LANDASAN TEORI PEMBELAJARAN IPA

A.      Teori Piaget

Peaget mempunyai nama lengkap Jean Piaget, lahir di Swiss tepatnya di Neuchatel pada tahun 1896. Piaget merupakan salah satu pioner konstruktivis, ia berpendapat bahwa anak membangun sendiri pengetahuannya dari pengalamannya sendiri dengan lingkungan. Dalam pandangan Piaget, pengetahuan datang dari tindakan, perkembangan  kognitif sebagian besar bergantung kepada seberapa jauh anak anak aktif memanipulasi dan aktif berinteraksi dengan lingkungannya. Dalam hal ini peran guru adalah sebagai fasilitator dan buku sebagai pemberi informasi.  Kecenderungan anak-anak SD beranjak dari hal-hal yang konkrit, memandang sesuatu kebutuhan secara terpadu. Berdasarkan keceenderungan diatas maka, belajara adalah suatu proses yang aktif, konstruktif, berorientasi pada tujuan, semuannya bergantung pada aktifitas mental peserta didik.

Menurut Slavin dalam (Nur :1998:27) implikasi dari teori Piaget dalam pembelajaran adalah sebagai berikut :

    a.       Memfokuskan pada proses berfikir atau proses mental anak tidak sekedar pada produknya. Di samping kebenaran jawaban siswa, guru harus memahami proses yang digunakan anak sehingga sampai pada jawaban tersebut.

    b.      Pengenalan dan pengakuan atas peranan anak-anak yang penting sekali dalam inisiatif diri dan keterlibatan aktif dalam kegaiatan pembelajaran. Dalam kelas Piaget penyajian materi jadi (ready made) tidak diberi penekanan, dan anak-anak didorong untuk menemukan untuk dirinya sendiri melalui interaksi spontan dengan lingkungan.

    c.       Tidak menekankan pada praktek-praktek yang diarahkan untuk menjadikan anak-anak seperti orang dewasa dalam pemikirannya.

  d.  Penerimaan terhadap perbedaan individu dalam kemajuan perkembangan, teori Piaget mengasumsikan bahwa seluruh anak berkembang melalui urutan perkembangan yang sama namun mereka memperolehnya dengan kecepatan yang berbeda.

Dari uraian tersebut pembelajaran menurut konstruktivis dilakukan dengan memusatkan perhatian kepada berfikir atau proses mental anak, tidak sekedar pada hasilnya dan mengutamakan peran siswa dalam kegiatan pembelajaran serta memaklumi adanya perbedaan individu dalam kemajuan perkembangan yang dapat dipegaruhi oleh perkembangan intelektual anak.

1.        Prinsip Pembelajaran Menurut Jean Piaget

Tiga prinsip utama pembelajaran yang dikemukakan Piaget, antara lain:

a.    Belajar aktif

Proses pembelajaran adalah proses aktif, karena pengetahuan terbentuk dari dalam subyek belajar. Untuk membantu perkembangan kognitif anak, kepadanya perlu diciptakan suatu kondisi belajar yang memungkinkan anak belajar sendiri, misalnya: melakukan percobaan sendiri; memanipulasi symbol-simbol; mengajukan pertanyaan dan mencari jawabannya sendiri; membandingkan penemuan sendiri dengan penemuan temannya.

b.    Belajar lewat interaksi sosial

Dalam belajar perlu diciptakan suasana yang memungkinkan terjadinya interaksi di antara subyek belajar. Menurut Piaget belajar bersama baik dengan teman sebaya maupun orang yang lebih dewasa akan membantu perkembangan kognitif mereka. Karena tanpa kebersamaan kognitif akan berkembang dengan sifat egosentrisnya. Dan dengan kebersamaan khasanah kognitif anak akan semakin beragam. Hal ini memperkuat pendapat dari JL. Mursell.

c.    Belajar lewat pengalaman sendiri

Dengan menggunakan pengalaman nyata maka perkembangan kognitif seseorang akan lebih baik daripada hanya menggunakan bahasa untuk berkomunikasi. Berbahasa sangat penting untuk berkomunikasi namun jika tidak diikuti oleh penerapan dan pengalaman maka perkembangan kognitif seseorang akan cenderung mengarah ke verbalism

