Selasa, 13 Februari 2018

MODEL-MODEL PEMBELAJARAN KHUSUS SAINS

Sains (IPA) didefinisikan sebagai pengetahuan yang sistematis dan tersusun secara teratur, berlaku umum (universal), dan berupa kumpulan data hasil observasi dan eksperimen. Sains juga didefinisikan sebagai pengetahuan yang diperoleh melalui pengumpulan data dengan eksperimen, pengamatan, dan deduksi untuk menghasilkan suatu penjelasan tentang sebuah gejala yang dapat dipercaya. Sains berkaitan dengan cara mencari tahu tentang alam secara sistematis, sehingga sains bukan hanya penguasaan kumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau prinsip-prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan.  

 Hakikat sains meliputi empat unsur utama.

(1) Sikap: rasa ingin tahu tentang benda, fenomena alam, makhluk hidup, serta hubungan sebab akibat yang menimbulkan masalah baru yang dapat dipecahkan melalui prosedur yang benar; sains bersifat open ended.

(2) Proses: prosedur pemecahan masalah melalui metode 6 ilmiah; metode ilmiah meliputi penyusunan hipotesis, perancangan eksperimen atau percobaan, evaluasi, pengukuran, dan penarikan kesimpulan.

 (3) Produk: berupa fakta, prinsip, teori, dan hukum.

 (4) Aplikasi: penerapan metode ilmiah dan konsep sains dalam kehidupan sehari-hari.

 Keempat unsur itu merupakan ciri sains yang utuh yang sebenarnya tidak dapat dipisahkan satu sama lain. Dalam proses pembelajaran sains keempat unsur itu diharapkan dapat muncul, sehingga peserta didik dapat mengalami proses pembelajaran secara utuh, memahami fenomena alam melalui kegiatan pemecahan masalah, metode ilmiah, dan meniru cara ilmuwan bekerja dalam menemukan fakta baru

Terdapat tiga kemampuan yang dikembangkan dalam sains yaitu:

 (1)   kemampuan untuk mengetahui apa yang diamati,

(2)  kemampuan untuk memprediksi apa yang belum diamati, dan kemampuan untuk menguji  tindak lanjut hasil eksperimen,

 (3)   dikembangkannya sikap ilmiah.

Kegiatan pembelajaran sains mencakup pengembangan kemampuan dalam mengajukan pertanyaan, mencari jawaban, memahami jawaban, menyempurnakan jawaban tentang “apa”, “mengapa”, dan “bagaimana” tentang gejala alam maupun karakteristik alam sekitar melalui 7 cara-cara sistematis yang akan diterapkan dalam lingkungan dan teknologi. Kegiatan tersebut dikenal dengan kegiatan ilmiah yang didasarkan pada metode ilmiah. Melalui metode ilmiah, dapat dikembangkan sikap dan nilai yang meliputi rasa ingin tahu, jujur, sabar, terbuka, tidak percaya tahyul, kritis, tekun, ulet, cermat, disiplin, peduli terhadap lingkungan, memperhatikan keselamatan kerja, dan bekerja sama dengan orang lain. Sikap dan nilai tersebut terkandung dalam pendidikan karakter.

Model pembelajaran adalah bentuk pembelajaran yang tergambar dari awal sampai akhir yang disajikan secara khas oleh guru.  Model pembelajaran merupakan bingkai dari penerapan suatu pendekatan, metode, dan teknik pembelajaran. Ada banyak model pembelajaran dan beberapa yang disarankan di dalam kurikulum 2013 untuk pembelajaran sains diantaranya adalah:

A. Model Pembelajaran discovery

Penemuan adalah terjemahan dari discovery. Menurut Sund ”discovery adalah proses mental dimana siswa mampu mengasimilasikan sesuatu konsep atau prinsip”. Proses mental tersebut ialah, membuat kesimpulan dan sebagainya. Sedangkan menurut Jerome Bruner ”penemuan adalah suatu proses, suatu jalan/cara dalam mendekati permasalahan bukannya suatu produk atau item pengetahuan tertentu”. Dengan demikian di dalam pandangan Bruner, belajar dengan penemuan adalah belajar untuk menemukan, dimana seorang siswa dihadapkan dengan suatu masalah atau situasi yang tampaknya ganjil mengamati, mencerna, mengerti, mengolong-golongkan, membuat dugaan, menjelaskan, mengukur sehingga siswa dapat mencari jalan pemecahan.

Model penemuan terbimbing menempatkan guru sebagai fasilitator. Guru membimbing siswa dimana ia diperlukan. Dalam model ini, siswa didorong untuk berpikir sendiri, menganalisis sendiri sehingga dapat ”menemukan” prinsip umum berdasarkan bahan atau data yang telah disediakan guru. Model penemuan terbimbing atau terpimpin adalah model pembelajaran penemuan yang dalam pelaksanaanya dilakukan oleh siswa berdasarkan petunjuk-petunjuk guru. Petunjuk diberikan pada umumnya berbentuk pertanyaan membimbing.

Dari pendapat diatas dapat disimpulkan bahwa model penemuan terbimbing adalah model pembelajaran yang dimana siswa berpikir sendiri sehingga dapat ”menemukan” prinsip umum yang diinginkan dengan bimbingan dan petunjuk dari guru berupa pertanyaan-pertanyaan yang mengarahkan ciri utama belajar menemukan yaitu: (1) mengeksplorasi dan memecahkan masalah untuk menciptakan, menggabungkan dan menggeneralisasi pengetahuan; (2) berpusat pada siswa; (3) kegiatan untuk menggabungkan pengetahuan baru dan pengetahuan yang sudah ada.

