dipengaruhi oleh pengalaman belajar yang ditentukan oleh pandangan guru tentang sains. Pada riset lain ditemukan, siswa-siswa dari tiga sekolah yang berbeda walaupun diajari materi pelajaran yang sama namun diberikan oleh guru yang berbeda menghasilkan pemahaman siswa yang beragam, hal ini terjadi karena pemahaman, cara mengajar dan perbedaan pandangan dari guru-guru sains yang juga berbeda-beda. Singkatnya hal ini menyimpulkan bahwa konsepsi siswa tentang sains sangat dipengaruhi oleh pandangan guru tentang sains.

Secara sederhana sains dapat berarti sebagai tubuh pengetahuan (body of knowledge) yang muncul dari pengelompokkan secara sistematis dari berbagai penemuan ilmiah sejak jaman dahulu, atau biasa disebut sains sebagai produk. Produk yang dimaksud adalah fakta-fakta, prinsip-prinsip, model-model, hukum-hukum alam, dan berbagai teori yang membentuk semesta pengetahuan ilmiah yang biasa diibaratkan sebagai bangunan dimana berbagai hasil kegiatan sains tersusun dari berbagai penemuan sebelumnya. Sains juga bisa berarti suatu metoda khusus untuk memecahkan masalah, atau biasa disebut sains sebagai proses. Metoda ilmiah merupakan hal yang sangat menentukan, sains sebagai proses ini sudah terbukti ampuh memecahkan masalah ilmiah yang juga membuat sains terus berkembang dan merevisi berbagai pengetahuan yang sudah ada.

Selain itu sains juga bisa berarti suatu penemuan baru atau hal baru yang dapat digunakan setelah kita menyelesaikan permasalahan teknisnya, yang tidak lain biasa disebut sebagai teknologi. Teknologi merupakan suatu sifat nyata dari aplikasi sains, suatu konsekwensi logis dari sains yang mempunyai kekuatan untuk melakukan sesuatu. Sehingga biasanya salah satu definisi popular tentang sains termasuk juga teknologi di dalamnya. Aspek-aspek lain dari sains dari kemungkinan lainnya pada jawaban pertanyaan di atas adalah: dampak sains melalui teknologi terhadap masyarakat, sifat sains yang terus berkembang, tujuan akhir dari sains, karakteristik seorang ilmuwan dan lainnya.

Sejarah perkembangan sains menunjukkan bahwa sains berasal dari penggabungan dua tradisi tua, yaitu tradisi pemikiran filsafat yang dimulai oleh bangsa Yunani kuno serta tradisi keahlian atau ketrampilan tangan yang berkembang di awal peradaban manusia yang telah ada jauh sebelum tradisi pertama lahir. Filsafat memberikan sumbangan berbagai konsep dan ide terhadap sains sedangkan keahlian tangan memberinya berbagai alat untuk pengamatan alam. Selanjutnya, sains modern bisa dikatakan lahir dari perumusan metoda ilmiah yang disumbangkan Rene Descartes yang menyodorkan logika rasional dan deduksi serta oleh Francis Bacon yang menekankan pentingnya eksperimen dan observasi.

Sumbangan konsep dan ide dalam sains terbukti telah banyak mengubah pandangan manusia terhadap alam sekitarnya. Contoh yang paling terkenal adalah teori relativitas dari Albert Einstein. Teori relativitas umum ini misalnya telah mengubah pandangan orang secara drastis akan sifat kepastian waktu serta sifat massa yang dianggap tetap. Disamping kekuatan konsep dan ide, melalui keampuhan alat dan telitinya pengamatan, kegiatan sains juga terbukti menjadi pemicu berbagai revolusi ilmiah. Pengamatan bintang-bintang oleh Edwin Hubble melalui teleskop di Gunung Wilson pada tahun 1920-an misalnya, membawa beberapa implikasi seperti adanya galaksi lain selain Bimasakti dan adanya penciptaan alam semesta secara ilmiah dengan makin populernya teori ledakan besar (Big Bang).

Teori-teori dalam sains terus berkembang dengan pesatnya, menggantikan berbagai teori yang ternyata terbukti salah setelah melalui konfirmasi percobaan ataupun memperbaiki dan melengkapi teori yang telah ada sebelumnya. Suatu teori adalah suatu konstruksi yang biasanya dibuat secara logis dan matematis yang bertujuan untuk menjelaskan fakta ilmiah tentang alam sebagai mana adanya. Suatu teori yang baik harus mempunyai syarat lain selain dapat menjelaskan, yaitu dapat memberikan adanya prediksi; contohnya dengan pertanyaan: Bila saya melakukan hal ini apa yang terjadi? Sebagai contoh, teori kuno yang menyatakan alam ini terdiri dari empat unsur yaitu tanah, udara, api dan air memenuhi syarat dapat menjelaskan komposisi alam, namun gagal bila mencoba memperkirakan dari mana semua unsur itu berasal dan bagaimana interaksinya dalam mahluk hidup misalnya. Sedangkan teori relativitas umum dari Einstein selain bisa menjelaskan bagaimana gaya gravitasi bekerja dan pergerakan benda langit secara tepat dibanding hukum gravitasi Newton, ternyata juga bisa memprediksikan adanya pembelokan cahaya bintang oleh matahari karena kuatnya gaya gravitasi dan hal itupun telah sukses dibuktikan.

Namun terkadang teori juga tidak bisa berbuat banyak karena konsekuensinya terlalu rumit bahkan untuk sekedar diramalkan. Untuk mengatasi hal ini para ilmuwan mengembangkan apa yang disebut dengan model. Model merupakan penyederhanaan dari suatu teori yang menjelaskan alam semesta misalnya secara lebih mudah akan satu aspek tertentu, namun menghilangkan aspek lainnya. Model berguna karena perilakunya yang cukup sederhana untuk dipahami dan diramalkan, walaupun terkadang model bisa menjadi tidak terlalu berguna karena banyak hal tidak berhubungan langsung dengan kenyataannya. Model atom merupakan salah satu contoh keterbatasan model yang terjadi dalam sejarah ilmu pengetahuan modern yang biasa disampaikan pada siswa pada pelajaran kimia dan fisika. Dimulai dengan model atom seperti bola yang dikemukakan oleh John Dalton. Model bola pada abad ke-19 direvisi oleh J.J. Thomson dari penelitiannya tentang sinar katoda, dia mengusulkan model atom berbentuk seperti roti kismis dimana bola bermuatan positif (roti) yang ditempeli oleh electron (kismis) yang bermuatan negatif. Awal abad ke-20, Rutherford mengusulkan model bahwa atom hampir mirip ruang kosong dengan inti yang merupakan pusat masa berisi proton dengan elektron berada pada orbit (tidak menempel seperti kismis seperti pada model Thomson) berdasarkan percobaannya yang menembakkan sinal alfa pada lempeng emas; lalu dikembangkan lagi oleh Bohr dengan model atom mekanika gelombang dimana orbit menjadi orbital dan kemudian hilangnya sifat partikel dari elektron dan lebih bersifat gelombang.

