MODEL-MODEL PEMBELAJARAN KHAS SAINS

Pembelajaran suatu kegiatan yang dirancang oleh guru agar siswa melakukan kegiatan belajar, untuk mencapai tujuan atau kompetensi yang diharapkan . dalam merancang kegiatan pembelajaran ini, seorang guru semestinya memahami karakteristik siswa, tujuan pembelajaran, yang ingin dicapai atau kompetensi yang harus dikuasai siswa, materi ajar yang akan disajikan, dan cara yang digunakan terus mengemas penyajian materi serta penggunaan bentuk dan jenis penilaian yang akan dipilih untuk melakukan pengukuran terhadap ketercapaian tujuan pembelajaran atau kompetensi yang telah dimiliki siswa.

            Berkaitan dengan cara atau metode apa yang akan dipilih dan digunakan dalam kegiatan pembelajaran , seorang guru harus terlebih dahulu memahami berbagai pendakatan, strategi, dan model pembelajaran. Pemahaman tentang hal ini akan memberikan tuntutan kepada guru untuk dapat memilah , memilih, dan menetapkan dengan tepat metode pmbelajaran yang akan digunakan dalam pembelajaran.

a.        Pengertian Model Pembelajaran

Model pembelajaran adalah kerangka konseptual yang menggambarkan prosedur sistematik dalam pengorganisasian kegiatan belajar untuk mencapai tujuan pembelajaran. Dengan kata lain, model pembelajaran adalah rancangan kegiatan belajar agar pelaksanaan belajar mengajar dapat berjalan dengan baik, menarik, mudah dipahami, dan sesuai dengan urutan yang logis.

Istilah model pembelajaran sering dimaknai sama dengan pendekatan pembelajaran. Bahkan kadang suatu model pembelajaran diberi nama sama  dengan nama pendekatan pembelajaran. Sebenarnya model pembelajaran mempunyai makna yang lebih luas daripada makna pendekatan, strategi, metode, dan teknik.

Model pembelajaran berbeda dengan strategi pembelajaran, metode pembelajaran, dan pendekatan pembelajaran. Model pembelajaran meliputi suatu model pembelajaran yang luas dan menyuluruh. Konsep model pembelajaran lahir dan berkembang dari pakar psikologi dengan pendekatan dalam setting eksperimen yang dilakukan. Konsep model pembelajaran untuk pertama kalinya dikembangkan oleh Bruce dan koleganya (Joyce, Weil dan Showers, 1992) . Lebih lanjut  Ismail (2003) menyatakan  istilah Model pembelajaran mempunyai empat ciri khusus yang tidak dipunyai oleh strategi atau metode tertentu yaitu : 

1.   rasional teoritik yang logis disusun oleh perancangnya,

2.   tujuan pembelajaran yang akan dicapai,

3.  tingkah laku mengajar yang diperlukan agar model tersebut dapat dilaksanakan secara berhasil

4.   lingkungan belajar  yang diperlukan agar tujuan pembelajaran itu dapat tercapai.

Sebagai seorang guru harus mampu memilih model pembelajaran yang tepat bagi peserta didik. Karena itu dalam memilih model pembelajaran, guru harus memperhatikan keadaan atau kondisi siswa, bahan pelajaran serta sumber-sumber belajar yang ada agar penggunaan model pembelajara dapat diterapkan secara efektif dan menunjang keberhasilan belajar siswa.

Berikut beberapa model Khas Sains:

1.      Problem Based Learning (PBL)

Dalam bahasa Indonesia disebut Pembelajaran Berbasis Masalah (PBM) merupakan penggunaan berbagai macam kecerdasan yang diperlukan untuk melakukan konfrontasi terhadap tantangan dunia nyata, kemampuan untuk menghadapi segala sesuatu yang baru dan kompleksitas yang ada. Model PBL dikembangkan berdasarkan konsep-konsep yang dicetuskan oleh Jerome Bruner. Konsep tersebut adalah belajar penemuan atau discovery learning. Konsep tersebut memberikan dukungan teoritis terhadap pengembangan model PBL yang berorientasi pada kecakapan memproses informasi.

