RELATIVITAS

 Belajar dan Hakikat Fisika

             Sebagian besar orang memahami bahwa IPA adalah ilmu pengetahuan yang terdiri dari fisika, biologi dan kimia. Cara pandang sekelompok orang terhadap IPA berbeda-beda. Misalnya, sebagian orang memandang IPA sebagai kumpulan informasi ilmiah, para ilmuwan memandang IPA sebagai sebuah cara (metode) untuk menguji dugaan (hipotesis), dan para ahli filsafat memandang IPA sebagai cara bertanya tentang kebenaran dari segala sesuatu yang diketahui. 

            Masing-masing pandangan itu adalah benar menurut sudut pandang yang digunakannya. Sementara itu, kesamaan pandangan para pendidik dan pengajar tentang hakikat IPA termasuk fisika di dalamnya sangatlah penting. Hal ini dikarenakan agar tidak terjadi disparitas dalam merencanakan dan mengembangkan pembelajaran IPA.

Salah satu pembelajaran IPA adalah pembelajaran fisika. Hal ini dikarenakan fisika adalah bagian dari IPA. Pembelajaran fisika dipandang sebagai suatu proses untuk mengembangkan kemampuan memahami konsep, prinsip maupun hukum-hukum fisika sehingga dalam proses  pembelajarannya harus mempertimbangkan strategi atau metode pembelajaran yang efektif dan efisien. Pembelajaran fisika di sekolah menengah pertama merupakan salah satu mata pelajaran IPA yang dapat menjadi wahana bagi siswa untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar. Dalam pembelajaran fisika, pengalaman proses sains dan pemahaman produk sains dalam bentuk pengalaman langsung akan sangat berarti dalam membentuk konsep siswa. Hal ini juga sesuai dengan tingkat perkembangan mental siswa SMP yang masih berada pada fase transisi dari konkrit ke formal, akan sangat memudahkan siswa jika pembelajaran sains mengajak anak untuk belajar merumuskan konsep secara induktif berdasar fakta-fakta empiris di lapangan.

Dalam pembelajaran akan ada komunikasi antara guru dengan siswa. Seperti yang dikemukakan Latuheru (1988: 1) bahwa segala sesuatu yang menyangkut pembelajaran merupakan proses komunikasi.  Komunikasi dalam pembelajaran merupakan komunikasi timbal balik (interaksi edukatif) yang terjadi tidak dengan sendirinya tetapi harus diciptakan oleh guru dan siswa.

            Collette dan Chiappetta (1994) menyatakan bahwa “sains pada hakikatnya merupakan sebuah kumpulan pengetahuan (“a body of knowledge”), cara atau jalan berpikir (“a way of thinking”), dan cara untuk penyelidikan (“a way of investigating”)”.

            Berdasarkan pernyataan di atas, pandangan kebanyakan orang, pandangan para ilmuwan, dan pandangan para ahli filsafat seperti yang telah dikemukakan di atas tidaklah salah. Masing-masing pandangan hanya merupakan salah satu dari tiga hakekat IPA dalam pernyataan itu. Pernyataan Collette dan Chiappetta lebih merupakan pandangan yang komprehensif atas hakekat IPA atau sains. Pernyataan yang lebih tepat tentang hakikat IPA adalah IPA sebagai produk untuk pengganti pernyataan IPA sebagai sebuah kumpulan pengetahuan (“a body of knowledge”), IPA sebagai sikap untuk pengganti pernyataan IPA sebagai cara atau jalan berpikir (“a way of thinking”), dan IPA sebagai proses untuk pengganti pernyataan IPA sebagai cara untuk penyelidikan (“a way of investigating”).

            Oleh karena fisika merupakan bagian dari IPA atau sains maka sampai pada tahap ini kita dapat menyamakan persepsi bahwa hakikat fisika adalah sama dengan hakikat IPA atau sains. Jadi, hakikat fisika adalah sebagai produk (a body of knowledge), fisika sebagai sikap (a way of thinking), dan fisika sebagai proses (a way of investigating). 