Perkembangan teori atom memberikan kita contoh nyata tentang tentatifnya suatu teori dalam ilmu pengetahuan. Mengapa hal ini bisa terjadi? Hal ini disebabkan karena teori-teori atau hukum-hukum alam dalam sains adalah suatu generalisasi atau ekstrapolasi dari pengamatan, dan bukan pengamatan itu sendiri. Sedangkan pengamatan itu sendiri selalu tidak akurat atau tidak menjelaskan semua aspek yang seharusnya diamati. Apa yang dijelaskan dengan model atom Thomson contohnya, hanya berdasar pengamatan dari percobaan sinar katoda saja; model ini direvisi oleh Rutherford setelah dia membuktikan keberadaan inti. Sehingga unsur ketidakpastian dan kerelatifan menjadi hal yang penting dalam ilmu pengetahuan modern yang membuatnya terus berkembang.

Artikel Surat Kabar & Pengajaran Sains
1. Pendahuluan

Surat kabar merupakan sumber berita yang masih tetap digunakan oleh masyarakat dunia. Walaupun terdapat berbagai alternatif sumber berita lain seperti radio, majalah, TV, dan internet misalnya, namun surat kabar mempunyai nilai yang tidak dapat digantikan oleh berbagai jenis media cetak dan elektronik lainnya.

Bila kita memperhatikan surat kabar, maka secara langsung kita akan mendapatkan berbagai cerita, artikel, gambar ataupun foto yang berhubungan dengan sains. Berbagai hal ini adalah sumber belajar yang sangat berharga untuk pengajaran dan pembelajaran sains; namun juga relevansinya dalam kehidupan sehari-hari. Lebih penting lagi, hal ini dapat digunakan untuk mengilustrasikan ide-ide dan mengembangkan keahlian yang sangat berharga dalam pendidikan sebagai warga masyarakat. Berbagai berita dan isu yang terdapat di masyarakat jelas sekali mempunyai dimensi sains di dalamnya. Misalnya, kasus bencana alam, flu burung, bencana lumpur lapindo, pencarian pesawat Adam Air yang hilang dll. Bagi kebanyakan orang, media cetak seperti surat kabar adalah sebagai sumber informasi utama berbagai masalah sosial dan saintifik ini.

koran



Dengan mendorong penduduk usia sekolah untuk menggunakan cerita yang berhubungan dengan sains dari media cetak ini, serta melengkapi keterampilan mereka engan kemampuan refleksi dan kritis dalam cerita tersebut, maka guru sudah melakukan kontribusi yang penting untuk memberdayakan warga masyarakat dan meningkatkan masyarakat yang kaya akan pengetahuan.



2. Apa yang ditawarkan oleh surat kabar?

Terdapat nilai tambah yang nyata dengan memanfaatkan artikel iptek di koran dalam kegiatan mengajar-belajar sains di kelas. Hal ini karena artikel surat kabar bersifat up-to-date (aktual), berhubungannya pelajaran sains dengan perkembangannya saat ini dan isu-isu kontemporer yang ada di masyarakat. Kisah-kisah sains di koran juga ditulis untuk orang kebanyakan dan disajikan untuk menarik minat pembacanya. Sehingga akan didapati artikelnya ditulis dan diberi ilustrasi yang bagus yang dapat mudah
dicerna juga oleh anak usia sekolah. Kalau dibandingkan dengan berita televisi, maka artikel iptek koran mudah diakses dan disimpan. Artikel dapat digunting sebagai kliping dan dilaminating.

Artikel iptek di koran adalah sumber berharga untuk menjelaskan ide-ide penting yang berhubungan dengan: isi pelajaran sains (science as body of knowledge), sains sebagai proses (science inquiry), dampak sains dan teknologi terhadap masyarakat dan presentasi sains dalam media. Pada saat yang sama artikel koran menyajikan kelebihan pada siswa dalam bentuk: akses informasi, membaca dengan reflekstif (reflective reading), berpikir kritis (critical thinking), bahan pengambilan keputuan (informed decision-making), komunikasi dan bekerja dengan pihak lain. Tentu saja dua bagian dan masing-masing poin ini tidak berdiri sendiri, tapi saling berhubungan dan bisa membantu meningkatkan literasi secara umum dan khususnya literasi sains pada siswa kita.

Model yang diajukan dari riset ini adalah kapabilitas akses sehubungan dengan sains dalam artikel koran. Terdapat empat dimensi yang saling berhubungan dari artikel sains di koran yaitu: pengetahuan tentang sains, aktif dalam wacana di media (media awareness), mempertajam kebiasaan berpikir (discerning habits of mind) dan keahlian literasi (literacy skills). Melalui dimensi inilah aktivitas pengajaran sains di kelas bisa dirancang dan dicoba dibimbing oleh guru ke siswa misalnya berdasar satu berita iptek.

Sebagai contoh berita tentang kelaparan. Guru bisa membimbing siswa melalui artikel koran tentang fenomena kelaparan secara ilmiah, apa yang disebut kelaparan, prosesnya bagaimana, asupan gizi yang layak dll (yaitu dari sisi pengetahuan sains). Dengan membaca berita koran jelas siswa belajar memahami isi bacaan dan melatih kemampuan membaca (literacy skills). Siswa juga bisa dibimbing apakah berita yang disajikan jelas, memberikan cukup data dan bukti, apakah ditampilkan sisi baik dan buruknya berita (media awarenes). Melatih siswa untuk berpikir lintas disiplin ilmu dan kritis menilai masalah sains sehubungan dengan dampak sosialnya (discerning habits of mind).

3. Artikel sains di surat kabar sebagai isi pelajaran sains di sekolah

Laporan berita di koran tentu tidak ditulis dengan maksud menyampaikan isi kurikulum sains sekolah. Namun, berbagai berita sains di surat kabar dapat digunakan untuk mendukung pengajaran materi sains di sekolah. Hubungan antara berita sains dan sains sekolah tidak selalu nampak, bahkan pada saat anda membaca pertama kali artikel sains mungkin anda mendapati bahwa bagian kecil saja yang bisa disangkutkan. Membuat hubungan terhadap pokok bahasan tertentu sangatlah penting jika kita ingin melakukan upaya integrasi aktivitas ini dalam kurikulum yang ada dibanding hanya sebagai tambahan pengetahuan baru saja. Artinya artikel sains yang ada di koran memang harus selektif.

Artikel iptek koran tidak akan pernah menggantikan buku teks. Akan tetapi artikel koran dapat memberikan pendekatan baru terhadap satu pokok bahasan, melibatkan siswa dalam berbagai aktivitas yang menuntut mereka untuk menggunakan dan menerapkan pengetahuan yang sudah dikuasai, mendorong mereka untuk eksplorasi pokok bahasan lebih jauh lagi dan juga membuat hubungan yang berarti antara berbagai disiplin ilmu dalam sains.

Artikel sains di koran bisa menjadi fokus dalam satu jam pelajaran atau bahkan dalam beberapa kali pertemuan. Cara lainnya, berbagai aktivitas dengan artikel iptek tadi memberikan pengantar yang mudah diingat atau kesimpulan yang menarik di akhir pelajaran. Berbagai artikel tadi dapat membantu mereka menyelesaikan pekerjaan rumah (PR) atau tugas individu yang menantang. Hal itu juga bisa dimanfaatkan
dalam evaluasi.

Membuat tujuan pembelajaran yang spesifik adalah sangat penting. Anda haruslah mempunyai pemikiran yang jelas baik dalam hal keseluruhan pengajaran berdasar artikel iptek dan aktivitas individu siswa yang akan dilakukan. Artinya ada tiga hal yang berkaitan dalam perancangan pengajaran model ini: artikel, tujuan pembelajaran dan aktivitas yang dilakukan siswa. Berita iptek mungkin menarik perhatian siswa, tetapi
untuk pembenaran sebagai bahan pelajaran di dalam kelas haruslah dihubungkan dengan tujuan pembelajaran pokok bahasan tertentu. Artikel itu juga bisa menghasilkan berbagai kegiatan pembelajaran yang menarik, namun hal ini juga haruslah dilihat sebagai hal yang membantu tujuan yang ada dalam pengajaran satu pokok bahasan.