Langkah-langkah Model Pembelajaran Penemuan Terbimbing

a.       Merumuskan masalah yang akan diberikan kepada siswa dengan data secukupnya,  perumusannya harus jelas, hindari pernyataan yang menimbulkan salah tafsir sehingga arah yang ditempuh siswa tidak salah.

b.     Dari data yang diberikan guru, siswa menyusun, memproses, mengorganisir, dan menganalisis data tersebut. Dalam hal ini, bimbingan guru dapat diberikan sejauh yang diperlukan saja. Bimbingan ini sebaiknya mengarahkan siswa untuk melangkah ke arah yang hendak dituju, melalui pertanyaan-pertanyaan, atau LKS.

c.      Siswa menyusun konjektur (prakiraan) dari hasil analisis yang dilakukannya.

d.      Bila dipandang perlu, konjektur yang telah dibuat siswa tersebut diatas diperiksa oleh guru. Hal ini penting dilakukan untuk meyakinkan kebenaran prakiraan siswa, sehingga akan menuju arah yang hendak dicapai.

e.      Apabila telah diperoleh kepastian tentang kebenaran konjektur tersebut, maka verbalisasi konjektur sebaiknya diserahkan juga kepada siswa untuk menyusunya. Disamping itu perlu diingat pula bahwa induksi tidak menjamin 100% kebenaran konjektur.

f.       Sesudah siswa menemukan apa yang dicari, hendaknya guru menyediakan soal latihan atau soal tambahan untuk memeriksa apakah hasil penemuan itu benar.

Kelebihan  Model Pembelajaran Penemuan

a.        Siswa dapat berpartisipasi aktif dalam pembelajaran yang disajikan.

b.     Menumbuhkan sekaligus menanamkan sikap inquiry (mencari-temukan).

c.     Mendukung kemampuan problem solving siswa.

d.     Memberikan wahana interaksi antar siswa, maupun siswa dengan guru, dengan demikian siswa  juga terlatih untuk menggunakan bahasa Indonesia yang baik dan benar.

e.     Materi yang dipelajari dapat mencapai tingkat kemampuan yang tinggi dan lebih lama membekas karena siswa dilibatkan dalam proses menemukanya.

f.      Siswa belajar bagaimana belajar (learn how to learn).

g.     Belajar menghargai diri sendiri.

h.     Memotivasi diri dan lebih mudah untuk mentransfer.

i.       Pengetahuan bertahan lama dan mudah diingat.

j.       Hasil belajar discovery mempunyai efek transfer yang lebih baik dari pada hasil lainnya

k.     Meningkatkan penalaran siswa dan kemampuan untuk berpikir bebas.

l.        Melatih keterampilan-keterampilan kognitif siswa untuk menemukan dan memecahkan masalah tanpa pertolongan orang lain.

           Kekurangan  Model Pembelajaran Penemuan

a.        Untuk materi tertentu, waktu yang tersita lebih lama.

b.     Tidak semua siswa dapat mengikuti pelajaran dengan cara ini. Di lapangan, beberapa siswa masih terbiasa dan mudah mengerti dengan model ceramah.

c.      Tidak semua topik cocok disampaikan dengan model ini. Umumnya topik-topik yang  berhubungan dengan prinsip dapat dikembangkan dengan Model Penemuan Terbimbing.

A.    Model Pembelajaran Inquiri

            Kata inquiri barasal dari bahasa inggris “inquiry” berarti pertanyaan, pemeriksaan, atau penyelidikan. Model pembelajaran inquiri adalah rangkaian kegiatan pembelajaran yang menekankan pada proses berpikir secara kritis dan analitis untuk mencari dan menemukan sendiri jawaban dari suatu masalah yang di pertanyakan . proses berpikir itu sendiri biasanya dilakukan melalui tanya jawab antara guru dan siswa. Strategi pembelajaran ini juga sering dinamakan strategiheuristic, yang berasal dari kata yunani, heuriskein yang berarti saya menemukan (Sanjaya,2006).

Menurut Piaget bahwa model pembelajaran inquiri adalah model pembelajaran yang mempersiapkan siswa pada situasi  untuk melakukan eksperimen sendiri: dalam arti luas ingin melihat apa yang terjadi, atau ingin melakukan sesuatu, ingin menggunakan simbol-simbol dan mencari jawaban atas pertanyaan sendiri, menghubungkan penemuan yang satu dengan penemuan yang lain, dan membandingkan apa yang di temukan dengan yang di temukan orang lain.

Berdasarkan definisi diatas maka dapat disimpulkan bahwa model pembelajaran inquri adalah merupakan suatu proses yang ditempuh siswa untuk memecahkan suatu masalah, merencanakan eksperimen dan melakukan eksperimen,menyimpulkan dan menganalisis data,dan menarik kesimpulan. Jadi dalam model inquiri ini siswa terlibat secara mental, maupun fisik untuk memecahkan suatu permasalahan yang di berikan oleh guru. Dengan demikian siswa akan terbiasa bersikap seperti para ilmuan sains,yaitu teliti, tekun/ulet, objektif/jujur, kreatif dan menghormati pendapat orang lain.

Langkah-langkah pendekatan inquiri

           

a.       Orientasi

Langkah orientasi adalah langkah untuk membina suasana atau iklim pembelajaran yang responsif. Pada langkah ini guru mengondisikan agar siswa tiap melaksanakan proses pembelajaran. Berbeda dengan tahapan preparation dalam pembelajaran ekspositori (SPE) sebagai langkah untuk mengondisikan agar siswa siswa siap menerima pelajaran, pada langkah orientasi dalam SPI, guru merangsang dan mengajak siswa untuk berpikir memecahkan masalah. Langkah orientasi merupakan langkah yang sangat penting. Keberhasilan sangat bergantung pada kemauan siswa untuk beraktivitas menggunakan kemampuannya dalam memecahkan masalah, tanpa kemauan dan kemampuan itu tidak akan mungkin proses pembelajaran akan berjalan lancar.