            Untuk memperjelas bagaimana fisika sebagai produk, fisika sebagai proses, dan fisika sebagai sikap maka masing-masing hakikat fisika tersebut dapat diuraikan sebagai berikut (Sutrisno, 2006):

A. Fisika sebagai Produk

Dalam rangka pemenuhan kebutuhan manusia, terjadi interaksi antara manusia dengan alam lingkungannya. Interaksi itu memberikan pembelajaran kepada manusia sehinga menemukan pengalaman yang semakin menambah pengetahuan dan kemampuannya serta berubah perilakunya. Dalam wacana ilmiah, hasil-hasil penemuan dari berbagai kegiatan penyelidikan yang kreatif dari para ilmuwan diinventarisir, dikumpulkan dan disusun secara sistematik menjadi sebuah kumpulan pengetahuan yang kemudian disebut sebagai produk atau “a body of knowledge”. Pengelompokkan hasil-hasil penemuan itu menurut bidang kajian yang sejenis menghasilkan ilmu pengetahuan yang kemudian disebut sebagai fisika, kimia dan biologi. Untuk fisika, kumpulan pengetahuan itu dapat berupa fakta, konsep, prinsip, hukum, rumus, teori dan model. Substansi fisika ini perlu dikuasai oleh siswa melalui pendidikan fisika. Dengan penguasaan pengetahuan fisika, siswa diharapkan dapat mengerti dan mengaplikasikan sains untuk tujuan pemecahan masalah dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Pembelajaran fisika sebagai kumpulan pengetahuan atau fisika sebagai produk hendaknya tidak dipandang sebagai transfer pengetahuan semata.

1. Fakta

Fakta adalah keadaan atau kenyataan yang sesungguhnya dari segala peristiwa yang terjadi di alam. Fakta merupakan dasar bagi konsep, prinsip, hukum, teori atau model. Sebaliknya kita juga dapat menyatakan bahwa konsep, prinsip, hukum, teori, dan model keberadaannya adalah untuk menjelaskan dan memahami fakta.

2. Konsep

     Konsep adalah abstraksi dari berbagai kejadian, objek, fenomena dan fakta. Konsep memiliki sifat-sifat dan atribut-atribut tertentu. Menurut Bruner, Goodnow dan Austin (collette dan chiappetta: 1994) konsep memiliki lima elemen atau unsur penting yaitu nama, definisi, atribut, nilai (value), dan contoh. Yang dimaksud dengan atribut itu misalnya adalah warna, ukuran, bentuk, bau, dan sebagainya. Sesuai dengan perkembangan intelektual anak, keabstrakan dari setiap konsep adalah berbeda bagi setiap anak. Menurut Herron dan kawan-kawan (dalam Collette dan Chiappetta 1994), konsep fisika dapat dibedakan atas konsep yang baik contoh maupun atributnya dapat diamati, konsep yang contohnya dapat diamati tetapi atributnya tidak dapat diamati, dan konsep yang baik contoh maupun atributnya tidak dapat diamati.

3. Prinsip dan hukum

     Istilah prinsip dan hukum sering digunakan secara bergantian karena dianggap sebagai sinonim. Prinsip dan hukum dibentuk oleh fakta-fakta dan konsep-konsep. Ini sangat perlu dipahami bahwa, hukum dan prinsip fisika tidaklah mengatur kejadian alam (fakta), melainkan kejadian alam (fakta) yang dijelaskan keberadaannya oleh prinsip dan atau hukum.

4. Rumus            

     Rumus adalah pernyataan matematis dari suatu fakta, konsep, prinsip, hukum, dan teori. Dalam rumus kita dapat melihat saling keterkaitan antara konsep-konsep dan variable-variabel. Pada umumnya prinsip dan hukum dapat dinyatakan secara matematis.

5. Teori

     Teori disusun untuk menjelaskan sesuatu yang tersembunyi atau tidak dapat langsung diamati, misalnya teori atom, teori kinetik gas, teori relativitas. Teori tetaplah teori tidak mungkin menjadi hukum atau fakta. Teori bersifat tentatif sampai terbukti tidak benar dan diperbaiki. Hawking (1988) yang dikutip oleh Collette dan Chiappetta (1994) menyatakan bahwa “kita tidak dapat membuktikan kebenaran suatu teori meskipun banyak hasil eksperimen mendukung teori tersebut karena kita tidak pernah yakin bahwa pada waktu yang akan datang hasilnya tidak akan kontradiksi dengan teori tersebut, sedangkan kita dapat membuktikan ketidakbenaran suatu teori cukup dengan hanya satu bukti yang menyimpang”. Jadi, teori memiliki fungsi yang berbeda dengan fakta, konsep maupun hukum.