2.        Tahap-tahap pekembangan menurut Piaget:

Ada 4 tahap perkembangan kognitif anak-anak.

a.    Sensorimotor (0-2 tahun):anak mengadaptasi dunia luar melalui perbuatan, belum mengenal bahasa, tidak berfikir tentang dunia luar, Diakhir tahap ini mulai mempunyai /mengenal bahasa

b.    Pra Operasional ( 2-7 tahun ) : mulai meningkatkan kosa kota, mengelompokkan benda-benda berdasarkan sifat-sifat, Mulai memiliki pengetahuan fisik mengenai sifat-sifat benda danmulai memahami tingkah laku dan organisme dalam lingkungannya, Tidak berfikir balik, Tidak berfikir tentang bagian-bagian dan keseluruhan secaraserentak , Mempunyai pandangan subyektif dan egosentrik.

c.    Operasi Konkret ( 6-11 atau 6-12 tahun): Mulai memandang dunia secara obyektif , Mulai berfikir secara operasional, Membentuk hubungan aturan-aturan, prinsip ilmu sederhana dan mempergunakan hubungan  sebab  akibat.Memahami konsep substansi, volume, panjang lebar luas dan berat.

d.   Operasi Formal ( 11 – 14 tahun keatas ): Mempergunakan pemikiran yang lebih tinggi dari tahapsebelumnya.Membentuk hipotesa, dapat menghubungkan bukti dengan teori.Dapat bekerja dengan ratio, proporsi dan probabilitas. Membangun dan memahami penjelasan yang rumit.

3.        Dalam Pembelajaran IPA Pergunakanlah :

           a.       Mulailah dari hal-hal yang konkret, yaitu kegiatan aktif mempergunakan pancaindra dengan                benda nyata atau konkret.

         b.      Penata awal, Yaitu suatu informasi umum mengenai apa yang akan diajarkan, agar murid              mempunyai kerangka kerja untuk mengasimilasikan informasi baru ke dalam struktur kognitifnya.

c.       Pergunakanlah kegiatan  yang bervariasi karena murid mempunyai tingkat perkembangan kognitif yang berbeda dan gaya belajar yang berlainan.

4.        Penerapan Teori Piaget Dalam Pembelajaran IPA

Menurut Piaget, ada sedikitnya tiga hal yang perlu diperhatikan oleh guru dalam merancang pembelajaran di kelas, terutama dalam pembelajaran IPA. Ketiga hal tersebut adalah :

a.    Seluruh anak melewati tahapan yang sama secara berurutan ;

b.    Anak mempunyai tanggapan yang berbeda terhadap suatu benda atau kejadian ;

c.    Apabila hanya kegiatan fisik yang diberikan kepada anak, tidaklah cukup untuk menjamin perkembangan intelektual anak.

5.        Cara Pembelajaran IPA Berdasarkan Teori Piaget

    a.   Guru harus selalu memperhatikan pada setiap siswa apa yang mereka lakukan, apakah mereka melaksanakan dengan benar, apakah mereka tidak mendapatkan kesulitan.

     b.      Guru harus berbuat seperti apa yang Piaget perbuat yaitu memberikan kesempatan kepada anak untuk menemukan sendiri jawabanya, sedangkan guru harus selalu siap dengan alternatif jabawab bila sewaktu-waktu dibutuhkan.

     c.       Pada akhir pembelajaran, guru mengulas kembali bagaimana siswa dapat menemukan jawaban yang diinginkan

B.       Teori Behavioristik

Menurut teori behavioristik belajar adalah perubahan tingkah laku sebagai hasil dari pengalaman (Gage, Berliner, 1984) Belajar merupakan akibat adanya interaksi antara stimulus dan respon (Slavin, 2000). Seseorang dianggap telah belajar sesuatu jika dia dapat menunjukkan perubahan perilakunya. Menurut teori ini dalam belajar yang penting adalah input yang berupa stimulus dan output yang berupa respon. Stimulus adalah apa saja yang diberikan guru kepada siswa, sedangkan respon berupa reaksi atau tanggapan siswa terhadap stimulus yang diberikan oleh guru tersebut. Proses yang terjadi antara stimulus dan respon tidak penting untuk diperhatikan karena tidak dapat diamati dan tidak dapat diukur. Yang dapat diamati adalah stimulus dan respon, oleh karena itu apa yang diberikan oleh guru (stimulus) dan apa yang diterima oleh siswa (respon) harus dapat diamati dan diukur. Teori ini mengutamakan pengukuran, sebab pengukuran merupakan suatu hal penting untuk melihat terjadi atau tidaknya perubahan tingkah laku tersebut

