RESUME ARAH PENDIDIKAN FISIKA: SCIENCE & ENGINEERING PRACTICES, CROSS-CUTTING CONCEPTS, AND CORE IDEAS

 

A.     SCIENCE & ENGINEERING PRACTICES

Pelibatan praktik dalam sains akan membantu peserta didik memahami bagaimana pengetahuan berkembang. Peserta didik akan menunjukkan apresiasi bahwa pendekatatan yang digunakan dalam menyelidiki, memodelkan dan menjelaskan dunia sangat luas dan beragam. Praktik yang dilakukan peserta didik dalam sains dan teknik akan membangkitkan keingintahuan, menggali ketertarikan, dan memotivasi mereka untuk terus belajar. Meskipun keduanya dapat dikembangkan dalam praktik, namun sains memiliki cakupan yang lebih terbatas untuk dipraktikkan dibandingkan dengan ilmu teknik. Berikut beberapa perbedaan mendasar praktik sains dan praktik teknik. Tabel berikut juga akan dilengkapi dengan standar kemampuan yang harus dicapai peserta didik setelah lulus dari kelas 12.

 

Tabel 1. Perbedaan praktik dalam bidang sains dan teknik

	SAINS	TEKNIK
Pertanyaan dan pendefinisian masalah:	Memulai dengan sebuah pertanyaan dari sebuah fenomena	Memulai dengan sebuah masalah, kebutuhan/keinginan yang memberikan sebuah permasalahan teknik untuk diselesaikan
Perkembangan dan penggunaan model	Sering melibatkan konstruksi dan menggunakan beragam jenis model dan simulasi untuk membantu mengembangkan penjelasan tentang fenomena alam	Menggunakan model dan simulasi untuk menganalisa sistem yang ada
Perencanaan dan penyelesaian penyelidikan	Merencanakan dan menyelesaikan sebuah penyelidikan dengan sistematis dan menghendaki pengindentifikasian terhadap apa yang ditemukan untuk menguji teori dan penjelasan atau merevisi serta mengembangkan sesuatu hal baru.	Menggunakan keduanya untuk memperoleh data yang penting untuk merinci kriteria desain atau parameter serta untuk menguji sebuah desain.
Analisis dan interpretasi data	Menghasilkan data yang harus dianalisis dengan maksud untuk menemukan maknanya yang biasanya disajikan dalam bentuk tabulasi, grafik, visualisasi ataupun dengan data statistik.	Insinyur menganalisis data hasil tes desain dan penyelidikan yang memungkinkan mereka membandingkan solusi yang berbeda dan memutuskan seberapa baik kriteria desain yang dapat menyelesaikan permasalah yang ada.
Penggunaan matematika dan komputasi	Matematika dan komputasi merupakan hal alat yang sangat dasar untuk merepresentasikan variabel-variabel penyelidikan dan hubungannya. Matematika dan komputasi dapat memprediksi sifat fisis sebuah sistem.	Matematika dan komputasional dalam teknik merupakan sesuatu yang terintegrasi dengan ilmu teknik sendiri sebagai bagian dari desain teknik.
Pembangunan penjelasan dan pendesainan solusi	Tujuan dari sains adalah membangun teori yang dapat menyediakan penjelasan tentang sifat-sifat alam semesta.	Desain teknik merupakan sebuah proses yang sistematis untuk menyelesaikan permasalahan teknik yang berlandaskan pengetahuan dan model dari alam semesta.
Pelibatan argument dari bukti	Alasan dan argumen merupakan hal yang penting untuk mengidentifikasi kekuatan dan kelemahan dari sebuah bentuk alasan dan untuk menemukan penjelasan terbaik pada sebuah fenomena alam semesta.	Alasan dan argumen merupakan hal yang sangat penting untuk menemukan kemungkinan solusi terbaik untuk sebuah permasalahan.
Perolehan, pengevaluasian dan pengkomunikasian informasi	Sains tidak dapat maju jika ilmuwan tidak dapat mengkomunikasikan penemuan mereka secara jelas dan persuasif atau untuk mempelajari penemuan-penemuan orang lain.	Insinyur tidak dapat menghasilkan teknologi baru atau berkembang jika keunggulan dari desain mereka tidak dikomunikasikan dengan baik.