6. Model

     Model adalah sebuah presentasi yang dibuat untuk sesuatu yang tidak dapat dilihat. Model sangat berguna untuk membantu memahami suatu fenomena alam, juga berguna untuk membantu memahami suatu teori. Contohnya adalah model atom Bohr membantu untuk memahami teori atom. 

B. Fisika sebagai Proses

IPA sebagai proses atau juga disebut sebagai “a way of investigating” memberikan gambaran mengenai bagaimana para ilmuwan bekerja melakukan penemuan-penemuan. Jadi, IPA sebagai proses memberikan gambaran mengenai pendekatan yang digunakan untuk menyusun pengetahuan. Dalam IPA dikenal banyak metode yang menunjukkan usaha manusia untuk menyelesaikan masalah.

       Contoh dari IPA sebagai proses adalah para ilmuwan astronomi menyusun pengetahuan mengenai astronomi dengan berdasarkan kepada observasi dan prediksi. Ilmuwan lain banyak yang menyusun pengetahuan dengan berdasarkan kepada kegiatan laboratorium atau eksperimen yang terfokus pada hubungan sebab akibat. Sampai pada tahap ini kiranya cukup jelas bahwa, untuk memahami fenomena alam dan hukum-hukum yang berlaku, perlu dipelajari objek-objek dan kejadian-kejadian di alam itu. Objek-objek dan kejadian-kejadian alam itu harus diselidiki dengan melakukan eksperimen dan observasi serta dicari penjelasannya melalui proses pemikiran untuk mendapatkan alasan dan argumentasinya.

       Jadi pemahaman fisika sebagai proses adalah pemahaman mengenai bagaimana informasi ilmiah dalam fisika diperoleh, diuji, dan divalidasikan. Dari uraian di atas kiranya dapat disimpulkan bahwa pemahaman fisika sebagai proses sangat berkaitan dengan kata-kata kunci fenomena, dugaan, pengamatan, pengukuran, penyelidikan, dan publikasi. Pembelajaran yang merupakan tugas guru termasuk ke dalam bagian mempublikasikan itu. Dengan demikian pembelajaran fisika sebagai proses hendaknya berhasil mengembangkan keterampilan proses sains pada diri siswa.

       Melalui pendidikan fisika, logika berpikir siswa menjadi sistematis terarah dalam memandang alam lingkungannya, mengidentifikasi masalah yang ada serta pemecahannya (Suastra, 2006). Dalam pengajaran sains, aspek proses ini muncul dalam bentuk kegiatan belajar mengajar. Ada tidaknya aspek proses di dalam pengajaran sains sangat tergantung pada guru. Teori-teori dalam buku-buku fisika seharusnya diajarkan dengan membawa persoalannya dalam bentuk yang kontekstual dan akrab dengan siswa. Kemudian siswa dibimbing melakukan berbagai aktivitas melalui kegiatan penyelidikan. Hal ini membuat siswa akan lebih paham terhadap fenomena-fenomena sains melalui pengalaman sensoris mereka, dibandingkan dengan hanya menjadi pendengar di depan kelas.

       Indikator dari setiap keterampilan proses meliputi mengamati, mengklasifikasi, mengukur, mengajukan pertanyaan, merumuskan hipotesis, merencanakan penyelidikan, menafsirkan, dan mengkomunikasikan kerampilan proses adalah sebagai berikut.

a. Indikator mengamati (observasi)

b. Indikator mengklasifikasi/mengkatagori/seriasi

c. Indikator mengukur/melakukan pengukuran

d. Indikator mengajukan pertanyaan

e. Indikator merumuskan hipotesis:

f. Indikator merencanakan penyelidikan/percobaan

g. Indikator menginterpretasi/menafsirkan informasi

h. Indikator berkomunikasi

C. Fisika sebagai Sikap

Berdasarkan penjelasan mengenai hakikat fisika sebagai produk dan hakikat fisika sebagai proses di atas, tampak terlihat bahwa penyusunan pengetahuan fisika diawali dengan kegiatan-kegiatan kreatif seperti pengamatan, pengukuran dan penyelidikan atau percobaan, yang semuanya itu memerlukan proses mental dan sikap yang berasal dari pemikiran. Jadi dengan pemikirannya orang bertindak dan bersikap sehingga pada akhirnya dapat melakukan kegiatan-kegiatan ilmiah itu.