Menurut teori behavioristik,  belajar merupkan perubahan perilaku yang dapat diamati, diukur dan dinilai secara konkret. Perubahan terjadi melalui rangsangan (stimulans) yang menimbulkan hubungan perilaku reaktif (respon) berdasarkan hukum-hukum mekanistik. Stimulans tidak lain adalah lingkungan belajar anak, baik yang internal maupun eksternal yang menjadi penyebab belajar. Sedangkan respons adalah akibat atau dampak, berupa reaksi fifik terhadap stimulans. Belajar berarti penguatan ikatan, asosiasi, sifat da kecenderungan perilaku S-R (stimulus-Respon). Terdapat beberapa tokoh yang menghembangkan teori belajar behaviorsitik, antara lain: Skinner (1904-1990):  Edward Edward Lee Thorndike (1874-1949), Robert Gagne ( 1916-2002), Ivan Petrovich Pavlov (1849-1936), Albert Bandura

1.        Teori Behaviorisme Dalam Pembelajaran Ipa

Skinner mengakui bahwa aplikasi dari teori operant adalah terbatas, tetapi ia merasa bahwa ada implikasi praktis bagi pendidikan. Ia mengemukakan bahwa control yang positif (menyenangkan) mengandung sikap yang menguntungkan terhadap pendidikan, dan akan lebih efektif jika digunakan. (Sudjana N, 1990: 92)

Dengan three-term contingency modelnya (stimuli yang deskriptif, respons dan reinforce) ia mengemukakan bahwa peranan utama dari pendidik adalah menciptakan kondisi agar hanya tingkah laku yang diinginkan saja yang diberi penguatan. Stimulus deskriminatif dipergunakan untuk memaksimalkan terjadinya tingkah laku yang diinginkan. Ia menganjurkan untuk melakukan analisis langsung terhadap aktiitas-aktivitas yang terjadi dalam situasi praktis untuk mengenal tingkah laku yang  pantas dan yang tidak pantas secara tepat. Pendidik hendaknya melakukan catatan dari kemajuan siswa sehingga dapat dilakukan perubahan program yang diperlukan siswa.

Informasi yang diperoleh dapat diperbaiki untuk perbaikan selanjutnya baik mengenai pendidikan maupun teknik yang dipakai dalam pendidikan. Pendidik perlu mengetahui dan menentukan tugas-tugas mana yang akan dicoba (dilaksanakan), bagaimana cara melaksanakannya dan hasil apa yang akan diharapkannya.

Menurut Skinner mengajar adalah mengatur kesatuan penguat untuk mencapai proses belajar. Dengan demikian tugas guru harus sebagai arsitek dalam membentuk tingkah laku siswa melalui penguatan sehingga dapat membentuk respons yang tepat bagi siswa.

Dengan kata lain focus nyata dalam pengajaran adalah pemberian penguatan yang konsisten, segera dan positif bagi tingkah laku yang tepat dan bagi pencapaian tujuan pengajaran yang diinginkan. Pengajaran berprogram adalah model yang diajukan oleh Skinner berdasarkan teori belajarnya. (Sudjana N, 1990 : 92-93)

Ada beberapa prinsip pengajaran tingkah laku yang dapat digunakan berdasarkan aliran behaviorisme menurut Skinner, yang dirancang agar pengetahuan siswa tetap berada dalam benak siswa antara lain :

a.    Perlu adanya tujuan yang jelas dalam pengertian tingkah laku apa yang diharapka dicapai para siswa. Tujuan diatur sedemikian rupa secara bertahap dari yang sederhana menuju yang kompleks.