Menurut Trianto (2009:93), karakteristik model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) adalah: (1) adanya pengajuan pertanyaan atau masalah, (2) berfokus pada keterkaitan antar disiplin, (3) penyelidikan autentik, (4) menghasilkan produk atau karya dan mempresentasikannya, dan (5) kerja sama.

Problem Based Learning (PBL) akan dapat dijalankan bila pengajar siap dengan segala perangkat yang diperlukan. Pemelajar pun harus harus sudah memahami prosesnya, dan telah membentuk kelompok-kelompok kecil. Umumnya, setiap kelompok menjalankan proses yang dikenal dengan proses tujuh langkah:

·         Mengklarifikasi istilah dan konsep yang belum jelas

·         Merumuskan masalah

·         Menganalisis masalah

·         Menata gagasan secara sistematis dan menganalisis

·         Memformulasikan tujuan pembelajaran

·         Mencari informasi tambahan dari sumber lain

·         Mensistesis (menggabungkan) dan menguji informasi baru dan membuat laporan.

Kelebihan Model Pembelajaran PBL:

1. Pemecahan masalah merupakan teknik yang cukup bagus untuk lebih memahami isi pelajaran sehingga pembelajaran lebih bermakna. 

2. Pemecahan masalah dapat menantang kemampuan siswa serta memberikan kepuasan untuk menemukan pengetahuan baru bagi siswa. 

3.  Pemecahan masalah dapat meningkatkan aktivitas pembelajaran siswa.

4. Pemecahan masalah dapat membantu siswa bagaimana mentransfer pengetahuan siswa untuk memahami masalah dalam kehidupan nyata.

5. Pemecahan masalah dapat membantu siswa untuk mengembangkan pengetahuan barunya dan bertanggungjawab dalam pembelajaran yang dilakukan. Disamping itu, pemecahan masalah itu juga dapat mendorong untuk melakukan evaluasi sendiri baik terhadap hasil maupun proses belajarnya.

6.  Melalui pemecahan masalah bisa memperlihatkan kepada siswa bahwa setiap mata pelajaran pada dasarnya merupakan cara berpikir, dan sesuatu yang harus dimengerti oleh siswa, bukan hanya sekedar belajar dari guru atau dari buku saja. 

7.   Pemecahan masalah dianggap lebih menyenangkan dan disukai siswa. 

8. Pemecahan masalah dapat mengembangkan kemampuan siswa untuk berpikir kritis dan menyesuaikan dengan pengetahuan baru. 

9.  Pemecahan masalah dapat memberikan kesempatan siswa untuk menerapkan pengetahuan yang dimiliki dalam dunia nyata. 

10.Pemecahan masalah dapat mengembangkan minat siswa untuk secara terus menerus belajar, sekalipun belajar pada pendidikan formal telah berakhir.

Adapun kelemahan-kelemanan dari penggunaan model pembelajaran Problem Based Learning (PBL), adalah sebagai berikut (Sanjaya, 2006:221):

1.  Manakala siswa tidak memiliki minat atau siswa berasumsi bahwa masalah yang dipelajari sulit untuk dipecahkan, maka akan merasa enggan untuk mencoba. 

2.  Keberhasilan model pembelajaran melalui Problem Based Learning membutuhkan cukup waktu untuk persiapan. 

3.  Tanpa pemahaman mengapa siswa berusaha memecahkan masalah yang dipelajari, maka siswa tidak akan belajar apa yang ingin dipelajari.

