Pembelajaran Fisika
Sebagian besar orang menganggap fisika adalah bagian dari ilmu pengetahuan alam (sains) yang mempelajari gejala alam dari benda mati. Menurut Wikipedia, fisika mempelajari gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Para fisikawan atau ahli fisika mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos. Budaya penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut secara serempak. Teoris berusaha mengembangkan teori yang dapat menjelaskan hasil eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan hasil eksperimen yang akan datang. Sementara itu, eksperimentalis menyusun dan melaksanakan eksperimen untuk menguji perkiraan teoretis. Meskipun teori dan eksperimen dikembangkan secara terpisah, mereka saling bergantung. Kemajuan dalam fisika biasanya muncul ketika eksperimentalis membuat penemuan yang tak dapat dijelaskan dari teori yang ada, sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori baru. Tanpa eksperimen, penelitian teoretis sering berjalan ke arah yang salah.
Collette dan Chiappetta (1994) menyatakan bahwa “sains pada hakekatnya merupakan sebuah kumpulan pengetahuan (“a body of knowledge”), cara atau jalan berpikir (“a way of thinking”), dan cara untuk penyelidikan (“a way of investigating”)". Pernyataan yang lebih tepat tentang hakekat sains adalah sebagai produk untuk pengganti pernyataan sains sebagai sebuah kumpulan pengetahuan (“a body of knowledge”), sains sebagai sikap untuk pengganti pernyataan sains sebagai cara atau jalan berpikir (“a way of thinking”), dan sains sebagai proses untuk pengganti pernyataan sains sebagai cara untuk penyelidikan (“a way of investigating”). Kesamaan pandangan para guru dan pengajar tentang hakekat sains termasuk fisika di dalamnya sangatlah penting, agar tidak terjadi disparitas dalam merencanakan dan mengembangkan pembelajaran sains. Karena fisika merupakan bagian dari sains, maka sampai pada tahap ini hakekat fisika adalah sama dengan hakekat sains. Jadi hakekat 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 sebagi produk, fisika sebagai proses, dan fisika sebagai sikap, masing-masing hakekat fisika tersebut dapat diuraikan sebagai berikut (Sutrisno, 2006):
1. Fisika sebagai produk
Dalam rangka pemenuhan kebutuhan manusia, terjadi interaksi antara manusia dengan alam lingkungan. 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”. Dalam fisika, kumpulan pengetahuan itu dapat berupa fakta, konsep, prinsip, hukum, rumus, teori dan model. Pembelajaran fisika sebagai kumpulan pengetahuan hendaknya tidak dipandang sebagi transfer pengetahuan semata.
2. Fisika sebagai proses
Fisika sebagai proses atau juga disebut sebagai “a way of investigating” memberikan gambaran mengenai bagaimana para ilmuwan bekerja melakukan penemuan-penemuan. Jadi fisika sebagai proses memberikan gambaran mengenai pendekatan yang digunakan untuk menyusun pengetahuan. Dalam fisika dikenal banyak prosedur yang menunjukkan usaha manusia untuk menyelesaikan masalah. 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 divalidasi. Pemahaman fisika sebagai proses sangat berkaitan dengan kata-kata kunci fenomena, dugaan, pengamatan, pengukuran, penyelidikan, dan publikasi. Pembelajaran fisika sebagai proses hendaknya berhasil mengembangkan keterampilan proses sains pada diri siswa.
3. Fisika sebagai sikap
Berdasarkan penjelasan tentang hakekat fisika sebagai produk dan hakekat fisika sebagai proses di atas, terlihat bahwa penyusunan pengetahuan fisika diawali dengan kegiatan-kegiatan seperti pengukuran dan penyelidikan/percobaan, yang semua itu memerlukan proses mental dan sikap yang berasal dan pemikiran. Jadi dengan pemikiran orang bertindak dan bersikap, sehingga dapat melakukan kegiatan-kegiatan ilmiah. Pemikiran para ilmuwan yang bergerak dalam bidang fisika itu menggambarkan, rasa ingin tahu dan rasa penasaran mereka yang besar, diiringi dengan rasa percaya, sikap objektif, jujur dan terbuka serta mau mendengarkan pendapat orang lain. Sikap-sikap itulah yang kemudian memaknai hakekat fisika sebagai sikap atau “a way of thinking”. Oleh para ahli psikologi kognitif, pekerjaaan dan pemikian para ilmuwan fisika, 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 hakekat fisika sebagai sikap. Berdasarkan uraian tentang hakekat fisika tersebut, penulis memandang bahwa dalam pembelajaran fisika diperlukan model pembelajaran yang dapat mengembangkan secara serempak ranah kognitif, psikomotor, dan afektif dengan mengemas pembelajaran fisika sebagai produk, proses, dan sikap.