Untuk mencoba menjelaskan hal ini, mudahnya sih kita asumsikan kita punya satu artikel iptek koran. Katakanlah ada satu artikel tentang Flu Burung (biologi).
Yang pertama tentu tiap siswa harus masing-masing punya satu salinan artikel yang dimaksud itu [juga dicatat bahwa jangan menganggap kecepatan baca siswa sama semua, atau berasumsi bahwa isi artikel bisa dipahami dengan komplit oleh mereka]. Berikan siswa waktu yang cukup untuk membaca dan memahaminya, serta tanyalah mereka mana bagian yang memang kurang dipahami, biasanya ada istilah teknis dll; kemudian berikan penjelasan [guru sedang melatih scientific literacy siswa]

Pada saat yang sama dari artikel tentang Flu Burung itu kita sudah menyiapkan berbagai kegiatan yang berdasar artikel itu. Misalnya penekanan kita untuk pengajaran materi sains dengan artikel iptek . Aktivitas yang bisa persiapkan oleh guru pada siswa bisa bermacam-macam: membaca untuk mendapatkan informasi, membaca untuk klarifikasi, membaca untuk pemahaman, mengkomunikasikan sains, ekstrak informasi, identifikasi dan mengambarkan hubungan berbagai ide (mind-maping) dll.

Misal jenis kegiatan dalam hal “mendapatkan informasi”, guru bisa merancang daftar pernyataan yang berdasar informasi yang terdapat pada artikel, melalui daftar pernyataan dan siswa menilai apakah pernyataan itu “benar” atau “salah”:

contoh:
1) Flu burung disebabkan oleh burung Benar/Salah

2) Flu burung tahan sampai suhu titik didih air Benar/Salah

3) Cara penularan flu burung belum diketahui Benar/Salah

Bentuk kegiatan “membaca untuk klarifikasi” bisa dilakukan melalui pertanyaan singkat yang membutuhkan penjelasan tambahan, contohnya: [bagian judulnya] Silahkan baca artikel tentang Flu burung, dan diskusikan dengan teman anda pertanyaan dari berbagai pernyataan yang dikutip dari artikel:

Flu burung menunjukkan adanya perpindahan penyakit karena proses domestifikasi hewan liar oleh manusia

1) Apa yang dimaksud dengan domestifikasi?

2) Mengapa domestifikasi berdampak penularan penyakit pada manusia?

Dengan dua contoh perntanyaa di atas, siswa diharapkan mencari tahu dari buku teks, berdiskusi dengan temannya atau bertanya pada guru. Sehingga siswa diharapkan aktif mencari tahu tidak hanya dari artikel saja, namun juga poko bahasan yang akan dibahas, juga untuk menambah wawasan pengetahuan siswa.

Sedangkan kegiatan dalam hal “membaca untuk pemahaman”, maka pada bagian judulnya bisa ditulis: Silahkan baca artikel tentang Flu burung, dan diskusikan dengan teman tentang upaya pencegahan penyakit flu burung pada manusia. Gunakan point-point, apa yang perlu dilakukan:

* Flu burung berasal dari spesies burung liar
*
*

Melalui kegiatan ini siswa dituntut untuk memahami bacaan, mencari pikiran utama dari artikel/meringkasnya, serta menuliskannya kembali dengan bahasa dia sendiri. Secara langsung dengan kegiatan ini kemampuan membaca dan menulis mendasari pemahaman dia tentang artikel dan isi pelajaran.

Pada tingkatan belajar lanjutannya bisa dirancang kegiatan yang menguji pengetahuan dan keterampilan siswa dalam bentuk unjuk kinerja (performance test). Melalui ini dibuat skenario berdasar artikel sains, dimana siswa misalnya berperan sebagai pakar dalam bidang tertentu (misal sebagai ahli unggas) yang harus menjelaskan tentang metoda penularan flu burung dari burung liar ke unggas peliharaan. Hasil kerja yang ditunjukkan oleh siswa dapat berupa tulisan yang lebih komunikatif, poster ataupun media visual lain dalam menjelaskan tugasnya sebagai pakar tersebut.

Teori Belajar dari Perspektif Konstruktivis

Secara umum yang disebut konstruktivisme menekankan kontribusi seseorang pembelajar dalam memberikan arti, serta belajar sesuatu melalui aktivitas individu dan sosial. Tidak ada satupun teori belajar tentang konstruktivisme, namun terdapat beberapa pendekatan konstruktivis, misalnya pendekatan yang khusus dalam pendidikan matematik dan sains. Beberapa pemikir konstruktivis seperti Vigotsky menekankan berbagi dan konstruksi sosial dalam pembentukan pengetahuan (konstruktivisme sosial); sedangkan yang lain seperti Piaget melihat konstruksi individu lah yang utama (konstruktivisme individu).

Konstrukstivisme Individu

Para psikolog konstruktivis yang tertarik dengan pengetahuan individu, kepercayaan, konsep diri atau identitas adalah mereka yang biasa disebut konstruktivis individual. Riset mereka berusaha mengungkap sisi dalam psikologi manusia dan bagaimana seseorang membentuk struktur emosional atau kognitif dan strateginya. Piaget misalnya mengusulkan tahapan kognitif yang dilakukan oleh semua manusia. Berpikir pada tiap langkah memasukkan tahapan sebelumnya sehingga makin terorganisir dan adaptif dan makin tidak terikat pada kejadian kongkrit. Piaget menjelaskan bagaimana tiap individu mengembangkan schema, yaitu suatu sistem organisasi aksi atau pola pikir yang membuat kita secara mental mencerminkan “berpikir mengenainya”. Dua proses diaplikasikan dalam hal ini yaitu asimilasi dan akomodasi. Melalui asimilasi kita berusaha memahami hal yang baru dengan mengaplikasikan schema yang ada; sedangkan akomodasi terjadi ketika seseorang harus merubah pola berpikirnya untuk merespon terhadap situasi yang baru. Seseorang melakukan adaptasi dalam situasi yang makin kompleks ini dengan menggunakan schema yang masih bisa dianggap layak (asimilasi) atau dengan melakukan perubahan dan menambahkan pada schema-nya sesuatu yang baru karena memang diperlukan (akomodasi).

Penjelasan di atas menunjukkan penekanan Piaget terhadap pemahaman yang dibentuk oleh seseorang, sesuatu yang berhubungan dengan logika dan konstruksi pengetahuan universal yang tidak dapat dipelajari secara langsung dari lingkungan. Pengetahuan seperti itu berasal dari hasil refleksi dan koordinasi kemampuan kognitif dan berpikir serta bukan berasal dari pemetaan realitas lingkungan eksternalnya.