2.     Project based learning

Pembelajaran berbasis proyek merupakan model pembelajaran yang berpusat pada siswa untuk melakukan suatu investigasi yang mendalam terhadap suatu topik. Siswa secara konstruktif melakukan pendalaman  pembelajaran dengan pendekatan berbasis riset terhadap permasalahan dan pertanyaan yang berbobot, nyata, dan relevan. Berdasarkan teori tersebut dapat disimpulkan bahwa pembelajaran berbasis proyek adalah pembelajaran yang menitikberatkan pada aktifitas siswa untuk dapat memahami suatu konsep dengan melakukan investigasi mendalam tentang suatu masalah dan menemukan solusi dengan pembuatan proyek.

Pada Pembelajaran Berbasis Proyek memiliki beberapa karakteristik berikut ini, yaitu :

• Peserta didik membuat keputusan tentang sebuah kerangka kerja;
• Adanya permasalahan atau tantangan yang diajukan kepada peserta didik
• Peserta didik mendesain proses untuk menentukan solusi atas permasalahan atau tantangan yang diajukan;
• Peserta didik secara kolaboratif bertanggungjawab untuk mengakses dan mengelola informasi untuk memecahkan permasalahan;
• Proses evaluasi dijalankan secara kontinyu;
• Peserta didik secara berkala melakukan refleksi atas aktivitas yang sudah dijalankan;
• Produk akhir aktivitas belajar akan dievaluasi secara kualitatif; dan
• Situasi pembelajaran sangat toleran terhadap kesalahan dan perubahan.

Tujuan Project Based Learning

1.      Meningkatkan kemampuan peserta didik dalam pemecahan masalah proyek

2.      Memperoleh pengetahuan dan keterampilan baru dalam pembelajaran

3.      Membuat peserta didik lebih aktif dalam memecahkan masalah proyek yang kompleks dengan hasil produk nyata

4.      Mengembangkan dan meningkatkan keterampilan peserta didik dalam mengelola bahan atau alat untuk menyelesaikan tugas atau proyek

5.      Meningkatkan kolaborasi peserta didik khususnya pada PBL yang bersifat kelompok

Langkah-langkah Project Based Learning

a. Penentuan Pertanyaan Mendasar (Start With the Essential Question)

b. Mendesain Perencanaan Proyek (Design a Plan for the Project)

c. Menyusun Jadwal (Create a Schedule)

Guru dan siswa secara kolaboratif menyusun jadwal aktivitas dalam menyelesaikan proyek. Aktivitas pada tahap ini antara lain:

1.                  membuat timeline (alokasi waktu) untuk menyelesaikan proyek,

2.                  membuat deadline (batas waktu akhir) penyelesaian proyek,

3.                  membawa peserta didik agar merencanakan cara yang baru,

4.                  membimbing peserta didik ketika mereka membuat cara yang tidak berhubungan dengan proyek, dan

5.                  meminta peserta didik untuk membuat penjelasan (alasan) tentang pemilihan suatu cara.

d. Memonitor siswa dan kemajuan proyek (Monitor the Students and the Progress of the Project)

e. Menguji Hasil (Assess the Outcome)

f. Mengevaluasi Pengalaman (Evaluate the Experience)

Kelebihan Pembelajaran Berbasis Proyek

• Meningkatkan motivasi belajar peserta didik untuk belajar, mendorong kemampuan mereka untuk melakukan pekerjaan penting, dan mereka perlu untuk dihargai.

• Meningkatkan kemampuan pemecahan masalah.

• Membuat peserta didik menjadi lebih aktif dan berhasil memecahkan problem-problem yang kompleks.

• Meningkatkan kolaborasi.

• Mendorong peserta didik untuk mengembangkan dan mempraktikkan keterampilan komunikasi.

• Meningkatkan keterampilan peserta didikdalam mengelola sumber.

• Memberikan pengalaman kepada peserta didik pembelajaran dan praktik dalam mengorganisasi proyek, dan membuat alokasi waktu dan sumber-sumber lain seperti perlengkapan untuk menyelesaikan tugas.

• Menyediakan pengalaman belajar yang melibatkan peserta didik secara kompleks dan dirancang untuk berkembang sesuai dunia nyata.