Menurut Permendiknas No.23 Tahun 2006 tentang standar kompetensi lulusan (SKL), kompetensi lulusan SMA untuk mata pelajaran fisika adalah:
- Melakukan percobaan, antara lain merumuskan masalah, mengajukan dan menguji hipotesis, menentukan variabel, merancang dan merakit instrumen, mengumpulkan, mengolah dan menafsirkan data, menarik kesimpulan, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis
- Memahami prinsip-prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran besaran fisika secara langsung dan tidak langsung secara cermat, teliti, dan obyektif
- Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, kekekalan energi, impuls, dan momentum
- Mendeskripsikan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor
- Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi
- Menerapkan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai masalah dan produk teknologi
Sedangkan kompetensi lulusan SMK kelompok pertanian untuk mata pelajaran fisika adalah:
- Memahami prinsip-prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran besaran fisika secara langsung, tidak langsung, secara cermat, teliti, dan obyektif
- Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, kekekalan energi, impuls, dan momentum
- Mendeskripsikan prinsip dan konsep konservasi kalor dan fluida dan perubahannya
- Menerapkan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai masalah
- Menguasai konsep dasar Fisika yang mendukung secara langsung pencapaian kompetensi program keahliannya
- Menerapkan konsep dasar Fisika untuk mendukung penerapan kompetensi program keahliannya dalam kehidupan sehari-hari
- Menerapkan konsep dasar Fisika untuk mengembangkan kemampuan program keahliannya pada tingkat yang lebih tinggi
Dan kompetensi lulusan SMK kelompok teknologi untuk mata pelajaran fisika adalah:
- Memahami prinsip-prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran besaran fisika secara langsung, tidak langsung, secara cermat, teliti, dan obyektif
- Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik, kekekalan energi, impuls, dan momentum
- Memahami sifat mekanik bahan serta menentukan kekuatan bahan
- Mendeskripsikan prinsip dan konsep konservasi kalor sifat gas ideal, fluida dan perubahannya yang menyangkut hukum termodinamika serta penerapannya dalam mesin kalor
- Menerapkan konsep dan prinsip optik dan gelombang dalam berbagai penyelesaian masalah
- Memahami konsep getaran, gelombang, dan bunyi serta penerapannya untuk pemecahan masalah
- Menerapkan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai masalah
- Menguasai konsep dasar Fisika yang mendukung secara langsung pencapaian kompetensi program keahliannya
- Menerapkan konsep dasar Fisika untuk mendukung penerapan kompetensi program keahliannya dalam kehidupan sehari-hari
- Menerapkan konsep dasar Fisika untuk mengembangkan kemampuan program keahliannya pada tingkat yang lebih tinggi
Menurut standar isi (Permendiknas No.22 Tahun 2006), fisika merupakan salah satu cabang sains yang mendasari perkembangan teknologi maju dan konsep hidup harmonis dengan alam. Sebagai ilmu yang mempelajari fenomena alam, fisika juga memberikan pelajaran yang baik kepada manusia untuk hidup selaras berdasarkan hukum alam. Pengelolaan sumber daya alam dan lingkungan serta pengurangan dampak bencana alam tidak akan berjalan secara optimal tanpa pemahaman yang baik tentang fisika. Pada tingkat sekolah menengah, fisika dipandang penting untuk diajarkan tersendiri karena, selain memberikan bekal ilmu kepada siswa, fisika dapat digunakan sebagai wahana untuk menumbuhkan kemampuan berpikir yang berguna untuk memecahkan masalah di dalam kehidupan sehari-hari. Pembelajaran fisika seharusnya dilaksanakan secara inkuiri ilmiah untuk menumbuhkan kemampuan berpikir, bekerja dan bersikap ilmiah serta berkomunikasi sebagai salah satu aspek penting kecakapan hidup.
Pembelajaran fisika mempelajari permasalahan yang berkaitan dengan fenomena alam dan berbagai permasalahan dalam kehidupan sehari-hari. Fenomena alam dapat ditinjau dari objek, persoalan, tema dan tempat kejadiannya. Pembelajaran fisika memerlukan kegiatan penyelidikan baik melalui observasi maupun eksperimen, sebagai bagian dari kerja ilmiah yang melibatkan keterampilan proses yang dilandasi sikap ilmiah. Selain itu pembelajaran fisika mengembangkan rasa ingin tahu melalui penemuan berdasarkan pengalaman langsung yang dilakukan melalui kerja ilmiah. Melalui kerja ilmiah, siswa dilatih untuk memanfaatkan fakta, membangun konsep, prinsip, teori sebagai dasar untuk berfikir analitis, kritis dan kreatif. Dalam pembelajaran fisika, siswa setidaknya dapat menguasai empat hal, yaitu :
- Menguasai konsep-konsep fisika,
- Terampil menggunakan keterampilan berfikir dan keterampilan motorik,
- Memiliki sikap-sikap positif sebagaimana yang dimiliki oleh para fisikawan
- Mampu menerapkan konsep-konsep fisika dan mempunyai keterampilan berfikir untuk memecahkan masalah sehari-hari.