Hal yang paling mendasar dari penemuan Piaget ini adalah belajar pada siswa tidak harus terjadi hanya karena seorang guru mengajarkan sesuatu padanya, Piaget percaya bahwa belajar terjadi karena siswa memang mengkonstruksi pengetahuan secara aktif darinya, dan ini diperkuat bila siswa mempunyai kontrol dan pilihan tentang hal yang dipelajari. Hal ini tidaklah meniadakan faktor guru dalam proses pembelajaran, justru sebaliknya lah yang terjadi. Pengajaran oleh guru yang mengajak siswa untuk bereksplorasi, melakukan manipulasi, baik dalam bentuk fisik atau secara simbolik, bertanya dan mencari jawaban, membandingkan jawaban dari siswa lain akan lebih membantu siswa dalam belajar dan memahami sesuatu.

Konstruktivisme sosial

Berbeda dengan Piaget, Vygotsky percaya bahwa pengetahuan dibentuk secara sosial, yaitu terhadap apa yang masing-masing partisipan kontribusikan dan buat secara bersama-sama. Sehingga perkembangan pengetahuan yang dihasilkan akan berbeda-beda dalam konteks budaya yang berbeda. Interaksi sosial, alat-alat budaya, dan aktivitasnya membentuk perkembangan dan kemampuan belajar individual. Vygotsky melihat bahwa alat-alat budaya (termasuk di dalamnya kertas, mesin cetak, komputer dll) dan alat-alat simbolik (seperti sistem angka, peta, karya seni, bahasa, serta kode dan lambang) memainkan peran penting dalam perkembangan kognitif. Sistem angka romawi misalnya punya keterbatasan untuk operasi perhitungan; berbeda dengan sistem angka arab yang biasa kita gunakan yang mempunyai lambang nol, bisa dibentuk pecahan, nilai positif dan negatif, menyatakan bilangan yang tak terhingga besarnya dan lainnya. Sistem angka yang dipakai adalah alat budaya yang mendukung berpikir, belajar dan perkembangan kognitif. System simbol ini diberikan dari orang dewasa ke anak melalui interaksi formal ataupun informal dan pengajaran.

Vygotsky menekankan bahwa semua proses mental tingkat tinggi, seperti berpikir dan pemecahan masalah dimediasi dengan alat-alat psikologi seperti bahasa, lambang dan simbol. Orang dewasa mengajarkan alat-alat ini ke anak dalam kegiatan sehari-hari dan si anak menginternalisasi hal tersebut. Sehingga alat psikologis ini dapat membantu siswa meningkatkan perkembangan mental dan berpikirnya. Pada saat anak berinteraksi dengan orang tua atau teman yang lebih mampu, mereka saling bertukar ide dan cara berpikir tentang representasi dan konsep. Sehingga pengetahuan, ide, sikap dan sistem nilai yang dimiliki anak berkembang seperti halnya cara yang dia pelajari dari lingkungannya.

Bagaimana Pengetahuan dikonstruksi?

Untuk dapat menjelaskan bagaimana pengetahuan dibentuk, tiga penjelasan yang bertahap merangkum berbagai pendekatan konstruktivisme ini:

1. Realitas dan kebenaran dari dunia luar mengarahkan pembentukan pengetahuan. Individu merekonstruksi realitas diluarnya dengan membentuk representasi mental secara akurat yang mencerminkan “keadaan apa adanya”. Tahap pertama yang tidak lain model pemrosesan informasi dari teori belajar kognitif.

2. Proses internal dari Piaget yaitu organisasi, asimilasi dan akomodasi mengarahkan pembentukan pengetahuan. Jadinya pengetahuan bukan hanya cermin dari realitas, namun suatu abstraksi yang tumbuh dan berkembang dengan aktivitas kognitif. Pengetahuan bukan sekedar benar atau salah; namun terus tumbuh secara internal yang konsisten dan diorganisasikan seiring dengan perkembangannya.

3. Faktor eksternal dan internal mengarahkan pembentukan pengetahuan. Pengetahuan tumbuh melalui interaksi faktor-faktor internal (kognitif) dan eksternal (lingkungan dan sosial). Deskripsi Vygotsky tentang perkembangan kognitif melalui pengenalan dan pemakaian alat-alat budaya seperti bahasa konsisten dengan pandangan ini.

Hal berikutnya dalam pendekaran konstruktivis ini adalah pertanyaan tentang apakah pengetahuan yang dibentuk itu bersifat internal, umum dan dapat ditransfer atau terikat dalam ruang dan waktu pada saat dibentuk. Apa yang dijelaskan oleh Vigotsky bahwa belajar tergantung konteks sosial dan berada dalam lingkup budaya tertentu memang tepat. Namun apa yang disebut benar dalam waktu dan tempat tertentu bisa menjadi salah di tempat dan waktu yang lain, seperti anggapan bahwa bumi itu datar sebelum Colombus. Ide-ide tertentu berguna pada komunitas tertentu, namun tidak bermanfaat apa-apa di komunitas lain. Apa yang disebut pengetahuan baru ditentukan sebagiannya dengan bagaimana ide baru tersebut sesuai dengan praktek yang berlaku pada saat tersebut. Sepanjang waktu, praktek yang ada dipertanyakan dan bisa diganti, namun sebelum itu terjadi praktek yang ada terus dilakukan karena dinilai tetap menguntungkan.

Selain itu belajar juga terkondisikan berdasar tempat berlangsungnya kegiatan, biasa yang disebut enkulturasi atau proses mengadopsi norma-norma, perilaku, keahlian, kepercayaan, bahasa, sikap dari satu komunitas tertentu. Jadinya pengetahuan tidak hanya dilihat sebagai struktur kognitif individu saja tetapi sebagai buatan dari komunitas sepanjang waktu. Apa yang dilakukan oleh komunitas, cara bagaimana mereka berinteraksi dan menyelesaikan suatu hal, seperti halnya alat yang dibuat oleh komunitas, membentuk pengetahuan dari komunitas tersebut. Belajar artinya menjadi lebih mampu untuk berpartisipasi dalam kegiatan dan pemakaian alat dan mendapat bagian identitas sebagai anggota komunitas.

Teori Belajar dari Perspektif Kognitif

Tidak seperti halnya belajar menurut perspektif behavioris dimana perilaku manusia tunduk pada peneguhan dan hukuman, pada perspektif kognitif ternyata ditemui tiap individu justru merencakan respons perilakunya, menggunakan berbagai cara yang bisa membantu dia mengingat serta mengelola pengetahuan secara unik dan lebih berarti. Teori belajar yang berasal dari aliran psikologi kognitif ini menelaah bagaimana orang berpikir, mempelajari konsep dan menyelesaikan masalah. Hal yang menjadi pembahasan sehubungan dengan teori belajar ini adalah tentang jenis pengetahuan dan memori.

Jenis Pengetahuan

Menurut pendekatan kognitif yang mutakhir, elemen terpenting dalam proses belajar adalah pengetahuan yang dimiliki oleh tiap individu kepada situasi belajar. Dengan kata lain apa yang telah kita diketahui akan sangat menentukan apa yang akan menjadi perhatian, dipersepsi, dipelajari, diingat ataupun dilupakan. Pengetahuan bukan hanya hasil dari proses belajar sebelumnya, tapi juga akan membimbing proses belajar berikutnya. Berbagai riset terapan tentang hal ini telah banyak dilakukan dan makin membuktikan bahwa pengetahuan dasar yang luas ternyata lebih penting dibanding strategi belajar yang terbaik yang tersedia sekalipun. Terlebih bila pengetahuan dan wawasan yang luas ini disertai dengan strategi yang baik tentu akan membawa hasil lebih baik lagi tentunya.