• Melibatkan para peserta didik untuk belajar mengambil informasi dan menunjukkan pengetahuan yang dimiliki, kemudian diimplementasikan dengan dunia nyata.

• Membuat suasana belajar menjadi menyenangkan, sehingga peserta didik maupun pendidik menikmati proses pembelajaran.

Kelemahan Pembelajaran Berbasis Proyek

• Memerlukan banyak waktu untuk menyelesaikan masalah.

• Membutuhkan biaya yang cukup banyak.

• Banyak instruktur yang merasa nyaman dengan kelas tradisional, di mana instruktur memegang peran utama di kelas.

• Banyaknya peralatan yang harus disediakan.

• Peserta didik yang memiliki kelemahan dalam percobaan dan pengumpulan informasi akan mengalami kesulitan.

• Ada kemungkinanpeserta didikyang kurang aktif dalam kerja kelompok.

• Ketika topik yang diberikan kepada masing-masing kelompok berbeda, dikhawatirkan peserta didik tidak bisa memahami topik secara keseluruhan.

3.     Discovery  Learning

merupakan  sebuah teori pembelajaran  yang diartikan sebagai bentuk proses belajar yang terjadi jika  siswa tidak disuguhkan dengan pelajaran dalam bentuk akhirnya, akan tetapi  diharapkan untuk mengorganisasi  sendiri.

Karakteristik dari Model Pembelajaran Discovery Learning atau Penemuan

a) Peran guru sebagai pembimbing;

b) Peserta didik belajar secara aktif sebagai seorang ilmuwan;

c) Bahan ajar disajikan dalam bentuk informasi dan peserta didik melakukan kegiatan menghimpun, membandingkan, mengkategorikan, menganalisis, serta membuat   kesimpulan.

Langkah - langkah Model Pembelajaran Discovery Learning:

1.      Menentukan tujuan dari pembelajaran

2.      Menganalisis/mengidentifikasi karakterisitik para siswa

3.      Memilih materi pelajaran.

4.      Menentukan topik - topik yang harus dipelajari oleh peserta didik secara induktif (dari contoh yang bersifat general)

5.     Mengembangkan suatu bahan belajar yang berupa ilustrasi, contoh - contoh, atau tugas yang nantinya dipelajari oleh siswa.

6.      Mengorganisir topik - topik pembelajaran dari yang sederhana ke yang lebih kompleks.

7.      Melakukan penilaian hasil belajar dan proses.

Kelebihan Penerapan Model Pembelajaran Discovery Learning atau Penemuan

a.   Membantu  siswa  untuk  memperbaiki  dan  meningkatkan  keterampilan-keterampilan  dan proses-proses  kognitif.  Usaha  penemuan  merupakan  kunci  dalam  proses  ini,  seseorang tergantung bagaimana cara belajarnya.

b.   Pengetahuan yang diperoleh melalui metode ini sangat pribadi dan ampuh karenamenguatkan pengertian, ingatan dan transfer.

c.     Menimbulkan rasa senang pada siswa, karena tumbuhnya rasa menyelidiki danberhasil.

d.   Metode  ini  memungkinkan  siswa  berkembang dengan  cepat  dan  sesuai  dengan kecepatannya sendiri.

e.  Menyebabkan siswa mengarahkan kegiatan belajarnya sendiri dengan melibatkanakalnya dan motivasi sendiri.

f.   Metode  ini  dapat  membantu  siswa  memperkuat  konsep  dirinya,  Karena memperoleh kepercayaan bekerja sama dengan yang lainnya.

g.   Berpusat  pada  siswa  dan  guru  berperan  sama-sama  aktif  mengeluarkan  gagasan-gagasan. Bahkan gurupun dapat bertindak sebagai siswa, dan sebagai peneliti di dalam situasi diskusi.

h.   Membantu siswa menghilangkan skeptisme (keragu-raguan) karena mengarah pada kebenaran yang final dan tertentu atau pasti.dll