 

B.      CORSSCUTTING-CONCEPT

Crosscutting concept adalah hal yang fundamental untuk memahami sains dan teknik. Prinsip ini akan menjadi batu pijakan untuk pembelajaran lintas disiplin dan tingkatan kelas. Sumber yang eksplisit terhadap suatu konsep akan membantu peserta didik mengembangkan sebuah pemahaman sains dan teknik yang lengkap, utuh dan bermanfaat. Terdapat tujuh konsep crosscutting sains dan teknik yaitu sebagai berikut.

1.       Patron/pola (Patterns). Pola pengamatan dari sebuah bentuk dan kejadian membimbing ke arah pengorganisasian dan pengklasifikasian, serta hal tersebut dapat mendorong pertanyaan tentang hubungan dan faktor yang memengaruhinya. Tujuan utama dari pengenalan pola/pattern recognition adalah dalam pengklasifikasian yang sangat tergantung pada seberapa cermat pengamatan kita dalam melihat permasalahan dan perbedaan suatu objek.

2.       Sebab-akibat (Cause and effect). Kejadian-kejadian yang terjadi mempunyai penyebab, kadang sederhana, kadang kompleks. Aktivitas yang paling sering dilakukan dalam sains adalah menyelidiki dan menjelaskan hubungan sebab-akibat serta mekanisme yang menghubungkannya dengan harapan kita dapat memahami mekanisme dan memprediksi desain pencegahan terhadap suatu permasalahan.

3.       Skala, proporsi dan kuantitas (scale, proportion, and quantity). Dalam mempertimbangkan suatu fenomena sangat krusial untuk memahami perbedaan ukuran, waktu dan energi serta memahami bagaimana skala ini berubah, proporsinya atau kuantitas sebab dari struktur dan kemampuan suatu sistem. Singkatnya bahwa rasio dan proporsi yang digunakan dalam sains dapat memberikan tantangan terhadap pemahaman konsep matematika peserta didik.

4.       Sistem-sistem dan model-model sistem (system and system model). Menjelaskan sistem dan menyediakan alat untuk memahami dan menguji ide yang mungkin diterapkan melalui sains dan teknik. Pemodelan juga merupakan alat untuk menerangkan pengetahuan dan mengklarifikasi pertanyaan peserta didik peserta didik tentang sebuah sistem.

5.       Energy dan materi: bagan, siklus dan kekekalan. Mengikuti perubahan dari energy dan materi masuk, keluar ataupun keluar membantu memahami kemampuan dan keterbatasan suatu sistem. Kemampuan peserta didik dalam menguji, mengkarakterisasi, dan memodelkan transfer dan siklus dari materi dan energy adalah sebuah alat bagi peserta didik untuk dapat memahami dan menjangkau semua area dalam sains dan teknik.

6.       Struktur dan fungsi. Suatu jalan dalam hal ini sebuah objek atau benda hidup terbentuk dan substrukturnya menunjukkan banyak variabel dan fungsi.

7.       Stabilitas dan perubahan. Untuk sistem alami dan buatan, kondisi dan stabilitas dan faktor penentu dari dari sebuah perubahan atau evolusi merupakan suatu elemen yang sangat krusial.

 

C.     CORE IDEAS

Terdapat empat core ideas pada physical science (fisika dan kimia) yang dikembangkan yaitu PS1: materi dan interaksinya, PS2: gerak dan keseimbangan, PS3: energi, dan PS4: geolmbang dan aplikasinya untuk transfer informasi. Core ideas yang pertama menjawab dua pertanyaan mendasar yaitu “apa yang menyebabkan sesuatu terjadi dan bagaimana hal tersebut dapat terjadi”.

 

Tabel 2. Core and Component ideas dalam Physical science

Core Ideas	PS1: Materi dan Interaksinya	PS2: Gerak dan Keseimbangan: Gaya dan Interaksinya	PS3: Energy	PS4: Geolmbang dan Aplikasinya Untuk Transfer Informas
Component ideas	PS1.A: Struktur dan Sifat Materi PS1.B: Reaksi Kimia PS1.C: Proses Nuklir	PS2.A: Gaya dan Gerak PS2.B: Jenis-Jenis Interaksi PS2.C: Keseimbangan dan Ketidakseimbangan dalam Sistem Fisika	PS3.A: Definisi Energi PS3.B: Kekekalan Energi dan Transfer Energi PS3.C: Hubungan Antara Energi dan Gaya PS3.D: Energy dalam Proses Kimia dan Kehipan Sehari-Hari	PS4.A: Sifat-Sifat Gelombang PS4.B: Radiasi Elektromagnetik PS4.C: Teknologi Informasi dan Instrumentasi