Perspektif kognitif membagi jenis pengetahuan menjadi tiga bagian, yaitu:

* Pengetahuan Deklaratif, yaitu pengetahuan yang bisa dideklarasikan biasanya dalam bentuk kata atau singkatnya pengetahuan konseptual.
* Pengetahuan Prosedural, yaitu pengetahuan tentang tahapan yang harus dilakukan misalnya dalam hal pembagian satu bilangan ataupun cara kita mengemudikan sepeda, singkatnya “pengetahuan bagaimana”.
* Pengetahuan Kondisional, adalah pengetahuan dalam hal “kapan dan mengapa” pengetahuan deklaratif dan prosedural digunakan.

Pengetahuan deklaratif rentangnya sangat beragam, bisa berupa pengetahuan tentang fakta (misalnya, bumi berputar mengelingi matahari dalam kurun waktu tertentu), generalisasi (setiap benda yang di lempar ke angkasa akan jatuh ke bumi karena adanya gaya gravitasi), pengalaman pribadi (apa yang diajarkan oleh guru sains secara menyenangkan) atau aturan (untuk melakukan operasi penjumlahan dan pengurangan pada pecahan maka pembilang harus disamakan terlebih dahulu).

Menyatakan proses penjumlahan atau pengurangan pada bilangan pecahan menunjukkan pengetahuan deklaratif, namun bila siswa mampu mengerjakan perhitungan tersebut maka dia sudah memiliki pengetahuan prosedural. Guru dan siswa yang mampu menyelesaikan soal melalui rumus tertentu atau menterjemahkan teks bahasa Inggris adalah contoh kemampuan pengetahuan prosedural lainnya. Seperti halnya siswa yang mampu berenang dalam satu gaya tertentu, berarti dia sudah menguasai pengetahuan prosedural hal tersebut, dengan kata lain penguasaan pengetahuan ini juga dicirikan oleh praktek yang dilakukan.

Sedangkan pengetahuan kondisional adalah kemampuan untuk dapat mengaplikasikan kedua jenis pengetahuan di atas. Dalam menyelesaikan persoalan perhitungan kimia misalnya, siswa harus dapat mengidentifikasi terlebih dahulu persamaan apa yang perlu dipakai (pengetahuan deklaratif) sebelum melakukan proses perhitungan (pengetahuan prosedural). Pengetahuan kondisional ini jadinya merupakan hal yang penting dimiliki siswa, karena menentukan penggunaan konsep dan prosedur yang tepat. Terkadang siswa mengetahui fakta dan dapat melakukan satu prosedur pemecahan masalah tertentu, namun sayangnya mengaplikasikannya pada waktu dan tempat yang kurang tepat.

Hal yang sangat penting jadinya untuk mengidentifikasi jenis pengetahuan ini bagi guru ketika mengajar. Mempelajari informasi tentang pokok bahasan tertentu tidak selalu menyebabkan siswa akan menggunakan informasi tersebut. Tidak juga latihan menyelesaikan banyak soal pada topik bahasan tertentu, akan membantu mereka memahami satu prinsip lebih mendalam. Mengetahui sesuatu topik, mengetahui prosedural penyelesaian masalah serta tahu kapan dan mengapa menggunakan pengetahuan tersebut adalah hasil belajar yang berbeda-beda, dan tentu saja ini perlu diajarkan dengan cara yang berbeda pula.

Model Pengolahan Informasi

Untuk menggunakan tiga jenis pengetahuan di atas, tentunya kita harus dapat mengingatnya dengan baik. Hal berikutnya teori belajar yang dibahas dalam perspektif kognitif ini adalah tentang bagaimana individu mengingat dan bagian apa saja dari memori yang bekerja dalam proses berpikir seperti pada pemecahan masalah. Model pengolahan informasi merupakan salah satu model dari perspektif teori belajar ini yang menjelaskan kerja memori manusia sesuai dengan analogi komputer, yang meliputi tiga macam sistem penyimpanan ingatan: memori sensori, memori kerja dan memori jangka panjang.

· Memori Sensori adalah sistem mengingat stimuli secara cepat sehingga analisis persepsi dapat terjadi.

· Memori Kerja atau memori jangka pendek, menyimpan lima sampai sembilan informasi pada satu waktu sampai sekitar 20 detik, yang cukup lama untuk pengolahan informasi terjadi. Informasi yang dikodekan (decode) serta persepsi tiap individu akan menentukan apa yang perlu disimpan di memori kerja ini.

· Memori Jangka Panjang menyimpan informasi yang sangat besar dalam waktu yang lama. Informasi di dalamnya disimpan dalam bentuk secara verbal dan visual.

Memori Sensori

Memori sensori adalah sistem yang bekerja seketika melalui alat indera dinama kita memberikan arti kepada stimuli yang datang dinamakan persepsi. Arti yang diberikan berasal dari realitas objektif serta dari pengetahuan kita sebelumnya. Contohnya, suatu symbol ‘l’ akan dipersepsi sebagai huruf alpabet tertentu kalau kita menggolongkannya dalam urutan j, k. l, m; namun dalam kesempatan berbeda seperti l, 2, 3, 4 maka symbol yang sama bermakna angka satu. Memori sensori akan menangkap stimuli dan mempersepsi, atau memberikan makna; dalam hal ‘l’ konteks dan pengetahuan kita akan menentukan makna yang akan diberikan, bagi seseorang yang tidak mempunyai pengetahuan tentang angka atau huruf, maka symbol itu kemungkinan tidak bermakna apapun. Misalnya teks yang Anda baca saat ini akan dipersepsi berbeda oleh orang lain yang tidak mengerti bahasa Indonesia ataupun yang buta huruf, walaupun matanya melihat deretan simbol yang sama seperti Anda; ataupun saat kita membaca huruf kanji dari koran berbahasa Jepang dimana kita tidak punya kemampuan untuk memahaminya. Memori sensori tidak hanya bekerja untuk simbol saja namun juga dalam hal warna, gerakan, suara, bau, suhu dan lainnya yang semuanya harus dipersepsi secara simultan. Namun karena keterbatasan kemampuan, kita hanya dapat memfokuskan pada beberapa stimuli saja dan mengingkari yang lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa perhatian sangatlah selektif; dengan kata lain saat perhatian penuh sangat diperlukan, biasanya stimuli lainnya akan ditolak.

Perhatian adalah tahap pertama dalam belajar. Siswa tidak dapat memahami apa yang mereka tidak kenali atau tidak dapat dipersepsi. Tentunya banyak faktor yang mempengaruhi perhatian siswa. Tampilan atau aksi yang dramatis dapat mencuri perhatian siswa pada awal pembelajaran. Cara lainnya adalah melalui perlakuan pada kata yang diucapkan atau ditulis oleh guru dengan warna yang kontras, digaris bawahi atau ditandai; memangil siswa secara acak, memberikan kejutan siswa, menanyakan hal yang menantang, memberikan masalah yang dilematis, mengubah metoda mengajar dan tugas, mengubah frekuensi suara dan jedanya akan dapat membantu menarik perhatian dari siswa. Namun menarik perhatian siswa adalah hal pertama, membuat mereka untuk tetap fokus pada pelajaran dan tugasnya juga hal yang kritis berikutnya harus dilakukan oleh guru.