b.      Merumuskan masalah

Merumuskan masalah merupakan langkah membawa siswa pada suatu persoalan yang mengandung teka teki. Persoalan yang di sajikan adalah persoalan yang menantang siswa untuk berpikir memecahkan teka-teki itu. Dikatakan teka-teki dalam rumusan masalah yang ingin dikaji disebabkan masalah itu tentu ada jawabanya, dan siswa di dorong untuk mencari jawaban yang tepat. Proses mencari jawaban itulah yang sangat penting dalam model pembelajaran inquiri ini, oleh sebab itu melalui proses tersebut siswa akan memperoleh pengalaman yang sangat berharga sebagai upaya mengembangkan mental melalui proses berpikir.

c.       Merumuskan Hipotesis

Hipotesis adalah jawaban sementara dari suatu permasalahan yang sedang di kaji. Sebagai jawaban sementara,hipotesis perlu diuji kebenarannya. Kemampuan atau potensi individu untuk berpikir pada dasarnya sudah dimiliki sejak individu itu lahir. Potensi berpikir itu dimulai dari kemampuan setiap individu untuk menebak atau mengira-ngira (berhipotesis) dari suatu permasalahan. Manakala individu dapat membuktikan tebakannya, maka ia akan sampai pada posisi yang bisa mendorong untuk berpikir lebih lanjut. Oleh sebab itu potensi untuk mengembangkan kemampuan menebak pada setiap individu harus dibina. Salah satu cara dapat dilakukan guru untuk mengembangkan kemampuan menebak (berhipotesis) pada setiap anak adalah dengan mengajukan berbagai pertanyaaan yang dapat mendorong siswa untuk dapat merumuskan jawaban sementara atau dapat merumuskan berbagai perkiraan kemungkinan jawaban dari suatu permasalahan yang dikaji. Perkiraan sebagai hipotesis bukan sembarang perkiraan ,tetapi harus memiliki landasan berpikir yang kokoh,sehingga hipotesis yang di munculkan itu bersifat rasional dan logis. Kemampuan berpikir logis itu sendiri akan sangat dipengaruhi oleh kedalaman wawasan yang dimiliki serta keluasan pengalaman. Dengan demikian, setiap individu yang kurang mempunyai wawasan akan sulit mengembangkan hipotesis yang logis dan rasional.

d.      Mengumpulkan data

Mengumpulkan data adalah aktivitas menjaring informasi yang dibutuhkan untuk menguji hipotesis yang diajukan. Dalam strategi pembelajaran inquiri, mengumpulkan data merupakan proses yang sangat penting dalam pengembangan intelektual. Proses pengumpulan data bukan hanya memerlukan motivasi yang kuat dalam belajar, akan tetapi juga membutuhkan ketekunan dan kemampuan menggunakan potensi berpikirnya.oleh sebab itu, tugas dan peran guru dalam tahapan ini adalah mengajukan pertanyaan-pertanyaan yang dapat mendorong siswa untuk berpikir mencari informasi yang dibutuhkan . sering terjadi kemacetan berinkuiri adalah manakala guru menemukan gejala-gejala semacam ini, maka guru hendaknya secara terus-menerus memberikan dorongan kepada siswa untuk belajar melalui penyuguhan berbagai jenis pertanyaan secara merata kepada seluruh siswa sehingga mereka merangsang untuk berpikir.

e.       Menguji hipotesis

Menguji hipotesis adalah proses menentukan jawaban yang dianggap diterima sesuai dengan data atau informasi yang diperoleh berdasarkan pengumpulan data. Yang terpenting dalam menguji hipotesis adalah mencari tingkat keyakinan siswa atas jawaban yang diberikan. Disamping itu, menguji hipotesis juga berarti mengembangkan kemampuan berpikir rasional. Artinya kebenaran jawaban yang diberikan bukan hanya berdasarkan argumentasi, akan tetapi harus di dukung oleh data yang di temukan dan dapat di pertangung jawabkan.

f.       Merumuskan kesimpulan

Merumuskan kesimpulan adalah proses mendeskrisikan temuan yang diperoleh berdasarkan hasil pengujian hipotesis. Merumuskan kesimpulan merupakan proses pembelajaran. Sering terjadi oleh karena banyaknya data yang di peroleh menyebabkan kesimpulan yang dirumuskan tidak fokus terhadap masalah yang hendak dipecahkan. Oleh karena itu, untuk mencapai kesimpulan yang akurat sebaiknya guru mampu menunjukkan pada siswa data yang mana yang relevan.

Keunggulan model pembelajaran inquiri

           

a.       Model pembelajaran inquiri ini merupakan model pembelajaran yang menekankan kepada pengembangan aspek kognitif, afektif, dan psikomotor secara seimbang, sehingga pembelajaran melalui strategi ini dianggap lebih bermakna.

b.     Model pembelajaran inquiri ini dapat memberikan ruang kepada siswa untuk belajar sesuai dengan gaya belajar mereka.

c.     Model pembelajaran inquiri ini merupakan model yang dianggap sesuai dengan perkembangan psikologi belajar modern yang mengangap belajar adalah proses perubahan tingkah laku berkat adanya pengalaman.

d.     Model pembelajaran ini dapat melayani kebutuhan siswa yang memiliki kemampuan belajar bagus tidak akan terhambat oleh siswa yang lemah dalam belajar.

Kelemahan model pembelajaran inquiri

a.       Jika model pembelajaran inquiri ini digunakan sebagai model pembelajaran, maka akan sulit mengontrol kegiatan dan keberhasilan siswa.

b.     Model pembelajaran ini juga sulit dalam merencanakan pembelajaran dikarenakan terbentur dengan kebiasaan siswa dalam belajar.

c.     Kadang-kadang dalam mengimplementasikannya, memerlukan waktu yang panjang sehingga sering guru sulit menyesuaikannya dengan waktu yang telah di tentukan.

d.     Selama kriteria keberhasilan belajar ditentukan oleh kemampuan siswa menguasai materi pelajaran, maka model pembelajaran inquiri ini akan sulit diimplementasikan oleh setiap guru.