b.    Memberikan tekanan kepada kemajuan individu sesuai dengan kesanggupannya

c.    Pentingnya penilaian yang terus menerus untuk menentukan tingkat kemajuan yang dicapai siswa

d.   Prosedur pengajaran dilakukan melalui modifikasi atas dasar hasil evaluasi dan kemajuan yang dicapainya.

e.    Hendaknya digunakan positif reinforcement secara sistematis bervariasi, dan segera manakah respons siswa telah terjadi.

f.     Prinsip belajar tuntas sebaiknya digunakan agar penguasaan belajar para siswa dapat diperoleh sesuai dengan tingkah laku yang diharapkan (tujuan yang ingin dicpai dari pengajaran)

g.    Program remedial bagi siswa yang memerlukan harus diberikan agar mencapi prinsip tujuan belajar tuntas.

h.    Peran guru lebih diarahkan kepada peranannya sebagai arsitek dan pembentuk tingkah laku siswa.

Untuk mempertahankan atau mempertinggi perilaku, diberikan stimulus penguat dan menghilangkan perilaku stimulus penguat dikurangi atau diturunkan. Untuk respon yang tepat sebaiknya diberikan penguat positif secara langsung. Hasilnya dapat dilihat  bahwa seseorang akan mempertahankan perilakunya (respons) dengan baik apabila diberikan stimulus penguat. (Sudjana N, 1990 : 89)

Dalam pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam teori belajar Behaviorisme yang berpedoman pada perubahan tingkah laku setelah melakukan pembelajaran dapat diterapkan dengan menggunakan stimus-stimulus yang dapat membangkitkan semangat siswa dalam belajar dan mampu merangsang siswa untuk merubah perilakunya sesuai dengan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai..

Untuk mempertahankan pengetahuan dalam benak siswa dalam pembelajaran IPA sesuai dengan teori Operant Concitioning yang dikemukan Skinner. Operant Concitioning atau pengkondisian operan adalah suatu proses penguatan perilaku operan (penguatan positif atau negatif) yang dapat mengakibatkan perilaku tersebut dapat berulang kembali. Dalam pembelajaran IPA agar pengetahuan (perilaku/tindakan) siswa dapat bertahan dalam ingatannya perlu dilakukan pengutan dengan cara mengulang (drill) materi yang diberikan atau dengan cara memberikan pengutan kepada siswa yang mampu menjawab pertanyaan yang diberikan guru misalanya dengan memberikan pujian, memberikan nilai yang sangat memuaskan, memberikan tepuk tangan, memberikan senyuman, ancungan jempol atau dengan cara yang lainnya yang dapat membuat bangga siswa yang telah berhasil. Untuk siswa yang tidak berhasil menjawab pertanyaan yang diberikan guru akan diberikan kegiatan remedial sebagai bentuk penguatan berupa pengulangan (drill).

Faktor lain yang dianggap penting oleh aliran behavioristik adalah faktor penguatan (reinforcement). Bila penguatan ditambahkan (positive reinforcement) maka respon akan semakin kuat. Begitu pula bila respon dikurangi/dihilangkan (negative reinforcement) maka responpun akan semakin kuat.

Beberapa prinsip dalam teori belajar behavioristik, meliputi:

a.    Reinforcement and Punishment;

b.    Primary and Secondary Reinforcement;

c.    Schedules of Reinforcement;

d.   Contingency Management;

e.    Stimulus Control in Operant Learning;

f.     The Elimination of Responses (Gage, Berliner, 1984).

C.       Landasan Teori Pengolahan Informasi (Information Processing)

Teori pengolahan informasi merupakan teori kognitif tentang belajar yang menjelaskan bagaimana informasi diterima, disimpan dan dipanggil kembali dari otak.

Pengajaran IPA pada umumnya akan lebih efektif bila diselenggarakan melalui model-model pembelajaran yang termasuk rumpun pengolahan informasi. Hal ini dikarenakan model-model pembelajaran ini menekankan pada bagaimana seseorang berpikir dan bagaimana dampaknya terhadap cara-cara mengolah informasi.