       Pemikiran-pemikiran para ilmuwan yang bergerak dalam bidang fisika itu menggambarkan rasa ingin tahu dan rasa penasaran mereka yang besar dan diiringi dengan rasa percaya, sikap objektif, jujur dan terbuka serta mau mendengarkan pendapat orang lain. Sikap-sikap itulah yang kemudian memaknai hakikat fisika sebagai sikap atau “a way of thinking”.

       Oleh para ahli psikologi kognitif, pekerjaaan dan pemikian para ilmuwan IPA termasuk fisika di dalamnya, dipandang sebagai kegiatan kreatif karena ide-ide dan penjelasan-penjelasan dari suatu gejala alam disusun dalam pikiran. Oleh sebab itu, pemikiran dan argumentasi para ilmuwan dalam bekerja menjadi rambu-rambu penting dalam kaitannya dengan hakikat fisika sebagai sikap.

Selama ini tampaknya pengajaran sains di sekolah lebih memberi penekanan pada sains sebagai produk dari pada sains sebagai proses dan sikap. Pendidikan sains yang relevan dengan hakikat sains membutuhkan suasana yang memungkinkan siswa terlibat langsung dalam proses belajarnya sehingga dengan memiliki sikap ilmiah dan setelah melalui serangkaian proses pembelajaran, siswa dapat sampai pada suatu kesimpulan yang ia bentuk sendiri.

Thoifuri (2007) menyatakan bahwa dalam mempelajari fisika tidak hanya berhubungan dengan rumus-rumus, bilangan-bilangan serta operasi-operasinya, tetapi fisika juga berkenaan dengan ide-ide, struktur-struktur, dan hubungannya yang diatur secara logika sehingga fisika itu berkaitan dengan konsep-konsep yang abstrak. Sebagai suatu struktur dan hubungan-hubungan, maka fisika memerlukan simbol-simbol untuk membantu memanipulasi aturan-aturan dengan operasi yang ditetapkan. Simbolisasi berfungsi sebagai komunikasi yang dapat diberikan keterangan untuk membentuk suatu konsep baru. Konsep tersebut dapat terbentuk bila sudah memahami konsep sebelumnya.

Ukuran keberhasilan siswa dalam belajar fisika menurut Sappaile (2005), tidak hanya ditentukan oleh penguasaan fisika secara kognitif, afektif, dan psikomotor, tetapi juga perlu penguasaan pengetahuan tentang proses ilmiah, keterampilan individu, dan pengetahuan fisika secara konseptual.

Belajar dan pembelajaran fisika dapat diklasifikasikan menjadi lima hal penting (Widodo: 2007), yaitu:

            Berdasarkan uraian tersebut jelas bahwa pembelajaran fisika lebih menekankan pada keterampilan proses sehingga siswa menemukan fakta-fakta, membangun konsep-konsep, teori, dan sikap ilmiah di pihak siswa yang dapat berpengaruh positif terhadap kualitas maupun produk pendidikan. Pembelajaran fisika selama ini lebih banyak menghafalkan rumus, fakta, prinsip, dan teori saja. Untuk mengantisipasi hal tersebut perlu dikembangkan strategi pembelajaran fisika yang dapat melibatkan siswa secara aktif dalam kegiatan pembelajaran untuk menemukan dan menerapkan ide-ide mereka.

Sumber:

Sadia, I W., Suastra, I. W. & Tika, K. 2004. Laporan Penenlitian Pengembangan model dan strategi pembelajaran fisika di sekolah menengah umum (SMU) untuk memperbaiki miskonsepsi siswa. : Institut Keguruan dan Ilmu Pendidikan Negeri Singaraja.

Sappaile, B. I. 2005. Pengaruh Metode Mengajar dan Ragam Tes terhadap Hasil Belajar Matematika dengan Mengontrol Sikap Siswa. Jurnal Pendidikan dan Kebudayaan. No.056. Tahun ke-11. 668-692

Suastra, I W. 2006. Buku Ajar Belajar dan Pembelajaran Sains. Jurusan   Pendidikan Fisika Universitas Pendidikan Genesha.

Suparno, P. 1997. Filsafat Kontruktivisme dalam Pendidikan. Yogyakarta: Kanisius

Thoifuri. 2007. Menjadi Guru Inisiator. Semarang: Rasail Media Group

Widodo, A. 2007. Konstruktivisme dan Pembelajaran Sains. Jurnal pendidikan dan kebudayaan. 13(064). 91-105.