C. Model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL, Problem Based Learning)

Model pembelajaran berbasis masalah ini erat kaitannya dengan pendekatan kontekstual. Esensi dari pembelajaran berbasis masalah adalah model pembelajaran yang berlandaskan konstruktivisme dan mengakomodasikan keterlibatan peserta didik dalam belajar serta terlibat dalam pemecahan masalah yang kontekstual. Untuk memperoleh informasi dan mengembangkan konsep-konsep sains, peserta didik belajar tentang bagaimana membangun kerangka masalah, menyusun fakta, menganalisis data, dan menyusun argumentasi terkait pemecahan masalah, kemudian memecahkan masalah, baik secara individual maupun dalam kelompok.

Model pembelajaran berbasis masalah dirancang untuk mencapai tujuan seperti meningkatkan keterampilan intelektual dan penyelidikan, memahami peran orang tua, dan membantu peserta didik memiliki keterampilan mandiri. Berbagai cara dapat dilakukan untuk menciptakan pembelajaran berbasis masalah yang berkaitan dengan mata pelajaran di sekolah, proses pembelajaran tidak mesti dikerjakan di dalam kelas. Peserta didik dapat membangun pengetahuannya melalui interaksi sosial. Yamin (2012) Kehidupan masyarakat di sekitar peserta didik dapat mengembangkan pengetahuan, akan tetapi guru selalu memberikan tagihan kepada peserta didik agar keingintahuan peserta didik tinggi. Pembelajaran seperti ini akan menciptakan peserta didik yang dewasa dalam berpikir. Kematangan berpikir ini sangat dipengaruhi oleh pengalaman dan lingkungan.

Ada lima gambaran yang umum menjadi identifikasi pembelajaran berbasis masalah, yaitu:

1.      Dikembangkan dari pertanyaan atau masalah. Dari pada mengorganisasikan pelajaran di seputar prinsip-prinsip atau kecakapan akademik tertentu, PBL mengorganisasikan pengajaran pada sejumlah pertanyaan atau masalah yang penting, yang baik secara sosial maupun personal bermakna bagi peserta didik. Pendekatan ini mengaitkan pembelajaran dengan situasi kehidupan nyata.

2.    Fokusnya antardisiplin. Walau PBL dapat diterapkan memusat untuk membahas subjek tertentu (sains, matematika, sejarah, atau lainnya), tetapi lebih dipilih pembahasan masalah aktual yang dapat diinvestigasi dari berbagai sudut disiplin ilmu.

3.    Penyelidikan otentik. Istilah otentik selalu dikaitkan dengan masalah yang timbul di kehidupan nyata, yang langsung dapat diamati. Oleh karena itu, masalah yang timbul juga harus dicarikan penyelesaian secara nyata. Para peserta didik harus menganalisis dan mendefinisikan masalahnya, mengembangkan hipotesis dan membuat prediksi, mengumpulkan dan menganalisis informasi, bila perlu melaksanakan eksperimen, membuat inferensi dan menarik kesimpulan. Metode investigasinya tentu saja bergantung pada sifat-sifat masalah yang dikaji.

4.    Menghasilkan produk berupa laporan, makalah, model fisik, video, suatu program komputer, atau naskah.

5.    Ada kolaborasi. Implementasi PBL ditandai oleh adanya kerja sama antar peserta didik satu sama lain, biasanya dalam pasangan peserta didik atau kelompok kecil peserta didik. Bekerja sama akan memberikan motivasi untuk terlibat secara berkelanjutan dalam tugas-tugas yang kompleks, meningkatkan kesempatan untuk saling bertukar pikiran dan mengembangkan inkuiri, serta melakukan dialog untuk mengembangkan kecakapan sosial.

Model pembelajaran berbasis masalah dapat berkembang jika terbangun suatu situasi kelas yang efektif. Karakteristik yang harus dipenuhi agar terbangun situasi kelas yang efektif dalam model pembelajaran berbasis masalah sebagai berikut:

1.         Suasana kelas harus dapat memfasilitasi suatu eksplorasi makna. Para peserta didik harus merasa aman dan merasa diterima. Mereka memerlukan pemahaman baik tentang risiko maupun penghargaan yang akan diperolehnya dari pencarian pengetahuan dan pemahaman. Situasi kelas harus mampu menyediakan kesempatan bagi mereka untuk terlibat, saling berinteraksi, dan sosialisasi.

2.       Peserta didik harus sering diberi kesempatan untuk mengkonfrontasikan informasi baru dengan pengalamannya selama proses pencarian makna. Namun kesempatan semacam itu janganlah timbul dari dominasi guru selama pembelajaran, tetapi harus timbul dari banyaknya kesempatan peserta didik untuk menghadapi tantangan-tantangan baru berdasarkan pengalaman masa lalunya.

3.      Makna baru tersebut harus diperoleh melalui proses penemuan secara personal.

Model pembelajaran berbasis masalah merupakan tipe pengelolaan kelas yang diperlukan untuk mendukung pendekatan konstruktivisme dalam pengajaran dan belajar. Pembelajaran perlu suatu proses yang dapat digunakan untuk mendesain pengalaman pembelajaran berbasis masalah bagi peserta didik. Kegiatan-kegiatan tersebut diperlukan untuk menunjang proses tersebut sebagai berikut:

1.   Identifikasikan suatu masalah yang cocok bagi para peserta didik.

2.   Kaitkan masalah tersebut dengan konteks dunia peserta didik sehingga mereka dapat   menghadirkan suatu kesempatan otentik.

3.   Organisasikan pokok bahasan di sekitar masalah.

4.    Berilah para peserta didik tanggungjawab untuk dapat mendefinisikan sendiri pengalaman belajar mereka serta membuat perencanaan dalam menyelesaikan masalah.