Para ahli teori pengolahan informasi melakukan kajian tentang pembelajaran berdasarkan konsep memori manusia dengan alur atau sistem pengolahan informasi yang mirip dengan pengolahan informasi yang terjadi pada komputer. Langkah-langkah dalam sistem ini dimulai pada saat salah satu atau lebih indera kita (penglihat, pendengar, pembau, peraba, dan pengecap) menerima rangsangan dari luar (input). Rangsangan ini disimpan hanya sesaat di dalam sensori register, yaitu tempat rangsangan tersebut dikenali atau dipahami. Rangsangan-rangsangan yang mendapat atensi atau perhatian dan dikenali itu kemudian dipindahkan ke memori jangka pendek (short term memory), yaitu suatu tempat penyimpanan yang memiliki kapasitas yang sangat terbatas. Memori jangka pendek juga berfungsi sebagai memori kerja (working memory) untuk menyimpan apa yang sedang kita pikirkan pada suatu saat tertentu, yaitu informasi yang diaktifkan atau sedang diproses. Informasi yang diaktifkan itu berasal dari memori jangka panjang (long term memory), yaitu suatu tempat di dalam sistem pikiran kita yang dapat menyimpan informasi dalam waktu lama.
a. Implikasi dalam pembelajaran

     a)      Tidak terlalu cepat dalam penyampaian informasi satu ke yang lain (kesempatan) dan tidak terdesak informasi berikutnya.

       b)      Tidak terlalu banyak ide dalam satu kali penyampaian, kecuali telah ada informasi pengait dalam jangka panjang.

       c)      Memberikan waktu / kesempatan berfikir ketika harus menjawab pertanyaan.
Memori jangka panjang. Memori jangka panjang merupakan bagian dari sistem memori untuk menyimpan informasi dalam kurun waktu yang panjang dan kapasitas yang besar. Mempri yang telah tersimpan dalam memori jangka panjang tidak pernah akan terlupakan kemungkinan yang terjadi adalah kehilangan untuk menemukan kembali (recall).

            b. Penerapan dalam Pembelajaran

Penerapan dalam pembelajaran IPA adalah guru menjelaskan materi dengan menggunakan media yang menarik. Kemudian guru melakukan tanya jawab untuk mengetahui sejauh mana pemahaman siswa tentang materi yang dijelaskan. Bila ada yang belum dimengerti siswa, guru mengulang penjelasannya kembali.

D.      Teori Konstruktivisme

Salah satu landasan teoretik pendidikan IPA adalah teori pembelajaran konstruktivis. Pendekatan ini pada dasarnya menekankan pentingnya siswa membangun sendiri pengetahuan mereka lewat keterlibatan aktif dalam proses belajar mengajar. Proses belajar mengajar lebih diwarnai student centered daripada teacher centered. Sebagian besar waktu proses belajar mengajar berlangsung dengan berbasis pada aktivitas siswa.

Kontruktivisme lahir dari gagasan Piaget dan Vigotsky, dimana keduanya menekankan bahwa perubahan kognitif hanya terjadi jika konsepsi-konsepsi yang telah dipahami sebelumnya diolah melalui suatu proses ketidakseimbangan dalam upaya memahami informasi-informasi baru. Piaget dan Vigotsky juga menekankan pada hakekat sosial dari proses belajar dan keduanya menyarankan untuk menggunakan kelompok-kelompok belajar dengan kemampuan anggota-anggota kelompok yang berbeda-beda untuk mengupayakan perubahan kopnseptual.

a.      Pandangan Konstruktivisme Tentang Belajar IPA

1.      Belajar sebagai Perubahan Konsepsi

Menurut pandangan konstruktivisme keberhasilan belajar bergantung bukan hanya pada lingkungan atau kondisi belajar, tetapi juga pada pengetahuan awal siswa. Belajar melibatkan pembentukan “makna” oleh siswa dari apa yang mereka lakukan, lihat, dan dengar. Pembentukan makna merupakan suatu proses aktif yang terus berlanjut. Jadi siswa memiliki tanggung jawab atas belajar mereka sendiri.

2.       Perubahan Konsepsi dalam Pembelajaran IPA

Pembelajaran dan perspektif konstruktivisme mengandung empat kegiatan inti, yaitu:  

a.    Berkaitan dengan prakonsepsi atau pengetahuan awal (prior knowledge).

b.    Mengandung kegiatan pengalaman nyata (experience).

c.    Melibatkan interaksi sosial ( social interaction).

d.   Terbentuknya kepekaan terhadap lingkungan (sense making).