Memori Kerja

Saat stimulus dipersepsi dan diubah menjadi suatu pola gambar atau suara, informasi yang didapat menjadi tersedia untuk proses selanjutnya. Memori kerja adalah tempat dimana informasi baru ini berada dan digabungkan dengan pengetahuan yang berasal dari memori jangka panjang. Kapasitas memori kerja ini sangat terbatas, dari berbagai eksperimen kapasitas yang dapat disimpan sekitar lima sampai sembilan hal baru dalam satu waktu. Satu nomor telepon sepanjang tujuh desimal dapat diingat oleh rata-rata manusia dewasa, namun hal yang berbeda bila disuruh untuk mengingat dua buah nomor telepon (14 desimal). Kita tidak dapat memanggil kedua nomor telepon tadi karena terbatasnya kapasitas memori kerja ini. Hal lainnya dari memori kerja ini adalah waktu yang digunakannya pun hanya sekitar 5 sampai 20 detik saja. Namun walaupun begitu waktu tersebut sangat cukup misalnya untuk mengingat dan memahami apa yang anda baca dalam bagian awal kalimat ini sebelum mencapai akhir kalimat. Tanpa adanya memori kerja, kita tidak bisa memahami susunan kata dalam satu kalimat dan gabungan antara kalimat yang berdekatan.

Karena sedikit dan sempitnya memori ini bekerja, maka jenis memori ini harus terus diaktifkan, kalau tidak maka informasi yang didapat menjadi hilang. Supaya apa yang diingat bisa lebih panjang dari 20 detik, kebanyakan orang memakai strategi tertentu untuk mengingatnya. Cara yang pertama adalah strategi latihan yang terbagi menjadi pengelolaan dan elaboratif. Latihan pengelolaan dilakukan dengan pengulangan informasi di pikiran anda. Sepanjang anda terus melakukan pengulangan informasi, hal itu akan berada di memori kerja. Cara ini dapat berguna untuk mengingat sesuatu, seperti nomor telepon, yang kemudian untuk dipergunakan dan setelah itu tidak perlu diingat lagi. Cara latihan elaboratif adalah dengan menghubungkan sesuatu yang baru dengan apa yang sudah diketahui, yaitu informasi yang sudah terdapat di memori jangka panjang. Latihan elaboratif ini tidak hanya meningkatkan memori kerja, tetapi membantu memindahkan informasi memori jangka pendek ke memori jangka panjang. Cara kedua adalah dengan pengelompokkan (chunking) yang dipergunakan untuk menanggulangi terbatasnya kapasitas memori kerja. Banyaknya bit informasi, bukannya ukuran setiap bit, adalah sisi keterbatasan memori kerja. Kita dapat mengingat informasi lebih banyak jika dapat mengelompokkan tiap-tiap bit menjadi unit yang berarti. Deretan enam angka seperti 1, 5, 1, 8, 2, dan 0 akan lebih mudah diingat dalam bentuk dua digit (15, 18 dan 20) atau tiga digit (151, 820). Jika dilakukan cara ini, maka kita cukup perlu mengingat dua atau tiga informasi saja dalam satu waktu dibanding enam buah.

Memori Jangka Panjang

Informasi memasuki memori kerja dengan cepat, namun untuk dapat disimpan di memori jangka panjang membutuhkan usaha tertentu. Dalam memori jangka panjang inilah berbagai informasi disimpan dan dihubungkan dalam bentuk gambaran dan skema, suatu pola struktur data yang membuat kita bisa menggabungkan informasi kompleks yang sangat besar, membuat kesimpulan dan memahami informasi baru. Bila kapasitas memori kerja sangat terbatas, namun kapasitas memori jangka panjang dapat dikatakan hampir tak terbatas. Kebanyakan kita tidak pernah menghitung kapasitasnya, dan saat satu informasi secara aman sudah disimpan, akan tetap ada disana dalam waktu yang tak terbatas. Secara teoritis walaupun kita mampu untuk mengingat sebanyak yang kita mau namun tantangannya justru adalah memanggilnya yaitu mendapatkan informasi yang tepat sesuai keinginan. Akses pada informasi membutuhkan waktu dan usaha karena kita harus mencarinya dalam lautan informasi yang luas dalam memori jangka panjang, dan informasi yang jarang dipakai biasanya akan makin sulit untuk ditemukan.

Terdapat tiga jenis memori jangka panjang, yaitu: episodik, prosedural dan semantik. Episodik adalah jenis memori yang berhubungan dengan informasi pada waktu dan tempat tertentu, khususnya ingatan yang bersifat pribadi. Memori jenis ini bersifat teratur, contohnya kita bisa menceritakan detail percakapan, atau jalannya cerita dari satu film. Memori yang berhubungan dengan bagaimana melakukan sesuatu disebut memori prosedural. Untuk mempelajari suatu prosedur seperti mengendarai sepeda, namun setelah dipelajari, pengetahuan ini dapat terus diingat dalam waktu yang lama. Biasanya makin sering satu prosedur dilakukan, maka makin otomatis reaksi yang dilakukan. Sedangkan semantik memori adalah memori untuk pemahaman, yaitu memori untuk konsep, prinsip dan hubungannya; dua hal yang disimpan dalam semantik memori disebut dengan imaji dan skema. Imaji adalah representasi yang didasarkan pada persepsi visual terhadap struktur informasi. Pada saat kita membentuk bayangan tertentu kita mengingat atau mengkreasi kembali karakteristik fisik dan struktur spasial dari informasi. Imaji dapat berguna misalnya dalam menyusun keputusan praktis bagaimana menempatkan meja di satu ruangan atau jalur yang akan di tempuh ke satu lokasi. Sedangkan skema adalah stuktur pengetahuan abstrak yang mengatur sejumlah besar informasi. Skema adalah pola atau panduan untuk memahami kejadian, konsep atau keterampilan.

Untuk memanggil dan menambah informasi di memori jangka panjang, kita dibantu dengan elaborasi, organisasi dan penggunaan konteks. Elaborasi adalah memberikan arti pada infrormasi baru dengan menghubungkannya dengan pengetahuan yang sudah ada. Dengan kata lain, kita menerapkan skema yang ada dan melukiskannya pada pengetahuan sebelumnya untuk membentuk pemahaman yang baru saat kita memperbaiki pengetahuan yang ada. Terkadang elaborasi terjadi secara otomatis, misalnya saat guru menerima info baru tentang pengalaman yang sudah dipahaminya, maka dia akan langsung mengaktifkan pengetahuan yang ada dan memberikan pemahaman yang lebih baik serta lengkap. Informasi yang dielaborasi ketika pertama dipelajari mudah untuk dipanggil karena elaborasi adalah bentuk pengaktifan memori kerja yang membuat informasi terus aktif untuk kemudian disimpan di memori jangka panjang. Elaborasi juga membangun hubungan tambahan pada pengetahuan yang sudah dipunyai. Makin banyak informasi dihubungan dengan hal lainnya, makin banyak peta jalan tersedia untuk diikuti dalam mencari sumber pengetahuan aslinya. Makin sering seorang individu mengelaborasi ide baru, maka dia akan membuatnya dengan bahasa dia sendiri yang menyebabkan makin baiknya pemahamannya dia tentang pengetahuan tersebut. Kita membantu siswa dalam elaborasi dengan menyuruh mereka menuliskan informasi sesuai dengan kata yang mereka susun sendiri atau dengan membuat contoh yang relevan. Hal yang sebaliknya bisa terjadi, saat siswa melakukan elaborasi informasi baru dengan menghubungkannya ke hal yang tidak tepat dan mengembangkan penjelasan yang rancu, maka miskonsepsi ini pun akan disimpan dan terus diingat oleh siswa.