Kelemahan Penerapan Model Pembelajaran Discovery Learning atau Penemuan

a.    Metode  ini menimbulkan asumsi  bahwa  ada  kesiapan  pikiran  untuk  belajar.  Bagi  siswa  yangkurang pandai, akan mengalami kesulitan abstrak atauberpikiratau mengungkapkan hubunganantara  konsep-konsep,  yang  tertulis  atau  lisan,  sehingga  pada  gilirannya  akan  menimbulkan frustasi.

b.     Metode  ini  tidak  efisien  untuk  mengajar  jumlah  siswa  yang  banyak,  karenamembutuhkan waktu  yang  lama  untuk  membantu  mereka  menemukan  teori  atau  pemecahan  masalah lainnya.

c.    Harapan-harapan  yang  terkandung  dalam  metode  ini  dapat  buyar  berhadapandengan  siswa dan guru yang telah terbiasa dengan cara-cara belajar yang lama.

d.  Pengajaran discovery lebih  cocok  untuk  mengembangkan  pemahaman,  sedangkan mengembangkan aspek konsep, keterampilan dan emosi secara keseluruhan kurang mendapat perhatian.

e.     Pada  beberapa  disiplin  ilmu,  misalnya  IPA  kurang  fasilitas  untuk  mengukur  gagasan yang dikemukakan oleh para siswa

f.     Tidak  menyediakan  kesempatan-kesempatan untuk berpikir yang  akan  ditemukan oleh  siswa karena telah dipilih terlebih dahulu oleh guru

Sebenarnya ada banyak model yang dapat diterapkan dalam pembelajaran sains, selama pendidik mampu menerapkan model tersebut secara profesional dan didukung sarana prasarana serta materi yang pas. Penulis hanya menuliskan 3 diantara banyak model yang dapat diterapkan dalam pembelajaran sains.

Selain model diatas, penulis pernah membaca buku Robin Fogarty (1991) yaitu mengenai model pembelajaran yang memadukan konsep, keterampilan, topik dan unit yang menurut saya cocok digunakan dalam pembelajaran sains terutama pada mata pelajaran IPA yang menggabungkan konsep Biologi, Fisika, dan Kimia. Terdapat sepuluh cara atau model dalam merencanakan pembelajaran terpadu. Kesepuluh cara atau model tersebut adalah:

(1) fragmented

(2) connected

(3) nested

(4) sequenced

(5) shared

(6) webbed

(7) threaded

(8) integrated

(9) immersed

(10) networked

Dari penjelasan mengenai model pembelajaran khas sains diatas penulis masih bingung mengenai beberapa hal yang mungkin bisa didiskusikan bersama pembaca sekalian, diantaranya :

1.  Penulis adalah seorang pendidik disalah satu ilmu Sains yaitu Fisika, dengan berkembangnya zaman maka berkembang pula sistem pendidikan yang sekarang sudah memasuki kurikulum 2013 revisi yang berpusat pada siswa. Sangat sulit bagi kami guru fisika memilih model yang tepat dalam proses pembelajaran yang sebagian besar adalah perhitungan rumit. Selain menggunakan model konvensional dengan metode ceramah, mungkin ada saran dari pembaca untuk guru fisika mengenai model apa saja yang dapat kami terapkan dalam pembelajaran.

2.  Untuk menerapkan model pembelajaran tentu syarat utamanya adalah guru harus mampu menguasai model pembelajaran tersebut. Permasalahan yang sering penulis temukan adalah guru hanya tau langkah atau ciri  dari model tersebut namun tidak menguasainya secara keseluruhan terutama dalam peerapannya. Bagaimana cara meningkatkan kemampuan guru dalam menerapkan model pembelajaran tersebut?

3.  Pendidikan indonesia secara peringkat berdasarkan penelitian UNESCO berada dibawah beberap negara ASEAN lainnya seperti singapore, malaysia, dll. Pertanyaannya, apakah model pembelajaran berpengaruh terhadap kualitas pendidikan negara kita? Jika iya atau tidak, tolong dijelaskan. Terimakasih..