5.   Dorong timbulnya kolaborasi dengan membentuk kelompok pembelajaran.

6.   Berikan dukungan kepada semua peserta didik untuk mendemonstrasikan hasil-hasil pembelajaran mereka misalnya dalam bentuk suatu karya atau kinerja tertentu.

Sumber lain mengungkapkan bahwa kewajiban guru dalam penerapan model Sintaks dalam model pembelajaran berbasis masalah meliputi (Warsono dan Hariyanto, 2012):

1.        Orientasi peserta didik kepada masalah.

       Guru menjelaskan tujuan pembelajaran, menguraikan kebutuhan logistik (bahan dan alat) yang diperlukan bagi pemecahan masalah, memotivasi peserta didik untuk terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang telah dipilih peserta didik bersama guru, maupun yang dipilih sendiri oleh peserta didik.

2.        Mendefinisikan masalah dan mengorganisasikan peserta didik untuk belajar.

 membantu peserta didik mendefinisikan dan mengorganisasikan tugas-tugas peserta didik dalam belajar memecahkan masalah, menentukan tema, jadwal, tugas dan lain-lain.

3.        Memandu investigasi mandiri maupun investigasi kelompok.

Guru memotivasi peserta didik untuk membuat hipotesis, mengumpulkan informasi, data yang relevan dengan tugas pemecahan masalah, melakukan eksperimen untuk mendapatkan informasi dan pemecahan masalah.

4.        Mengembangkan dan mempresentasikan karya.

Guru membantu peserta didik dalam merencanakan dan menyiapkan karya yang relevan, misalnya membuat laporan, membantu berbagi tugas dengan teman-teman di kelompoknya dan lain-lain, kemudian peserta didik mempresentasikan karya sebagai bukti pemecahan masalah.

5.        Refleksi dan penilaian.

Guru memandu peserta didik untuk melakukan refleksi, memahami kekuatan dan kelemahan laporan mereka, mencatat dalam ingatan butir-butir atau konsep penting terkait pemecahan masalah, menganalisis dan menilai proses-proses dan hasil akhir dari investigasi masalah. Selanjutnya mempersiapkan penyelidikan lebih lanjut terkait hasil pemecahan masalah.

Kelebihan model pembelajaran berbasis masalah

1.         Peserta didik akan terbiasa menghadapi masalah dan merasa tertantang untuk menyelesaikan masalah, tidak hanya terkait dengan pembelajaran dalam kelas, tetapi juga menghadapi masalah yang ada dalam kehidupan sehari-hari.

2.         Memupuk solidaritas sosial dengan terbiasa berdiskusi dengan teman-teman sekelompok kemudian berdiskusi dengan teman-teman sekelasnya.

3.         Makin mengakrabkan guru dengan peserta didik.

4.         Karena ada kemungkinan suatu masalah harus diselesaikan peserta didik melalui eksperimen hal ini juga akan membiasakan peserta didik dalam menerapkan eksperimen.

Kekurangan model pembelajaran berbasis masalah

1.         Tidak banyak guru yang mampu mengantarkan peserta didik kepada pemecahan masalah.

2.         Seringkali memerlukan biaya mahal dan waktu yang panjang.

3.         Aktivitas peserta didik yang dilaksanakan di luar sekolah sulit dipantau guru.

D.    Project Based Learning Model (Model Pembelajaran Berbasis  Proyek)

            Pembelajaran Berbasis Proyek (Project Based Learning/PjBL) adalah model pembelajaran yang menggunakan proyek/kegiatan sebagai media (Daryanto, 2014) dan merupakan model pembelajaran inovatif yang memfokuskan pada belajar kontekstual melalui kegitan yang kompleks ( CORD dalam Sutirman, 2013).

            Kita ketahui pembelajaran di Indonesia pada saat ini masih dominan dengan pembelajaran tradisional, oleh karena itu pembelajaran berbasis proyek dapat digunakan untuk mengubah kelas tradisional (Sutirman, 2013) yang umumnya bercirikan praktik kelas yang berdurasi pendek dan aktivitas pembelajaran berpusat pada guru (Sutirman, 2013). Pembelajaran berbasis proyek didasarkan pada teori kontruktivisme dan merupakan pembelajaran siswa aktif.

            Pembelajaran berbasis proyek merupakan model pembelajaran yang melibatkan siswa secara aktif dalam merancang tujuan pembelajaran untuk menghasilkan produk atau proyek yang nyata dimana proyek yang dibuat oleh siswa mendorong berbagai kemampuan tidak hanya pengetahuan atau masalah teknis, tetapi juga keterampilan praktis seperti mengatasi informasi yang tidak lengkap atau tidak tepat; menentukan tujuan sendiri; dan kerjasama kelompok (Sutirman, 2013). Tidak hanya itu, pembelajaran beebasis proyek juga dapat digunakan untuk mengembangkan kemampuan siswa dalam membuat perencanaan, berkomunikasi, menyelesaikan masalah, dan membuat keputusan (Sani, 2014).

          Dalam pembelajaran berbasis proyek siswa dituntut untuk merumuskan tujuan pembelajaran sendiri secara khusus. Proyek yang ingin dibuat harus didasarkan pada minat dan kemampuan siswa baik secara pribadi maupun kelompok dengan mewajibkan siswa untuk mengatur kegiatan belajarnya dengan membagi beban kerja diantara anggota kelompoknya (Sutirman, 2013) dan menggunakan masalah sebagai langkah awal pemilihan proyek yang ingin dibuat (Daryanto, 2014) sehingga proyek yang dibuat oleh siswa dapat bermanfaat untuk menyelesaikan permasalahan masyarakat atau lingkungan (Sani, 2014).

          Pembelajaran berbasis proyek memungkinkan siswa untuk melakukan aktivitas belajar saintifik berupa kegiatan: (a) bertanya; (b) melakulkan pengamatan; (c) melakukan penyelidikan atau percobaan; (d) menalar; dan (e) menjalin hubungan dengan orang lain dalam upaya memperoleh informasi atau data (Sani, 2014). Karena pembelajaran dengan PBL membutuhkan beberapa keterampilan dasar dan penguasaan keterampilan khusus dalam proses pembuatan proyek.