Implikasi pandangan konstruktivisme untuk pembelajaran dapat disarikan beberapa kebaikan pembelajaran berdasarkan konstruktivisme adalah sebagai berikut:

a.    Pembelajaran berdasarkan konstruktivisme memberikan kesempatan kepada siswa untuk mengungkapkan gagasan secara eksplisit dengan menggunakan bahasa siswa sendiri, berbagi gagasan dengan temannya, dan mendorong siswa memberikan penjelasan tentang gagasannya.

b.    Pembelajaran berdasarkan konstruktivisme memberi pengalaman yang berhubungan dengan gagasan yang telah dimiliki siswa atau rancangan kegiatan disesuaiakan dengan gagasan awal siswa agar siswa memperluas pengetahuan mereka tentang fenomena dan memiliki (diberi) kesempatan untuk merangkai fenomena, sehingga siswa terdorong untuk membedakan dan memadukan gagasan tentang fenomena yang menantang.

c.    Pembelajaran konstruktivisme memberi siswa kesempatan untuk berpikir tentang pengalamannya agar siswa berpikir kreatif, imajinatif, mendorong refleksi tentang teori dan model, mengenalkan gagasan-gagasan sains pada saat yang tepat.

d.   Pembelajaran konstruktivisme memberi kesempatan kepada siswa untuk mencoba gagasan baru agar siswa terdorong untuk memperoleh kepercayaan diri dengan menggunakan berbagai konteks baik yang telah dikenal maupun yang baru dan akhirnya memotivasi siswa untuk menggunakan berbagai strategi belajar..

e.    Pembelajaran konstruktivisme mendorong siswa untuk memikirkan perubahan gagasan mereka setelah menyadari kemajuan mereka serta memberi kesempatan siswa untuk mengidentifikasi perubahan gagasan mereka.

f.     Pembelajaran konstruktivisme memberikan lingkungan belajar yang kondusif yang mendukung siswa mengungkapkan gagasan, saling menyimak, dan menghindari kesan selalu ada satu “jawaban yang benar”.

Jadi, dalam perspektif konstruktivisme belajar itu merupakan proses perubahan konsepsi.

3.      Pentingya Konteks

Perubahan konsepsi akan terjadi apabila kondisi yang memungkinkan terjadinya perubahan konsepsi terpenuhi dan tersedia konteks ekologi konsepsi untuk berlangsungnya perubahan itu. Ekologi konsepsi yang dimaksud adalah sebagai berikut:

a.       Anak merasa tidak puas dengan gagasan yang dimilikinya.

b.      Gagasan harus dapat dimengerti (intelligible).

c.       Konsepsi yang baru harus masuk akal (plausible).

d.      Konsepsi yang baru harus dapat memberi suatu kegunaan (fruitful).

b.      Penerapan dalam pembelajaran

Penerapan dalam pembelajaran IPA adalah siswa dibagi dalam beberapa kelompok. Kemudian guru memberikan suatu permasalahan dan siswa mendiskusikusikannya dalam kelompok masing-masing. Guru memberi nilai yang baik bagi siswa yang aktif dalam kelompoknya.

DAFTAR PUSTAKA

Dahar, R.W. 1991. Teori-Teori Belajar. Erlangga. Jakarta

Gage, Berliner, 1984. Teori Belajar Behaviorisme. trimanjuniarso.wordpress.com

Kemendikbud. 2013. Konferensi Pers Hasil UN SMP Sederajat Tahun Ajaran  2012/2013. Tersedia:http://www.kemdiknas.gogo.id/kemdikbud/sites/default/files/Konpres2013.pdf.

Nur, M. 1998. Teori-teori Perkembangan. Surabaya : Institut Keguruan dan Ilmu Pendidikan.

Slavin, R.E. 2000. Educational Psychology: Theory and Practice. Sixth Edition. Boston: Allyn and Bacon

Sudjana N, 1990. Teori-Teori Belajar Untuk Pengajaran. Lembaga Penerbit Fakultas Ekonomi Universitas Indonesia. Jakarta