Organisasi pengetahuan yang dimiliki juga meningkatkan belajar. Bahan ajar yang terorganisir dengan baik tentunya akan lebih mudah dipelajari dibandingkan yang tidak teratur, khususnya bila informasi didalamnya juga kompleks. Menempatkan konsep dalam suatu struktur membantu anda belajar dan mengingat baik untuk definisi umum dan contoh spesifiknya.

Konteks adalah elemen lainnya dari proses yang mempengaruhi belajar. Aspek fisik dan emosional dari konteks dipelajari bersamaan degan informasi lainnya. Ketika anda mencoba mengingat satu informasi, hal itu akan dibantu jika konteks yang ada mirip dengan dengan kondisi kita mendapat informasinya. Sehingga mengkondisikan suasana test sebelum ujian yang sesungguhnya akan berpengaruh memperbaiki kinerja. Tentu saja kita tidak bisa selalu pergi ke tempat yang sama saat anda mulai memahami suatu hal, namun kalau anda dapat menggambarkannya secara mental hal tersebut anda dapat meningkatkan daya ingat anda.

Kegiatan belajar dengan membaca adalah hal yang utama dalam pendidikan. Tanpa kemampuan membaca maka pembelajaran apapun tidak akan dapat efektif dilaksanakan, apalagi untuk pelajaran sains. Membaca dalam pelajaran sains digunakan dalam berbagai media seperti buku teks, lembar kerja siswa (LKS), papan tulis, petunjuk praktikum, artikel surat kabar ataupun bacaan umum dengan tema tentang sains.

Buku teks yang biasanya merupakan bahan belajar siswa yang utama di sekolah, untuk membantu interpretasi materi pelajaran yang bersifat tekstual ini siswa perlu dibantu untuk menangkap informasi yang dibacanya. Artinya mereka harus mengidentifikasi dan memahami komponen penting, serta menghubungkannya ke dalam struktur aslinya. Beberapa strategi yang bisa dilakukan dengan membaca buku teks diantaranya adalah: a) menemukan informasi utama, dimana siswa akan mencari konsep yang dicari serta mendiskusikannya serta menghasilkan kesepakatan dari diskusi tersebut khususnya dengan sejawatnya; b) meringkas informasi, siswa mencari informasi yang diperlukan dan menggunakannya kemudian menuliskannya dengan bahasanya sendiri; c) menyajikan informasi dalam bentuk diagram alur, dimana siswa membahas bacaan tertentu kemudian membuat diagram berdasar informasi dari buku teks; d) pengurutan informasi, siswa dibagi dalam kelompok kecil yang dibagi bahan bacaan berbeda, kemudian mendiskusikan kemungkinan urutan bahan bacaan tadi.

Sedangkan untuk membaca dan menyelesaikan lembar kerja siswa (LKS), paling tidak terdapat dua fungsi utama, yaitu: pertama, LKS memberikan informasi yang terarah kepada siswa untuk dipahami dan diselesaikan tugasnya (transfer pengetahuan dan konstruksi pemahaman); dan kedua, LKS membuat siswa berpikir tentang apa yang mereka lakukan dan mengapa melaksanakan hal itu (metakognitif). Kebanyakan LKS yang ada di sekolah kita sudah dibuat oleh pihak di luar guru dan menjadi bahan belajar “mandiri” bagi siswa. Akan lebih baik bila guru memang menyediakan waktu untuk menyusun LKS yang akan secara langsung banyak membekali mereka dengan berbagai keahlian secara bersamaan (pencarian info, perluasan wawasan, komposisi teks, identifikasi kebutuhan belajar siswa dll). Beberapa petunjuk yang bisa digunakan dalam menyusun LKS diantaranya adalah: disusun secara menarik mungkin; gunakan judul dan sub-judul dalam menyusun tugasnya; gunakan bahasa yang mudah dipahami (hindari istilah teknis dan susun kalimat yang singkat); gunakan jenis-jenis pertanyaan bagaimana, mengapa, apa dan kenapa untuk membantu siswa menginterpretasi dan memahami tugas yang diberikan.

Untuk tulisan di surat kabar sebenarnya mempunyai banyak kegunaan sebagai bahan belajar yang bermanfaat bagi siswa. Artikel surat kabar memberikan ilustrasi mengenai konsep penting pada berbagai mata pelajaran dan persentasinya yang muncul di media; disamping itu tulisan surat kabar juga menyumbangkan konteks yang berharga dalam berbagai keterampilan kunci seperti akses pada informasi aktual, membaca secara reflektif, berpikir kritis, hasil dari suatu pembuatan keputusan dan lainnya. Berbagai kegunaan tadi tentunya tidak bersifat independent namun inter-relasi secara bersamaan saat siswa membaca dan berusaha memahami tulisan surat kabar. Malah sering dikatakan bahwa surat kabar adalah ‘buku teks yang hidup’ (living textbooks) yang membantu menjembatani jurang perbedaan antara kurikulum sekolah dan dunia nyata. Karena sifat artikel yang aktual dan sekilas (transient) tentu saja artikel surat kabar tidak bisa menggantikan buku teks atau LKS, namun bisa memperkaya pengetahuan siswa tentang berbagai isu yang popular di masyarakat. Misalnya artikel mengenai bencana Lumpur Lapindo bisa dimanfaatkan untuk mata pelajaran lingkungan, geografi, ilmu bumi, kimia, ekonomi, IPS dll. Masing-masing mata pelajaran bisa memakai artikel yang sama namun dengan pendekatan pada isu mata pelajarannya. Secara teknis, guru bisa memberikan artikel atau juga siswa mengajukannya, kemudian guru merancang kegiatan belajar berdasar tulisan surat kabar tersebut.

Seperti halnya kegiatan menulis dan membaca, berbicara juga mempunyai keutamaan dalam kegiatan belajar sains. Seperti halnya menulis, bermanfaat juga untuk membedakan kegiatan berbicara ini menjadi dua hal: berbicara kepada orang lain, yang berfokus untuk mengkomunikasikan ide dan informasi ke pihak lain (guru, siswa lainnya) secara formal di kelas atau dalam diskusi kelompok; berbicara pada diri sendiri, yang berfokus pada konstruksi pengetahuan individu tentang informasi baru yang diterimanya. Keduanya berbeda dilihat dari derajat keformalannya dan penggunaan bahasa yang dipakai. Berbagai jenis pertanyaan bisa digunakan oleh guru untuk memancing siswa bertanya dan mengetahui taraf belajar siswa seperti untuk jenis pertanyaan yang, menguji ingatan, pemahaman, aplikasi dan level pertanyaan yang lebih tinggi seperti analisis, sintesis dan evaluasi tentang satu pokok bahasan.

Walau kegiatan berbicara hal yang esensial dalam aktivitas siswa di kelas, namun guru bisa mengarahkan siswa supaya kegiatan belajar ini mempunyai efek positif bila dilakukan secara bersamaan dengan kegiatan lain seperti: perbandingan (kelompok kecil siswa diberikan dua objek dan diminta untuk menyebutkan kesamaan dan perbedaan, bisa juga tentang ide/konsep); menjelaskan suatu prosedur percobaan dengan bahasanya sendiri yang menunjukkan tingkat pemahaman mereka; membuat peta konsep dari satu topic bahasan ataupun dari satu artikel surat kabar/majalah dengan tema sains; penyelesaian soal/masalah dan siswa diberikan waktu dan kesempatan untuk menjelaskannya baik kepada teman sejawat ataupun kelompok yang lebih besar; mengajukan pertanyaan, siswa dalam kelompok kecil mengajukan beberapa pertanyaan penting dalam topik tertentu.