Beberapa prinsip pembelajaran berbasis proyek menurut Kurniasih dan Sani (2014), sbb:

1)      Pembelajaran berpusat pada peserta didik yang melibatkan tugas-tugas pada kehidupan nyata untuk memperkaya pelajaran

2)      Tugas proyek menekankan pada kegiatan penelitian berdasarkan suatu tema atau topik yang telah ditentukan dalam pelajaran

3)      Penyelidikan atau eksperimen dilakukan secara otentik dan menghasilkan produk nyata yang telah dianalisis dan dikembangkan berdasarkan tema/topik yang disusun dalam bentuk produk (laporan atau hasil karya).

Kelebihan Pembelajaran Berbasis Proyek

Menurut Sani (2014) beberapa keutamaan yang diperoleh dengan menerapkan PjBL, yaitu;

1)      Melibatkan siswa dalam permasalahan dunia nyata

2)      Membutuhkan proses inkuiri, penelitian, keterampilan merencanakan, berpikir kritis, dan keterampilan menyelesaikan masalah dalam upaya membuat proyek

3)      Melibatkan siswa dalam belajar menerapkan pengetahuan dan keterampilan

4)      Memberikan kesempatan kepada siswa untuk melatih keterampilan interpersonal;

5)      Memberikan kesempatan kepada siswa untuk melatih keterampilan yang dibutuhkan untuk hidup dan bekerja (mengalokasikan waktu, bertanggung jawab, belajar melalui pengalaman, dan sebagainya)

6)      Mencakup aktivitas refleksi yang mengarahkan siswa untuk berpikir kritis tentang pengalaman dan menghubungkan pengalaman tersebut pada standar belajar.

            Selain itu, beberapa keuntungan lain menggunakan pembelajaran berbasis proyek menurut Sani (2014) adalah sbb:

1)      Meningkatkan motivasi siswa untuk belajar dan mendorong mereka untuk melakukan pekerjaan penting

2)      Meningkatkan kemampuan siswa dalam menyelesaikan masalah yang kompleks

3)      Membuat siswa lebih aktif

4)      Meningkatkan kemampuan siswa dalam bekerja sama

5)      Mendorong siswa mempraktikkan keterampilan berkomunikasi

6)      Meningkatkatkan kemampuan siswa dalam mengelola sumber daya

7)      Memberi pengalaman kepada siswa

8)      Memberikan kesempatan belajar bagi siswa untuk berkembang sesuai kondisi dunia nyata

9)      Melibatkan siswa untuk belajar mengumpulkan informasi dan menerapkan pengetahuan tersebut untuk menyelesaikan permasalahan di dunia nyata

10)  Membuat suasana belajar menjadi menyenangkan.

          Kelemahan Pembelajaran Berbasis Proyek

      Menurut Daryanto, (2014) adalah:

·         Memerlukan banyak waktu untuk menyelesaikan masalah

·         Membutuhkan biaya yang cukup banyak

·         Banyak guru yang merasa nyaman dengan kelas tradisional, dimana guru memegang peran utama di kelas

·         Banyak peralatan yang harus disediakan

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

·         Ada kemungkinan peserta didik yang kurang aktif dalam kerja kelompok

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

Langkah-Langkah Pembelajaran Berbasis Proyek

          Menurut Sani (2014) perencanaan PjBL harus mencakup empat langkah harus mencakup langkah penting berikut ini:

1)      Pengelompokkan siswa untuk mengerjakan sebuah proyek

2)      Mengajukan pertanyaan kompleks dan mengarahkan untuk mengerjakannya

3)      Membuat rancangan,  jadwal perencanaan penyelesaian proyek, serta mempersentasikan proyek

4)      Memberikan umpan balik dan penilaian atas proyek yang telah dibuat.

          Selain itu, menurut Sani (2014) penerapan pembelajaran berbasis proyek harus dimulai dari perencanaan pembelajaran yang memadai, yakni dengan mengikuti tahapan sebagai berikut;

1)  Menentukan materi proyek

2)  Menentukan tujuan proyek

3)  Mengidentifikasi keterampilan dan pengetahuan awal siswa yang dibutuhkan untuk melaksanakan proyek

4)  Menentukan kelompok belajar

5)  Menentukan jadwal pelaksanaan proyek

6)  Mengevaluasi sumber daya dan meterial yang akan digunakan

7)  Menentukan cara evaluasi yang akan digunakan.

10 Model Pembelajaran Sains Terpadu  (Robin Forgarty, 1991) 

Ditinjau dari cara memadukan konsep, keterampilan, topik, dan unit tematisnya, menurut seorang ahli yang bernama Robin Fogarty (1991) 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, dan (10) networked. Secara singkat kesepuluh cara atau model tersebut dapat diuraikan sebagai berikut. 

1. Model Penggalan (Fragmented)

Model fragmented ditandai oleh ciri pemaduan yang hanya terbatas pada satu mata pelajaran saja. Misalnya, dalam mata pelajaran Bahasa Indonesia, materi pembelajaran tentang menyimak, berbicara, membaca, dan menulis dapat dipadukan dalam materi pembelajaran keterampilan berbahasa. Dalam proses pembelajarannya, butir-butir materi tersebut dilaksanakan secara terpisah-pisah pada jam yang berbeda-beda.

Menurut Padmono dalam bukunya Pembelajaran Terpadu melalui Kurikulum Terpadu dalam Satu Disiplin Ilmu, mengatakan bahwa pembelajaran terpadu melalui kurikulum terpadu fragmented terjadi jika seorang guru memiliki keinginan agar siswa setelah menempuh pembelajaran satu kurun waktu tertentu memiliki kemampuan atau kecakapan tertentu. Kelebihan pembelajaran model ini adalah siswa menguasai secara penuh satu kemampuan tertentu untuk tiap mata pelajaran, ia ahli dan terampil dalam bidang tertentu. Sedangkan kekurangannya adalah Ia belajar hanya pada tempat dan sumber belajar dan kurang mampu membuat hubungan atau integrasi dengan konsep sejenis.

2. Model Keterhubungan (Connected)

Model connected dilandasi oleh anggapan bahwa butir-butir pembelajaran dapat dipayungkan pada induk mata pelajaran tertentu. Butir-butir pembelajaran kosakata, struktur, membaca dan mengarang misalnya, dapat dipayungkan pada mata pelajaran Bahasa dan Sastra Indonesia. Penguasaan butir-butir pembelajaran tersebut merupakan keutuhan dalam membentuk kemampuan berbahasa dan bersastra. Hanya saja pembentukan pemahaman, keterampilan dan pengalaman secara utuh tersebut tidak berlangsung secara otomatis. Karena itu, guru harus menatabutir-butir pembelajaran dan proses pembelajarannya secara terpadu.

Kelebihan yang diperoleh dalam model connected ini adalah adanya hubungan antar ide-ide dalam satu mata pelajaran, anak akan memperoleh gambaran yang lebih jelas dan luas dari konsep yang dijelaskan dan siswa diberi kesempatan untuk melakukan pedalaman, tinjauan, memperbaiki dan mengasimilasi gagasan secara bertahap. Kekurangan dalam model ini, model ini belum memberikan gambaran yang menyeluruh karena belum menggabungkan bidang-bidang pengembangan/mata pelajaran lain.

3. Model Sarang (Nested)

Model nested merupakan pemaduan berbagai bentuk penguasaan konsep keterampilan melalui sebuah kegiatan pembelajaran. Misalnya, pada satuan jam tertentu seorang guru memfokuskan kegiatan pembelajaran pada pemahaman tata bentuk kata, makna kata, dan ungkapan dengan saran pembuahan keterampilan dalam mengembangkan daya imajinasi, daya berpikir logis, menentukan ciri bentuk dan makna kata-kata dalam puisi, membuat ungkapan dan menulis puisi. Pembelajaran berbagai bentuk penguasaan konsep dan keterampilan tersebut keseluruhannya tidak harus dirumuskan dalam tujuan pembelajaran.

Keterampilan dalam mengembangkan daya imajinasi dan berpikir logis dalam hal ini disikapi sebagai bentuk keterampilan yang tergarap saat siswa memakai kata-kata, membuat ungkapan dan mengarang puisi. Penanda terkuasainya keterampilan tersebut dalam hal ini ditunjukkan oleh kemampuan mereka dalam membuat ungkapan dan mengarang puisi.

Kelebihan model ini yaitu guru dapat memadukan beberapa keterampilan sekaligus dalam pembelajaran satu mata pelajaran, memberikan perhatian pada berbagai bidang penting dalam satu saat sehingga tidak memerlukan penambahan waktu dan guru dapat memadukan kurikulum secara luas. Kekurangannya adalah apabila taanpa perencanaan yang matang memadukan beberapa keterampilan yang menjadi targget dalam suatu pembelajaran akan berdampak pada siswa dimana prioritas pelajaran menjadi kabur.

4. Model Urutan/Rangkaian (Sequenced)

Model sequenced merupakan model pemaduan topik-topik antar mata pelajaran yang berbeda secara paralel. Isi cerita dalam roman sejarah misalnya, topik pembahasannya secara paralel atau dalam jam yang sama dapat dipadukan dengan ikhwal sejarah perjuangan bangsa, karakteristik kehidupan sosial masyarakat pada periode tertentu maupun topik yang menyangkut perubahan makna kata. Topik-topik tersebut dapat dipadukan pembelajarannya pada alokasi jam yang sama.

Kelebihannya yaitu dengan menyusun kembali urutan topik, bagian dari unit, guru dapat mengutamakan prioritas kurikulum daripada hanya mengikuti urutan yang dibuat penulis dalam buku teks, membantu siswa memahami isi pembelajaran dengan lebih kuat dan bermakna. Sedangkankekurangannya yaitu diperlukkan kolaborasi berkelanjutan dan fleksibilitas semua orang yang terlibat dalam content area dalam mengurutkan sesuai peristiwa terkini.

5. Model Bagian (Shared)

Model shared merupakan bentuk pemaduan pembelajaran akibat adanya “overlapping” konsep atau ide pada dua mata pelajaran atau lebih. Butir-butir pembelajaran tentang kewarganegaraan dalam PPKN misalnya, dapat bertumpang tindih dengan butir pembelajaran dalam Tata Negara, PSPB, dan sebagainya.

Kelebihannya yaitu lebih mudah dalam menggunakannya sebagai langkah awal maju secara penuh menuju model terpadu yang mencakup empat disiplin ilmu, dengan menggabungkan disiplin ilmu serupa yang saling tumpang tindih akan memungkinkan mempelajari konsep yang lebih dalam. Sedangkan kekurangannya yaitu model integrasi antar dua disiplin ilmu memerlukan komitmen pasangan untuk bekerjasama dalam fase awal, untuk menemukan konsep kurikula yang tumpang tindih secara nyata diperlukan dialog dan percakapan yang mendalam.

6. Model Jaring Laba-laba (Webbed)

Selanjutnya, model yang paling populer adalah model webbed. Model ini bertolak dari pendekatan tematis sebagai pemadu bahan dan kegiatan pembelajaran. Dalam hubungan ini tema dapat mengikat kegiatan pembelajaran baik dalam mata pelajaran tertentu maupun lintas mata pelajaran.