Satu hal yang berhubungan dengan mendorong kegiatan siswa untuk berbicara adalah melalui pertanyaan yang diajukan oleh guru. Walaupun bertanya pada siswa merupakan sesuatu yang sederhana dan langsung, namun ini bisa menjadi masalah jika guru tidak tahu cara yang tepat untuk bertanya. Biasanya terdapat tiga masalah utama dalam hal ini yaitu: terlalu banyak bertanya dengan model pertanyaan konvergen dibandingkan dengan pertanyaan yang bersifat terbuka; waktu tunggu atau jeda setelah pertanyaan yang terlampau singkat; dan distribusi pertanyaan di dalam kelas. Ketiga hal ini akan dijelaskan bagaimana untuk menanganinya supaya didapatkan kegiatan berbicara siswa yang lebih efektif di dalam kelas.

Pertanyaan divergen dan konvergen. Dalam suatu proses pengajaran sains, seoarang guru banyak mengajukan pertanyaan, namun berbagai riset menunjukkan 80%-nya adalah pertanyaan yang mengingat fakta-fakta. Ini merupakan jenis pertanyaan tertutup atau konvergen. Dengan kata lain hanya maksimal sekitar 20% (bahkan ada yang menyebut 10%) saja pertanyaan dari guru sains yang menyuruh siswa untuk berpikir, yaitu jenis pertanyaan terbuka atau divergen. Perilaku bertanya guru ini menunjukkan suatu masalah yang serius karena terlalu menekankan pada pengingatan dan hapalan saja. Sedangkan pertanyaan divergen mempunyai berbagai keutamaan dalam menstimulasi pemikiran siswa, menjadikan mereka lebih inisiatif dan kreatif. Misalnya pertanyaan, “apakah ibukota Indonesia?” akan memberikan satu jawaban yang pasti, sangat berbeda bila ditanyakan, “apakah ciri-ciri ibukota Indonesia?”, dimana jawaban siswa akan sangat beragam misal dengan menyebut posisi geografis, tingkat perputaran uang, populasi penduduk, keadaan lalulintas yang macet, tingkat kriminalitas (banyaknya kasus kejahatan ataupun jumlah koruptor yang ditangkap) dll. Jenis pertanyaan konvergen dan dan divergen mempunyai fungsinya masing-masing, menempatkan salah satunya secara dominant akan membatasi perkembangan kognitif siswa dalam pembelajaran di kelas.

Waktu jeda. Waktu tunggu atau jeda adalah waktu dimana guru menunggu jawaban setelah mengajukan pertanyaan kepada siswa. Hasil riset menunjukkan bahwa guru tidak hanya sekedar banyak bertanya pada siswa, namun juga melakukannya dengan sangat cepat. Waktu jeda yang terjadi kadang sangat singkat, bisa kurang dari satu detik. Waktu jeda yang sangat singkat ini membatasi kesempatan siswa untuk berpikir, sehingga mereka tidak sempat untuk melakukan refleksi dan benar-benar berpikir. Waktu jeda yang baik minimal selama tiga detik atau lebih khususnya untuk pertanyaan yang membutuhkan berpikir yang hal ini akan menjadikan hasil pembelajaran siswa meningkat. Disamping itu, waktu jeda kedua juga penting untuk diterapkan, karena ini adalah jeda setelah siswa menjawab pertanyaan guru. Biasanya saat guru bertanya dan siswa menjawab, kemudian diikuti oleh komentar dari guru, maka waktu jeda kedua juga penting diberikan lebih longgar supaya siswa mempunyai kesempatan lebih baik untuk merespon.

Distribusi pertanyaan. Kecenderungan lainnya dari guru dalam hal bertanya dan mendorong siswa berbicara adalah memilih siswa yang akan menjawab pertanyaan. Dalam suasana kelas guru yang berada di depan selalu mengarah kepada bagian tengah dan depan, siswa yantg duduk di bagian pinggir atau belakang punya kecenderungan untuk sedikit dipilih untuk berbicara. Pada saat guru sadar akan hal ini, maka akan memberikan dampak positif dengan melakukan distribusi yang lebih merata pada siswa untuk mempunyai kesempatan menjawab dan berpartisipasi aktif, hal ini perlu perhatian terus karena guru berpengalaman pun bisa lupa akan hal ini. Kecenderungan lainnya adalah guru terbiasa untuk memberi perhatian lebih bagi siswa yang cerdas, antusias atau aktif dalam pembelajaran sains dibanding siswa yang diam saja. Hal ini bisa menjadi sesuatu yang tidak memotivasi bagi siswa lain seperti siswa yang tidak cepat mengerti, siswa perempuan ataupun yang sulit mengemukakan pendapatnya.

Jenis aktivitas lain yang bisa digunakan oleh guru dalam kegiatan berbicara saat pembelajaran sains diantaranya adalah bermain peran dan hipotetitkal. Bermain peran (role playing) bisa memberi petunjuk dan bukti yang kuat tentang belajar aktif yang dilakukan oleh siswa. Siswa bisa diberikan satu skenario singkat mengenai satu hal yang berhubungan dengan pokok bahasan, misalnya siswa memerankan makanan yang dikonsumsi oleh manusia, untuk kemudian siswa diminta untuk mengilustarsikan apa yang terjadi pada saat makanan tersebut pada saat memasuki system pencernaan dan metabolisme manusia. Hal ini adalah model lain dari cara penulisan ekspresif yang bisa disampaikan secara bebas dan sesuai dengan kebenaran ilmiah dalam penjelasannya.

Sedangkan hipotetikal adalah upaya untuk memancing peran aktif siswa dalam kegiatan debat dan kontroversi tentang satu hal. Misalnya siswa diminta untuk menyiapkan argument pro dan kontra tentang penggunaan kantong plastik sebagai bungkus serba guna. Bila dilakukan dalam forum debat maka kegiatan hipotetikal ini akan menjadi lebih berkembang dan berbagai perspektif yang muncul akan menunjukkan daya kreativitasnya.

Mendengarkan dan Melihat


Kegiatan belajar dalam kelompok ini lebih dikhususkan dalam penggunaan alat audio atau audio-visual semacam tape, radio, video, TV, VCD, dan DVD. Untuk merencanakan kegiatan belajar ini guru perlu persiapan yang baik, dan kalau dipandang perlu membuat synopsis dan LKS-nya. Contoh LKS untuk satu DVD sains diberikan di bagian lampiran bab ini beserta rancangan pelaksanaan pengajarannya. Beberapa kemungkinan penyajian adalah: 1) buatlah aktivitas relatif singkat; film berdurasi lama dapat ditampilkan dalam beberapa bagian, dengan diikuti diskusi pendek atau aktivitas lain yang berhubungan; 2) aktivitas harus mempunyai fokus yang jelas, guru membuat LKS dan menyiapkan daftar pertanyaan sesuai urutan yang akan muncul di presentasi dimana jenis pertanyaannya bersifat factual; 3) berikan waktu jeda dan berikan pertanyaan pada siswa, untuk memeriksa apakah mereka melihat/mendengar, atau juga untuk mengetahui apakah mereka berpikir dan menghubungkan dengan pengetahuan sebelumnya atau info lainnya.