Kelebihan pendekatan jaring laba-laba untuk mengintegrasikan kurikulum adalah faktor motivasi sebagai hasil bentuk seleksi tema yang menarik perhatian paling besar, faktor motivasi siswa juga dapat berkembang karena adanya pemilihan tema yang didasarkan pada minat siswa. Sedangkan kekurangan model ini adalah banyak guru sulit memilih tema. Mereka cenderung menyediakan tema yang dangkal sehingga kurang bermanfaat bagi siswa, dan guru seringkali terfokus pada kegiatan sehingga materi atau konsep menjadi terabaikan.

7. Model Galur/ benang(Threaded)

Model threaded merupakan model pemaduan bentuk keterampilan misalnya, melakukan prediksi dan estimasi dalam matematika, ramalan terhadap kejadian-kejadian, antisipasi terhadap cerita dalam novel, dan sebagainya. Bentuk threaded ini berfokus pada apa yang diesbut meta-curriculum.

Kelebihan dari model ini antara lain: konsep berputar sekitar metakurikulum yang menekankan pada perilaku metakognitif; materi untuk tiap mata pelajaran tetap murni, dan siswa dapat belajar bagaimana seharusnya belajar di masa yang akan datang sesuai dengan laju perkembangan era globalisasi. Sedangkan kekurangan yaitu hubungan isi antar materi pelajaran tidak terlalu ditunjukkan sehingga secara eksplisit siswa kurang dapat memahami keterkaitan konten antara mata pelajaran satu dengan yang lainnya.

8. Model Keterpaduan (Integrated)

Model integrated merupakan pemaduan sejumlah topik dari mata pelajaran yang berbeda, tetapi esensinya sama dalam sebuah topik tertentu. Topik evidensi yang semula terdapat dalam mata pelajaran Matematika, Bahasa Indonesia, Pengetahuan Alam, dan Pengetahuan Sosial, agar tidak membuat muatan kurikulum berlebihan cukup diletakkan dalam mata pelajaran tertentu, misalnya Pengetahuan Alam. Contoh lain, dalam teks membaca yang merupakan bagian mata pelajaran.

Bahasa Indonesia, dapat dimasukkan butir pembelajaran yang dapat dihubungkan dengan Matematika, Pengetahuan Alam, dan sebagainya. Dalam hal ini diperlukan penataan area isi bacaan yang lengkap sehingga dapat dimanfaatkan untuk menyampaikan berbagai butir pembelajaran dari berbagai mata pelajaran yang berbeda tersebut. Ditinjau dari penerapannya, model ini sangat baik dikembangkan di SD.

Kelebihan dari model ini yaitu siswa saling mengaitkan, saling menghubungkan diantara macam-macam bagian dari mata pelajaran. Keterpaduan secara sukses diimplementasikan, pendekatan belajar yang lingkungan belajar yang ideal untuk hari terpadu (integrated day) secara eksternal dan untuk keterpaduan belajar untuk fokus internal. Selain itu model ini juga mendorong motivasi murid. Sedangkan kekurangan yaitu model ini sulit dilaksanakan secara penuh; membutuhkan keterampilan tinggi,percaya diri dalam prioritas konsep, keterampilan dan sikap yang menembus secara urut dari mata pelajaran; dan membutuhkan model tim ahli pada bidang dan merencanakan dan mengajar bersama.

9. Model Celupan/Terbenam (Immersed)

Model immersed dirancang untuk membantu siswa dalam menyaring dan memadukan berbagai pengalaman dan pengetahuan dihubungkan dengan medan pemakaiannya. Dalam hal initukar pengalaman dan pemanfaatan pengalaman sangat diperlukan dalam kegiatan pembelajaran.

Kelebihan dari model ini adalah setiap siswa mempunyai ketertarikan mata pelajaran yang berbeda maka secara tidak langsung siswa yang lain akan belajar dari siswa lainnya. Mereka terpacu untuk dapat menghubungkan mata pelajaran yang satu dengan yang lainnya. Sedangkan kekurangandari model ini adalah siswa yang tidak senang membaca akan mendapat kesulitan untuk mengerjakan proyek ini, sehingga siswa menjadi kehilangan minat belajar.

10. Model Jaringan (Networked)

Terakhir, model networked merupakan model pemaduan pembelajaran yang mengandaikankemungkinan pengubahan konsepsi, bentuk pemecahan masalah, maupun tuntutan bentuk keterampilan baru setelah siswa mengadakan studi lapangan dalam situasi, kondisi, maupun konteks yang berbeda-beda. Belajar disikapi sebagai proses yang berlangsung secara terus-menerus karena adanya hubungan timbal balik antara pemahaman dan kenyataan yang dihadapi siswa. Kelebihandari model ini adalah siswa memperluas wawasan pengetahuan pada satu atau dua mata pelajaran secara mendalam dan sempit sasarannya. Sedangkan kekurangannya adalah kemungkinan motivasi siswa akan berubah kedalaman materi pelajaran menjadi dangkal secara tidak sengaja karena mendapat hambatan dalam mencari sumber. (sumber: Robin Fogarty. 1991. How to Integrate the Curricula. Illinois: Skylight Publishing

 Dari tulisan diatas ada beberapa pertanyaan yang ingin saya ajukan kepada pembaca.  Mari kita bersama-sama membahas materi model-model pembelajran khusus sains. Mudah-mudahan dengan komentar teman-teman masalah dalam pembelajarn sains dapat kita pecahkan bersama.

1.      Dari ke 4 model pembelajaran sains di atas, adakah model pembelajaran lain yang cocok untuk diterapkan dalam pembelajaran sains di Indonesia? Jika ada, mohon penjelasannya?

2.      Menurut Anda, manakah model pembelajaran khusus sains yang paling sering digunakan di sekolah-sekolah khususnya di Provinsi Jambi? Berikan alasannya?

3.      Seandainya Anda adalah seorang guru sains yang mengajar di daerah terpencil dengan keterbatasan fasilitas sarana dan prasarana. Apa yang dapat Anda Lakukan demi penyetaraan pendidikan di daerah Anda dengan dengan daerah maju lainnya?